Brevet FR2545774A1 — publié le 19841116

L'invention concerne un dispositif pour actionner les freins de roues d'un système de freinage hydraulique, comportant un maître-cylindre étagé qui comprend une chambre de travail reliée à au moins un frein de roue et une chambre de remplissage de laquelle du fluide de pression peut être refoulé, en franchissant un joint d'étanchéité souple du maitre-cylindre, vers ladite chambre de travail, une valve de remplissage étant raccordée à la chambre de remplissage dont elle limite la pression maxi- male. Un dispositif ayant les caractéristiques précitées est connu par la demande de brevet allemand no DE-OS 24 30 167 Dans le dispositif d'actionnement connu, un alésage étagé est prévu dans un carter et deux pistons de maître-cylindre sont agencés, avec possi- bilité de coulissement axial, dans la portion d'alésage à plus pe- tit diamètre Le carter et les pistons de maître-cylindre délimitent deux chambres de travail à chacune desquelles est raccordé un cir- cuit de freinage comportant deux freins de roues. Sur le piston que le maître-cylindre comporte côté pédale est formé un prolongement qui traverse une chambre de remplis- sage et qui est rigidement lié à un piston de remplissage, lequel piston est guidé dans la portion d'alésage à plus grand dia- mètre et peut être déplacé axialement par une pédale de frein En- tre le piston que le maître-cylindre comporte côté pédale et le pis- ton-de remplissage est formée une chambre de remplis- sage qui, par une valve de retenue, est en communication hydrauli- que avec un réservoir d'alimentation sans pression. Si une force d'actionnement est exercée sur la pédale de - frein, le piston de remplissage se déplace en premier, dans la direction de l'actionnement, et du fluide hydraulique est refou- lé hors de la chambre de remplissage, via des canaux de pas- sage sur le piston de maître-cylindre situé côté pédale et via le joint d'étanchéité souple associé à ce piston, dans la chambre de travail du dispositif d'actionnement située côté pé- dale, de sorte qu'une montée en pression correspondante a lieu dans la chambre de travail située côté pédale et dans les freins de roues raccordés à cette chambre de travail Cette augmentation de pres- sion est limitée par la valve de retenue se trouvant en communica- tion hydraulique avec la chambre de remplissage, valve qui, pour une pression donnée dans la chambre de remplissage, s'ou- vre et évacue le fluide hydraulique excédentaire vers le réservoir d'alimentation sans pression Si la force d'actionnement sur la pé- dale de frein est augmentée, le piston que le maître-cylindre com- porte côté pédale est alors déplacé dans la direction d'actionne- ment et, sous l'effet du coussin de pression dans la chambre de travail située côté pédale, le piston de maître-cylindre éloigné de la pédale se trouve également déplacé, de sorte que la chambre de travail du dispositif d'actionnement non située côté pédale se trouve mise sous pression et qu'une augmentation de pression a lieu dans le circuit de freinage raccordé à la chambre de travail éloi- gnée de la pédale. De la description qui précède, il résulte que, dans le cas du dispositif d'actionnement du frein décrit dans la demande de bre- vet allemand N O DE-OS 24 30 167, seul un actionnement desfreins par action directe d'une force d'actionnement sur la pédale de frein est envisagé Aucune assistance au freinage par une pression exté- rieure n'est prévue. La présente invention a pour but de réaliser un disposi- tif du genre précité, offrant une structure simple, avec lequel la production de pression dans les circuits de freinage pourra être assistée par une force hydraulique extérieure. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que la face frontale du piston de remplissage non tournée vers les chambres de travail délimite, par un plus grand diamètre, la chambre de pression d'un amplificateur de force hydraulique dans lequel une pression auxiliaire dépendant de la force d'actionnement peut être établie Une telle conception conduit au résultat avan- tageux que le piston de remplissage est en même temps le piston amplificateur d'un amplificateur de force hydraulique Le dispositif d'actionnement de freins peut opérer avec uniquement une valve de remplissage Une forme de réalisation de l'objet de l'in- vention particulièrement avantageuse et simple à fabriquer