Brevet FR2558126A1 — publié le 19850719

La présente invention se rapporte à un amplificateur de force de freinage à dépression, comprenant une cloison mobile montée étanche dans l'enceinte d'amplificateur et agissant sur un bottier de commande, et une tige de piston reliée à une pédale de frein pour manoeuvrer une valve double permettant de relier sélec- tivement une chambre de travail de l'amplificateur de force de freinage à une dépression ou à une pression différentielle plus élevée, la valve double comportant un piston de valve mobile axialement dans le boîtier de commande, et comprenant un maitre-cylindre,relié à l'enceinte d'amplificateur, pour deux cir- cuits de freinage avec un piston intermédiaire. Il existe, de manière connue, un amplificateur à dé- pression (brevet allemand DE-PS 1182539) spécialement utilisé pour manoeuvrer les freins de véhicules automobiles, dans lequel le bottier de commande relié au piston amplificateur, et un élément de transmission d'effort au maitre-cylindre sont mobiles l'un par rapport à l'autre, un moyen étant prévu, entre le bottier de commande et l'élément de transmission d'effort, qui transmet la force du piston amplificateur à l'élément de transmission d'effort et une force de réaction à l'opérateur par l'inter- médiaire de l'organe de commande des moyens de valve. Il en résulte qu'une chambre étanche remplie de fluide va être formée par le bottier de commande et l'élément de transmission d 'effort, un moyen étant prévu sur lequel la pression régnant dans cette chambre peut exercer un effort transmis en tant que force de réaction au piston de valve des moyens de valve. Cet amplificateur de force de freinage connu comporte en soi l'inconvénient que la chambre étanche ne peut pas être de nouveau remplie de fluide sans démontage de l'ampli- ficateur, dans l'éventualité o une partie du fluide s'est échappée de la chambre. Le problème à l'origine de la présente invention est d'obtenir un amplificateur de force de freinage à dépression parti- culièrement apte à être utilisé avec un système de freinage à deux circuits, et dans lequel, lors d'une défaillance de l'amplificateur de force de freinage, la tige reliée à la pédale de frein agira sur un piston dont la surface de section droite efficace est plus petite que la surface de piston soumise à l'action du piston amplificateur. Enfin, l'amplificateur doit être de construction particulièrement peu encombrante et facile à fabriquer. Selon l'invention, ce problème est résolu en ce que le piston de valve relié à la tige, avec son extrémité non-tournée vers la tige plonge dans l'une des cham- bres de piston du maitre-cylindre à configuration de double cir- ]0 cuit, le piston monté flottant entre les deux chambres de piston étant, à sa face frontale tournée versle piston de valve, muni d'un disque de réaction qui, dans l'éventualité d'une dé- faillance du circuit de freinage, va venir en butée contre la face frontale du piston de valve et/ou contre la face frontale, située c té maître-cylindre, du bottier de commande, ou d'un man- chon déplaçable longitudinalement par rapport au bottier de com- mande et entourant le piston de valve. De préférence, un manchon est disposé entre le piston de valve mobile axialement dans le bottier de commande, et le bottier de commande qui entoure partiellement le piston de valve, le manchon étant pourvu d'un collet ou épaulement qui, dans la position de relachement, est en butée contre une face fron- tale du bottier de commande, le manchon étant pourvu d'autres moyens de butée ou surface annulaire coopérant avec un épaulement du piston de valve pour déplacer le manchon dans la direction d'actionnement. La face frontale du piston tournée vers l'enceinte d'am- plificateur comporte de préférence un creux ou renfoncement dans lequel est disposé le disque de réaction élastique, en caout- chouc, le piston de valve et la tête du bottier de commande ou le manchon qui entoure le piston de valve, dans l'éventualité d'une défaillance du circuit de freinage primaire, plongeant dans ledit renfoncement ou creux. Afin de permettre une montée en pression dans le mattre- cylindre, le manchon est pourvu d'un épaulement qui coopère avec 58 126 une valve annulaire quientoure au moins partiellement le manchon, laquelle valve annulaire va, dans la position de freinage, fermer le trou d'entrée de la chambre de piston dans laquelle le manchon va plonger dans la position de freinage, un effort étant ap- pliqué à la valve annulaire par un ressort de compression dans la direction de la fermeture. Il est prévu que le maître-cylindre puisse être fermé par un couvercle annulaire à son extrémité tournée vers l'enceinte d'am- plificateur, la coquille de l'enceinte d'amplificateur formant la chambre à dépression étant serrée entre le couvercle et l'extrémité ouverte du mattre-cylindre, le bottier de commande déplaçable lon- gitudinalement étant guidé de façon étanche au travers du trou cen- tral du couvercle annulaire. Afin de préserver la facilité de déplacement du manchon, celui-ci est guide dans un alésage longitudinal du bottier de com- mande, l'alésage longitudinal du manchon étant un alésage étagé, l'extrémité du piston de valve situé cOté maitre-cylindre étant guidée dans le petit diamètre de l'alésage lon- gitudinal, et le manchon comportant des moyens de butée coopérant avec le piston de valve pour délimiter le trajet de déplacement du piston de valve par rapport au manchon. L'alésage longitudinal dans le bottier de commande pour supporter et guider le piston de valve peut avoir la forme d'un alésage étagé, l'extrémité du piston de valve située c8té maTtre- cylindre étant disposée dans le petit diamètre et une gorge annulaire étant située dans ledit petit diamètre, laquelle coopère avec un anneau d'arrêt disposé sur le piston de valve pour délimiter le mouvement longitudinal du piston de valve par rapport au bot- tier de commande. De préférence, l'extrémité du bottier de commande située c8té mattrecylindre est conformée en piston de mattre-cylindre et possède un anneau d'étanchéité ou coupelle primaire associée à une gorge annulaire taillée derrière la coupelle pri- maire, dans la surface cylindrique de la partie du bottier de commande plongeant dans la chambre de piston, la gorge annulaire étant, dans la position de relâchement, reliée au trou d'entrée de l'un des circuits de freinage. Selon une forme de réalisation préférée, un ressort de compression est prévu entre le piston de valve et le bottier de commande qui entoure le piston de valve, ce ressort appliquant un effort au piston de valve dans la direction opposée à la di- rection d'actionnement. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, 0 faite & titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - - la figure 1, la coupe longitudinale d'un amplificateur de force de freinage auquel un mattre-cylindre en tandem est fixé par bridage; et - la figure 2, en coupe longitudinale, un amplificateur de force de freinage avec étagement de transmission et mattre- cylindre qui lui est fixé par bridage. L'amplificateur de force de freinage selon la figure 1 des dessins comporte, pour l'essentiel, une enceinte d'amplifi- cateur 3 composée de deux coquilles 1 et 2, une cloison mobile 6 subdivisant l'enceinte à dépression 1 en une chambre de travail 4 et en une chambre de dépression 5, un bottier de commande 7 main- tenu et guidé dans l'enceinte d'amplificateur 3, un piston de commande 8 mobile axialement dans le bottier de commande 7, une soupape circulaire 9 et un maître-cylindre 46 doté d'un piston 10 et fixé par bridage à la coquille d'enceinte 2. A l'aide d'un anneau d'étanchéité 11, le bottier de commande 7 est monté étanche dans la coquille d'enceinte 1 de manière à pouvoir être déplacé, dans la direction de la flèche A, en même temps qu'une plaque de diaphragme 12 et qu'un diaphragme roulant 14 serré en 13 entre les deux coquilles d'enceinte 1 et 2. Aménagé dans le bottier de commande 7, un passage 15 relie la chambre à dépression 5 à une chambre annulaire 16 en avant de la soupape circulaire 9. Un deuxième passage 17 relie à la chambre de travail une chambre annulaire 13 prévue entre le piston de commande 8 et l'alésage longitudinal 19 dans le bottier de commande 7. A l'aide d'une tige 20 reliée à une pédale de frein (non représentée plus en détail), le piston de commande 