est ob- tenue si le piston de remplissage est réalisé en deux par- ties, le plus grand étage de ce piston constituant un piston ampli- ficateur relié, par une tige-poussoir, au plus petit étage de ce piston L'exécution en deux parties du piston d'étage de remplissa- ge conduit à des économies de coûts de fabrication et de montage. Les deux étages de piston sont néanmoins mutuellement liés de fa- çon quasi-rigide, puisque le mouvement du plus grand étage du pis- ton dans le sens du desserrage des freins doit être limité par des butées de carter, et que des forces élastiques agissent sur le plus petit étage du piston, afin d'établir la position de non-freinage. En principe, la tige-poussoir peut être formée aussi bien sur le plus grand étage du piston que sur rétage à plus petit diamètre de ce piston Il est -en outre avantageux que la tige-poussoir soit réalisée én tant que constituant du plus petit étage de piston, d'un seul tenant avec lui, de sorte que, dans le cas idéal, la tige- poussoir possédera le même diamètre que le plus petit étage de pis- ton, autorisant ainsi une simplification des opérations de fabrica- tion. Pour établir la pression hydraulique auxiliaire dans la chambre de pression de l'amplificateur de force hydraulique, on peut utiliser les valves de freinage les plus diverses Toutefois, des valves à tiroir connues en soi opèrent de manière particulière- ment fiable Il est en outre prévu, dans le cas du dispositif d'ac- tionnement selon l'invention, qu'une chambre de retour qui, à la position de non-freinage, communique avec la chambre de pression, est hydrauliquement isolée de la chambre de remplissage La valve à tiroir est agencée sensiblement parallèlement au piston de remplissage et est actionnée au moyen d'un mécanisme à leviers. Il est avantageusement prévu, dans le cas de l'invention, de n'utiliser qu'un seul fluide de frein dans l'ensemble du système de freinage, ce qui exclut, d'une part, les variations de viscosité dûes à des mélanges de fluides différents et, d'autre part, les erreurs de remplissage du système. Dans un développement opportun, l'invention prévoit qu'un autre piston de maître-cylindre, agencé coaxialement au piston de remplissage, peut être déplacé dans une deuxième chambre de travail sous l'effet de la pression dans la chambre de travail proche de la pédale On parvient ainsi à un dispositif d'actionne- ment de freins doté de deux chambres de travail, autrement dit à un système de freinage à deux circuits A chaque chambre de travail du dispositif d'actionnement sont alors raccordés deux freins de roues qui peuvent être soit agencés en opposition "en diagonale", soit conjugués à un même essieu On parvient à un système de freinage à trois circuits, en recourant au dispositif d'actionnement décrit si un troisième circuit de freinage dynamique, est raccordé à la chambre de pression de l'amplificateur de force hydraulique et ali- mente de préférence les freins des roues arrière d'un véhicule au- tomobile, tandis qu'à chaque chambre de travail du dispositif d'ac- tionnement est raccordé un frein d'une roue se trouvant de préfé- rence à l'essieu avant du véhicule. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant à la figure unique du dessin annexé qui représente une vue en coupe d'un dispositif pour actionner des freins de roues d'un véhicule automobile. Sur la figure, la référence I désigne le carter du dispo- sitif d'actionnement de freins selon l'invention, carter dans le- quel est aménagé un alésage cylindrique comportant, pour l'essen- tiel, trois portions d'alésage, 3, 4, 5 Par rapport à la portion 3 de l'alésage cylindrique 2, la portion d'alésage 5 présente un diamètre plus important, tandis que la portion d'alésage 4 possède le plus grand diamètre de l'alésage cylindrique 2. Dans la portion d'alésage 3 ayant le plus petit diamètre sont agencés, avec possibilité de coulissement axial, deux pistons de maître-cylindre, 6 et 7, le piston 6 délimitant, avec le carter 1, une chambre de travail 8 qui, via un raccord de carter 9 et des conduites de pression correspondantes, est en communication avec des freins de roues, 10 et 11, qui se trouvent, par exemple, à l'essieu avant d'un véhicule automobile. Le piston 6 du maître-cylindre dispose d'une valve cen- trale 12 qui, pour un faible déplacement axial, prédéterminable, du piston 6 du maître-cylindre dans la direction