8 peut être déplacé contre la force d'un ressort de compression 21, dans la direction longitudinale, dans le bottier de commande 7, jusqu'à ce que le collet 22 soit en butée contre l'épaulement 23 d'un alésage longitudinal 24. L'extrémité du piston de commande 8 tournée vers le mattre-cylindre 46 comporte un joint 25 étanchant le piston de commande 8 vis-à-vis de la chambre annulaire 26 formée I0 entre le piston de commande 8 et l'alésage longitudinal 24. L'extrémité du piston de commande 8 tournée vers le maitre-cylindre 46 est pourvue d'une tête 27 ayant une face frontale plane 28,dont la dimension permet le contact de celle-ci avec le disque de réaction en caoutchouc 29 disposé dans un renfoncement 30 à l'extrémité du piston flottant 10, en vis-à-vis du piston de commande 8. Le mattre-cylindre 46 comporte deux orifices d'alimentation en fluide, respectivement 31 et 32, reliés respectivement aux cham- bres de piston correspondantes 35 et 36, via des trous de com- pensation 33 et 34. Le piston 10 est pourvu d'un épaulement 37 par lequel, dans la position de relâchement des freins, il est en butée contre une vis de butée 38. En plus des trous de com- pensation 33 et 34, des trous d'entrée 39 et 40 sont prévus, le trou d'entrée 39 se terminant dans une chambre annulaire 41 formée dans le piston 10. Le trou d'entrée 40 établit, via les ajutages d'entrée de fluide de pression, la liaison entre une gorge annulaire 42 du bottier de commande 7 et l'espace intérieur du réservoir d'alimentation non représenté plus en détail. Le mode de fonctionnement de l'amplificateur de force de freinage décrit ci-avant est comme suit: Si, au début d'une opération de freinage, la tige est déplacée dans la direction de la flèche A, contre la force du ressort de relSchement 43, 43', le piston de commande 8 se déplace simultanément, tandis que le siège de valve 44 prévu sur l'extrémité que le piston de commande 8 comporte côté pédale est 2558 126 décollé de la face frontale 45 de la soupape circulaire 9, car cette face frontale 45 de la soupape circulaire 9 est en butée contre le siège de valve 47 du bottier de commande 7, empêchant ainsi un mouvement séquentiel de la soupape circulaire 9. De l'air provenant de l'atmosphère peut alors entrer dans la chambre de travail en passant par le filtre 48, la chambre d'air ambiant 49, la chambre annulaire 18 et le deuxième passage 17. Comme la chambre à dépression 5 est en communication permanente, via la buse 50, avec une source de dépression, une différence de pression va, après entrée d'air atmosphérique dans la chambre de travail 4, s'établir entre les deux chambres 4 et 5 de sorte que la cloison mobile 6 va se déplacer contre la force du ressort 51, dans la direction de la flèche A, pour déplacer le bottier de commande 7, d'o il résulte une montée en pression dans les chambres 35 et 36 associées au pis- ton, puisque la totalité de la section droite F2 de la partie du bottier de commande 7 située côté maître-cylindre va, en tant que surface de piston, agir sur la colonne de fluide de pression située dans la chambre de piston 36. S'il n'y a pas d'autre déplacement de la tige 20 dans la direction de la flèche, la face fron- tale 45 de la soupape circulaire 9 va se placer elle-même sur le siège de valve sur le piston de commande, mettant ainsi fin à l'entrée d'air atmosphérique dans la chambre de travail 4. Ceci étant, si aucune pression n'est plus appliquée à la tige-poussoir , le piston de commande 8 et le bottier de commande 7 avec la cloison mobile 6 vont coulisser en arrière, à leurs positions de départ (positions de relâchement), comme représenté à la figure 1, tandis que la face frontale 45 de la soupape circulaire 9 va se décoller du siège de valve 47 du bottier de commande 7, ouvrant ainsi la liaison de la chambre de travail 4 à la chambre de dépression 5 via la chambre annulaire 16 et le passage 15. Dans la position de freinage partiel, après le passage de la cou- pelle primaire 52 au-delà du trou de compensation 34, la montée en pression dans le mattre-cylindre 46, via la surface de section droite F1, va exercer une force de réaction sur la tige 20, déplaçant ainsi cette dernière vers la droite et ayant pour effet que le piston de valve 8 avec son siège 44 repose de manière étanche sur la soupape circulaire 9, fermant donc le passage extérieur et que le plongeur de valve prenne une position dite "attente". Dans l'éventualité d'une défaillance du circuit de frei- nage relié à la chambre de piston 36, le bottier de commande 7 et le piston de valve 8 vont, à la suite de l'application des freins, se déplacer dans la direction de la flèche A jusqu'à ce que la tête 27 pousse, par sa face frontale 28, sur le disque de réaction I0 en caoutchouc 29. Dès qu'une pression s'est établie dans le circuit de freinage relié à la chambre de piston 35, le disque de réaction en caoutchouc 29 va être cause de ce qu'une force de réaction va être exercée sur la face frontale 53 du piston de valve 8, pour déplacer celui-ci vers la droite, dans une direction opposée à la direction de la flèche A, atteignant ainsi la position d'attente décrite ci-avant. La forme de réalisation de l'amplificateur de force de freinage tel que décrit à la figure 2 diffère de celle représentée à la figure 1 essentiellement en ce qu'un manchon 55 est déplaçable longitudinalement entre le bottier de commande 57 et le Diston de valve, pour créer une fonction de transmission hydraulique étagée. Lors de la manoeuvre de la pédale de frein, c'est d'abord seulement le piston de valve 56 qui va être déplacé vers la gauche. Dès que la force d'amplification commence à prendre effet, la surface F2 va agir sur les colonnes de fluide de pression dans les chambres de piston 59 et 60. La pression régnant dans la chambre de piston 59 va créer une force de réaction exercée sur le piston de valve 56 et donc sur la tige-poussoir 61 grâce à la surface de section droite F3 du piston de valve 56. Dans le cas d'une défaillance du circuit de freinage relié à la chambre de piston 59, le piston de valve 56 va déplacer le manchon 55 puisque l'épaulement 54 va venir en butée contre la surface annulaire 53, ce qui a pour effet que le plongeur de valve 56 entratne le manchon 55. Dès que les faces frontales 62 et 63 sont en contact avec le disque de réaction en caoutchouc 58, déplaçant ainsi le piston 82 jusqu'au point o une pression s'est établie dans la chambre de piston 60, le disque de réaction en caoutchouc 58 va créer une force de réaction déplaçant la tige-poussoir 61, le manchon 51 et le piston de valve 56 vers la droite. Dans l'amplificateur de force de freinage tel que repré- senté à la figure 2, les surfaces soumises à l'action des forces de réaction sont, à cause de cela, différentes en taille. La force de réaction due à la colonne de fluide de pression régnant dans la chambre de piston 59 agit sur la surface F3, tandis que la force de réaction créee par le disque de réaction en caoutchouc agit sur la surface F4. Alors que, dans l'amplificateur de force de freinage selon la figure 1, une coupelle primaire 52 ferme le trou de compensation 34 dans le cas d'une opération de freinage, pour séparer la colonne de fluide de. pression dans la chambre de piston 36 du réservoir d'alimentation (non représenté plus en détail), dans l'amplificateur selon la figure 2 le bottier de commande 57 avec piston de valve 56 et manchon 55 agit en tant que piston plongeur sur la surface de section droite F2. A cette fin, le mattre-cylindre 65 est pourvu d'une valve annulaire 66 sollicitée par un ressort de compression 67, dans la position de freinage, contre le trou d'entrée 68 et qui, dans la position de relâchement, est tirée par l'épaulement 69 du manchon 55 contre la force du ressort de compression 67, vers la droite, jusqu'à ce que l'ouverture du trou d'entrée 68 soit ouverte pour établir ainsi la liaison entre réservoir d'alimentation et chambre de piston 59. Le maitre- cylindre 65 fixé par bridage à la coquille d'enceinte 70, à l'aide du couvercle 71 disposé sur le côté intérieur de la coquille d'enceinte 70, va être fermé, le couvercle 71 et le maitre-cylindre 65 étant vissés l'un à l'autre, et serrent ainsi entre eux la partie radialement intérieure de la coquille d'enceinte 70. Des garnitures 72, 73, assurent l'étanchéité requise entre coquille d'enceinte 70 et mattre-cylindre 