d'actionnement, in- terrompt une communication entre la chambre de travail 8 et une chambre annulaire 13 Dès que la valve centrale 12 est fermée, une communication entre un réservoir d'alimentation sans pression 14 et la chambre de travail 8 est aussitôt interrompue, de sorte que le circuit de freinage raccordé à la chambre de travail constitue un système hydraulique fermé. Le piston 7 du maître-cylindre est disposé coaxialement au piston 6 du maître-cylindre et, avec ce piston 6, délimite une chambre de travail 15 qui, par un raccord de carter, 16, peut être mise en communication hydraulique avec des freins de roues 17 et 18 Le piston 7 du maîtrecylindre dispose, lui aussi, d'une valve centrale 19 qui correspond à la valve centrale 12 dans le piston 6 du maître-cylindre et qui présente le même fonctionnement En outre, une tige-poussoir 20 est formée sur celui, 7, des pistons du maître- cylindre qui est situé côté pédale, et cette tige-poussoir traverse la portion 4 de l'alésage cylindrique 2 et prend appui, par son ex- trémité située côté pédale, contre un piston amplificateur 21 En- tre le piston 7 du maître-cylindre et le piston amplificateur 21 est ainsi formée une chambre annulaire 22 qui constitue la chambre de remplissage Partant de cette chambre de remplissage 22, un canal de fluide de pression 23 va à une valve de remplissage 24 qui limite, à un maximum prédéterminable, la pression hydraulique dans la chambre de remplissage 22 et évacue le fluide de pression excédentaire vers le réservoir d'alimentation sans pression, 14. L'extrémité du piston amplificateur 21 non tournée vers la chambre- étage de remplissage-22 limiteune chambre de pression 25 d'un ampli- ficateur de force hydraulique dans lequel peut être établie une pression auxiliaire dépendant de l'intensité d'actionnement des freins Le piston amplificateur 21 est en liaison avec un piston d'actionnement 26 qui, pour sa part, est mécaniquement couplé à une pédale de frein 28, par l'intermédiaire d'une tringle de pédale 27. Un autre composant de l'amplificateur de force hydraulique est une valve de freinage 29 qui comporte un tiroir de commande 30, lequel prend, en fonction de la position de la pédale de frein 28, une position relative déterminée par rapport à un carter de valve 31 entourant ce tiroir de commande 30 Sur le dessin, une chambre de retour d'amplificateur 32, est formée à gauche du tiroir de com- mande 30 et communique, via un raccord de carter 33, avec le réser- voir d'alimentation sans pression, 14. Un mécanisme d'actionnement à leviers, essentiellement constitué de deux leviers 34 et 35 mutuellement parallèles, atta- que en outre le tiroir de commande Le levier 35 comporte une tête sphérique 36 en liaison permanente avec le carter L'autre extré- mité du levier 35 s'engage dans un évidement du piston d'actionne- ment 26 L'extrémité supérieure ("supérieure" en-considérant le dessin) du levier 34 s'applique contre le tiroir de commande 30 de la valve de freinage 29 L'extrémité inférieure ("inférieure" en considérant le dessin) du levier 34 est appliquée contre le piston amplificateur 21 Les leviers 34 et 35 sont mutuellement liés par une liaison de rotation 37. Le système de freinage décrit se distingue par le mode de fonctionnement ci-après - Dans la position de non-freinage, toutes les pièces mo- biles prennent la position représentée sur le dessin Si une force d'actionnement est exercée sur la pédale 28, le piston d'actionne- ment 26 se déplace vers la gauche (en considérant le dessin) et, en fonction de la position de la pédale de frein 28, une pression hy- draulique est établie via la valve de freinage 29 qui est raccordée à un accumulateur de pression 38 Pour un certain niveau de pres- sion dans la chambre de pression 25 de l'amplificateur de force hy- draulique, les forces s'opposant à un déplacement du piston ampli- ficateur 21 sont surmontées, de sorte que ce piston amplificateur 21 se met en mouvement dans la direction d'actionnement et met la chambre de remplissage 22 sous pression La valve de remplis- sage 24 reste d'abord fermée, de sorte que le fluide de pression refoulé hors de la chambre de remplissage 22 se propage, par des ouvertures 39 dans le piston 7 du maître-cylindre, vers la chambre de travail 15 La pression qui s'établit de ce fait dans la chambre de travail 15 a pour effet que les freins 17 et 18 des roues de l'essieu