65, d'une part, et coquille d'enceinte 70 et couvercle 71, d'autre part. Une autre garniture annulaire 74 entoure ie bottier de commande à l'extrémité de celui- ci tournée vers le mattre-cylindre 65, pour fournir une séparation étanche, entre la chambre à dépression 75 et la chambre de piston 59. Les avantages essentiels inhérents à l'amplificateur de force de freinage décrit ci-avant résident en ce que le disque de réaction en caoutchouc classique (avec l'amplificateur de force de freinage intact) a été remplacé par le fluide de freins contenu dans les chambres de piston 36 et 59, respectivement, ce qui a pour effet de rendre le dispositif moins dépendant de la température. Lors de l'actionnement de la pédale de frein reliée à la tige 20 et 61, respectivement, la fermeture des trous de com- pensation 33, 34 est immédiatement provoquée et l'amplificateur est activé. Dans l'éventualité d'une défaillance de l'amplificateur, l'effort de la pédale agit néanmoins sur une surface de piston réduite, en- trainant des avantages substantiels pour la conception du système de freinage. Dans l'éventualité d'une défaillance de l'amplificateur de force de freinage tel que représenté à la figure 2, ce n'est pas la surface de section droite F2 du bottier de commande 57 qui va agir sur la colonne de fluide de pression contenue dans la chambre de piston 59, mais plutôt la surface de section droite du manchon , parce que le bottier de commande 57 est maintenu à la position telle que représentée à la figure 2, par le ressort de rappel de piston agissant sur la cloison mobile 77. Comme résultat de la sur- face de section droite efficace réduite, dans l'éventualité d'une défaillance de l'amplificateur, la "fonction étagée" sus-mentionnée va opérer avec pour conséquence que la force requise à la pédale pour une décélération sera réduite lorsque comparée avec un ampli- ficateur de force de freinage à dépression de conception clas- sique. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 2 558126 REVENDICATIONS 1. Amplificateur de force de freinage à dépression, com- prenant une cloison mobile (6, 77) montée étanche dans l'enceinte d'amplificateur (3, 76) et agissant sur un bottier de commande (7, 57) et une tige de piston (20, 61) reliée à une pédale de frein pour manoeuvrer une valve double (9,44 ou 9,47 et 79,81 ou 80,81) permettant de relier sélectivement une chambre de travail (4,78) de l'amplificateur de force de freinage à une dépression ou à une pression différentielle plus élevée, la valve double (9,44 ou 9,47 et 79,81 ou 80,81) comportant un piston de valve (8,56) mobile axialement dans le bottier de commande (7,57) et comprenant un mattre-cylindre (46,65), relié à l'enceinte d'amplificateur (3,76), pour deux circuits de freinage ayant un piston intermédiaire (10, 82), caractérisé en ce que le piston de valve (8,56) relié à la tige de piston (20,61) et le bottier de commande (7,57) ou un manchon (55) coopérant avec le bottier de commande (7,57) sont guidés de façon étanche au travers d'une paroi (71) du maitre- cylindre (46,65) et en ce que, dans la position de freinage, leurs extrémités opposées à la tige de piston (20,61) plongent dans la chambre de piston (36 et 39) du ma tre-cylindre (46,65). 2. Amplificateur de force de freinage à dépression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston intermédiaire (10 et 82), est monté flottant entre les deux chambres de piston (35,36 et 59,60) du maîtrecylindre (46,65), sa face frontale tournée vers le piston de valve (8 et 56) étant munie d'un disque de réaction (29 et 58) en matière à l'élasticité de caoutchouc, et qui, dans l'éventualité d'une défaillance du circuit primaire, vient en butée contre la face frontale (53 et 62) du piston de valve (8 et 56) et/ou contre la face frontale du bottier de commande (7 et 57), ou du manchon (55) déplaçable longitudinalement, en coopération avec le bottier de commande (57) et qui entoure le piston de valve (56). 