arrière du véhicule sont sollicités en pression. En outre, la pression hydraulique dans la chambre de travail 15 a aussi pour effet que le piston 6 du maître-cylindre est déplacé dans la direction dlactionnement, de sorte qu'une pression hydrau- lique est également produite dans la chambre de travail 8, pression qui, via le raccord de carter 9 et des conduites de pression corres- pondantes, est amenée aux freins de roues 10 et 11. Dès qu'une pression hydraulique déterminée est atteinte dans la chambre de remplissage 22, la valve de remplissage 24 s'ouvre Du fluide qui, maintenant, est refoulé hors de cette cham- bre de remplissage 22 sous l'effet de la diminution du volume de celle-ci, parvient alors, via la valve de remplissage 24, au ré- servoir d'alimentation sans pression, 14 En cas d'accroissement de la force d'actionnement sur la pédale de frein 28, la pression dans la chambre de pression de l'amplificateur de force hydraulique et dans les freins de roues 10, 11, 17 et 18, augmente. Si la force d'actionnement exercée sur la pédale de frein 28 est réduite à ce point que le piston amplificateur 21 se déplace vers la droite en considérant le dessin, il y a alors, du fait de l'agrandissement du volume de la chambre de remplissage 22, aspiration, via la valve de remplissage 24, de fluide de pression allant du réservoir d'alimentation 14 à la chambre-étage de rem- plissage 22 Dans cette direction d'écoulement du fluide de pres- sion, la valve de remplissage 24 n'oppose aucune résistance parti- culière au fluide de freinage Ce processus se prolonge jusqu'à ce que le dispositif d'actionnement de freins décrit soit de nouveau à la position représentée sur le dessin, c'est-à-dire jusqu'à ce qu'il soit à la condition de non-freinage. Il est bien évident que les descriptions qui précèdent ont été données qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS - 1 Dispositif pour actionner les freins de roues d'un système de freinage hydraulique, comportant un maître-cylindre éta- gé qui comprend une chambre de travail reliée à au moins un frein de roue et une chambre de remplissage hors de laquelle du fluide de pression peut être refoulé, en franchissant un joint d'étanchéi- té souple du ma tre-cylindre, vers ladite chambre de travail, une valve de remplissage étant raccordée à la chambre de remplissage dont elle limite la pression maximale, caractéri- sé en ce que la face frontale du piston ( 7, 21) de remplis- sage non-tournée vers les chambres de travail ( 8, 15) délimite, par un plus grand diamètre, la chambre de pression ( 25) d'un amplifica- teur de force hydraulique dans lequel une pression auxiliaire dé- pendant de la force d'actionnement peut être établie. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston de remplissage ( 7,21) est réalisé en deux parties, et en ce que le plus grand étage ( 21) de ce piston, cons- titue un piston amplificateur qui est relié, par une tige-poussoir ( 20) au plus petit étage ( 7) de ce piston. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tigepoussoir ( 20) maintient les étages de piston ( 7, 21) à une distance mutuelle définie. 4 Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractéri- sé en ce que la tige-poussoir ( 20) est un constituant du plus petit étage de piston ( 7) avec lequel elle est d'un seul tenant. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression hydraulique dans la chambre de pression ( 25) de l'amplificateur de force hydraulique peut être commandée par une valve à tiroir ( 29) connue en soi, actionnable par la pédale. 6 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une chambre de retour ( 32) qui, à la position de non-freinage, communique avec la chambre de pression ( 25), est hydrauliquement isolée de la chambre de remplissage ( 22). 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la valve à tiroir ( 29) est agencée sensiblement parallèlement au piston de remplissage ( 7,21) et est actionnable au moyen d'un mécanisme d'actionnement à leviers ( 34, 35). 8 Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un seul fluide de freins est uti- lisé dans l'ensemble du système de freinage. 9 Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un piston ( 6) de maître-cylindre peut être déplacé dans une chambre de travail ( 8) éloignée de la pédale, sous l'effet de la pression dans la chambre de travail ( 15) proche de la pédale.