2558 1 26 3. Amplificateur de force de freinage à dépression selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un manchon est disposé entre le piston de valve (56) mobile axialement dans le boî- tier de commande (57) et ce bottier de commande qui entoure partielle- ment le piston de valve (56), ce manchon incluant un collet ou épaule- ment (69 qui, dans la position de relâchement, est en butée contre une face frontale du bottier de commande (57), le manchon (55) comportant une autre butée ou surface annulaire (53) coopérant avec un épaulement (54) du piston de valve (56) pour déplacer le manchon l0 (55) dans la direction d 'actionnement. 4. Amplificateur de force de freinage à dépression selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la face frontale du piston intermédiaire (10,82) du maitre-cylindre (46,65), tournée vers l'enceinte d'amplificateur (3,76), comporte un creux (30) ou renfoncement (83) dans lequel le disque de réaction à élas- ticité de caoutchouc (29,58) est disposé, le piston de valve (8,56) et la tête (27) du bottier de commande (7) ou le manchon (55) qui entoure le piston de valve (56), dans l'éventualité d'une défaillance du circuit de freinage primaire, plongeant dans ledit creux (30) ou renfoncement (83). 5. Amplificateur de force de freinage à dépression selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (55) comporte un épaulement (69) coopérant avec une valve annulaire (66) qui entoure au moins partiellement le manchon (55), cette valve annulaire fermant, dans la position d'application, le trou d'entrée (68) de la chambre de piston (59) dans laquelle le manchon (55) va plonger dans la position d'application, un effort étant appliqué à la valve annulaire (66) par un ressort de compression (67) dans la direction de la fermeture. 6. Amplificateur de force de freinage à dépression selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que le maitre-cylindre (65) est fermé par un cou- vercle annulaire (71) à son extrémité tournée vers l'enceinte d'amplificateur (76), la coquille (70) de l'enceinte d'amplifica- teur (76) formant partie de la paroi de chambre à dépression (75) étant serrée entre le couvercle (71) et l'extrémité ouverte du mattre-cylindre (65), le bottier de commande (57) déplaçable longitudinalement étant guidé de façon étanche au travers du trou central du couvercle annulaire (71). 7. Amplificateur de force de freinage à dépression selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que le manchon (55) est guidé dans un alésage lon- gitudinal du bottier de commande (57), l'alésage longitudinal du manchon (55) étant un alésage étagé, une extrémité du plongeur de valve (56) étant guidée dans le petit dû mètre de l'alésage longitudinal, le manchon (55) étant muni de butée (84,85) coopérant avec le piston de valve (56) pour délimiter le trajet de déplacement du piston de valve (56) par rapport au manchon (55). 8. Amplificateur de force de freinage à dépression selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que l'alésage longitudinal dans le bottier de com- mande (7) est un alésage étagé pour maintenir et gui- der le piston de valve (8), une gorge annulaire (86) étant aménagée à l'extrémité du piston de valve (8) située côté mattre-cylindre, dans le petit diamètre de l'alésage étagé, cette gorge annulaire coopérant avec un anneau d'arrêt (87) disposé dans le piston de valve (8) pour délimiter le déplacement longitudinal du piston de valve (8) par rapport au boîtier de commande (7). 9. Amplificateur de force de freinage à dépression selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité du bottier de commande (7) située c8té mattre-cylindre est conformée en piston de pression et est munie d'un anneau d'étanchéité ou d'une coupelle primaire (52) associé à une gorge annulaire (42) taillée dans la surface cylindrique de la partie du bottier de commande (7) plongeant dans la chambre de piston (36), la gorge annulaire (42) étant, dans la position de relachement, reliée au trou d'entrée (40) de l'un des circuits de freinage. 10. Amplificateur de force de freinage à dépression selon 5 8 1 2 6 l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il y a, disposé entre le piston de valve (8) et le bottier de commande (7) qui entoure le piston de valve, un ressort de compression appliquant un effort au piston de valve (8) dans une direction opposée à la direction d'actionnement (A).