Brevet FR2560134A1 — publié le 19850830

_,- _ 2560134 La présentc invention concerne un amplificateur d'effort de freinage à dépression comprenant un piston d'amplificateur Uonté étanche dans le carter de l'amplificateur et une tige de piston re- liée à une pédale de frein et servant à actionner une valve double au moyen de laquelle une chambre de travail de l'amplificateur d'effort de freinage est reliée, au choix, au vide ou à une pression diffé- rentielle plus élevée, une première valve étant constituée dans ledit amplificateur d'effort de freinage par un siège de valve prévu. au niveau du piston d'amplificateur et par une valve à disque précon- trainte en direction dudit siège de valve et une seconde valve étant constituée par ladite valve à disque et un piston de valve relié ladite tige de piston, ledit piston d'amplificateur étant relié fonc- tionnellement à un boitier de commande à l'intérieur duquel ledit piston dc valve est monté coulissant, un disque de réaction en caou- tchouc étant retenu à l'intérieur dudit boitier de commande, ledit disque de réaction étant soumis, d'un côté, à l'action du piston de commande et, de l'autre côté, à l'action d'une tige reliée au piston du maître-cylindre. Les amplificateurs d'effort de freinage à dépression connus de ce type comportent un disque de réaction en caoutchouc intercalé entre le piston de valve déplacé par la pédale de frein par l'inter- médiaire d'une tige de piston et l'extrémité côté pédale de la tige coopérant avec le piston du maître-cylindre. L'établissement de la pression dans le maltre-cylindre du à la coupelle primaire lors du dépassement de l'orifice de compensation donne naissance a une force de réaction qui s'exerce sur le disque de réaction en caoutchouc par l'intermédiaire du piston du maitre-cy- lindre et de la tige, ladite force de réaction étant proportionnelle au rapport de transmission. La pression de réaction est transmise au piston de valve, après quoi celui-ci est déplacé et, par son siège, vient hermétiquement se placer sur la valve. Ainsi, le conduit de vide et l'orifice d'entrée d'air atmosphérique sont fermés. La différence d'allure entre les courbes effort-effort lors de l'actionnement et du relâchement d'un appareil de freinage (effort -2- 2560134 de scrtJe au niveau de]a tige es ic:rcion dL l'effort d'entr&e au niveau de la tige du piston) est habituellemcnt appelée hystérésis d'un amplificateur d'effort de fleinage de ce type. Dans les amplificateurs d'effort de freinage actuels, l'hys- térésis est extraordinairement large et est considérée comme un inconvenient. Comme le montrent les essais, la majeure partie de l'hysté- résis est due au disque de réaction, c'est-à-dire aux divers efforts de déformation du caoutchouc lors des déplacements en avant et en arrière. Les appareils équipés d'un disque de réaction de grand dia- mètre et très mou présentent une hystérésis nettement plus étroite que ceux comportant un disque de réaction petit et dur. Dans les appareils de freinage de conception plus récente, l'espace prévu pour l'unité de commande est en règle générale très limité, ce qui est surtout préjudiciable à la taille du disque de réaction. Bien qu'il soit possible d'augmenter la dureté du disque de réaction pour en maintenir l'usure dans certaines limites en fonctionnement permanent, ceci entraîne toutefois un élargissement de l'hystérésis. La présente invention a donc pour objet d'employer un maté- riau relativement mou comme matériau de réaction, sans augmenter en conséquence le taux d'usure. Conformément à l'invention, ce but est atteint en ce que le disque de réaction en caoutchouc comporte au moins une partie dont les surfaces limites de section transversale en forme de disque cir- culaire sont de tailles différentes, l'enveloppe reliant lesdites surfaces de section transversale étant incurvée par exemple en forme de l'enveloppe d'un segment sphérique, ou de toute autre réalisation formant l'enveloppe d'un cSne de révolution tronqué. Dans une réalisation avantageuse, le disque de réaction en 3J caoutchouc comporte une première partie conçue sous la forme d'un cylindre, ladite partie étant prolongée par une seconde partie en forme de cône tronqué, la plus petite surface avant de la seconde partie qui forme un disqueétant disposée en face du piston de valve. Selon un autre mode de réalisation, le disque de réaction en caout- chouc comporte une première partie conçue sous la forme d'un cylindre _3 _Z560134 qui est prolongée par une seconde partie en formé- de c8ne tronqué, éadite seconde partie étant elle-même prolongée par une troisième partie en forme de cylindre. La seconde partie en forme de c8ne tronqué prolongeant la première partie en forme de cylindre du disque de réaction en caout- chouc est avantageusement pourvue d'une surface avant en forme de disque circulaire dont le diamètre correspond à celui du piston de valve et/ou du disque placé entre le disque de réaction en caoutchouc et le piston de valve. Conformément à la présente invention, la cavité ménagée dans l'extrémité, côté maître-cylindre, du bottier de commande comporte une première partie cylindrique servant à retenir et à guider le disque de réaction en caoutchouc, ladite partie étant prolongée, en direction de la tige de piston, d'une seconde partie en forme d'en- tonnoir. Pour que le disque de réaction en caoutchouc puisse se dila- ter aussi loin que possible à l'intérieur du bottier de commande en direction du piston de valve, la troisième partie cylindrique du disque de réaction en caoutchouc présente un diamètre correspondant à celui du piston de valve et/ou du disque. 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 aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, une coupe longitudinale de l'ensemble de commande d'un amplificateur d'effort de freinage comprenant deux parties de bottier de commande coulissant l'une par rapport à l'autre et un disque intercalé entre le piston de valve et le disque de réac- tion, - les figures 2 et 3, des variantes de réalisation d'un disque de réaction en caoutchouc. Comme le montre-la figure en coupe, 1' amplificateur d'ef- fort de freinage est, pour l'essentiel, constitué du bottier d'ampli- ficatuer 7, du diaphragme roulant 18 divisant l'espace intérieur du bottier en chambres 20, 23, du plateau de diaphragme 19, du ressort de l'appareil 25, des deux pièces 2, 4 du bottier de commande, de la 4_ 2560134' valve à disque 1, du pDstor de valve 16, du disque dé réaction et caoutchouc 30, de la tige de piston 14 et de la tigc 29. Le ressort de l'appareil 25 sollicite le plateau de dia- phragme 19 ainsi que la première pièce 2 du bottier de commande par l'intermédiaire du siège d'étanchéité 12 contre la valve à disque 1, c'est-à-dire contre la face d'étanchéité 11, et par l'intermédiaire de la seconde pièce 4 du bottier de commande, contre la pièce du carter d'amplifticateur 7; à cet effet, le ressort de l'appareil 25 prend appui sur la première pièce 2 du bottier de commande au tra- vers du plateau de diaphragme 19. Sur le c8té opposé à 1E face d'étanchéité 11, la valve à disque 1 comporte une butée & qui est amenée en appui contre la pièce 4 du bottier de commande par l'intermédiaire de la douille 36 lorsque l'appareil de freinage est en position relâchée. De préférence, la pièce 4 du bottier de commanhe est à son tour en butée contre la bague d'étanchéité 5 et possède ainsi une position extrême arrière strictement définie. Dans cette position, le siège d'étanchéité 9 prévu au niveau du piston de valve 16 et le siège d'étanchéité 12 place dans la pièce 2 du bottier de commande en deux parties 2, 4 sont tous deux appuyés contre la face d'étanchéité 11 de la valve à disque 1. Grâce à cette configuration, le siège d'étanchéité 9 du piston de valve peut se décoller immédiatement et l'appareil répond sans perte de course lors de l'actionnement de la tige de piston 14. Quand la tige de piston 14 est actionnée, la première pièce 2 du bottier de commande sc déplace vers l'avant jusqu'à ce que la butée 3 entratne la seconde pièce 4 du bottier de commande. Par con- séquent, la longueur de la surface de glissement de la bague d'étan- chéité 5 est reduite. Les deux pièces 2, 4 du bottier de commande sont renduesétanches l'une par rapport à l'autre au moyen d'une lèvre d'étanchéité 40 de la valve à disque 1. Le piston de valve 16 n'est pas relié rigidement au disque 6 servant à régler le rapport de transmission de l'appareil, car la course d'ouverture du piston de valve 16 est limitée par la butée 3. Les deux pièces 2, 4 du bottier de commande étant montées téléscopi- ques l'une dans l'autre, une importante longueur de guidage est dis- - 5 - 2560134 porible de sorte que les pièces 2, 4 du boltici 4e counr.d nc peu- vent uLs sc déboitLr pdr torsion ni se coincer 1'une;di.n- l'autre. - Les deux pièces 2, 4 du bottier de com;andc se déplacent l'une par rapport à l'autre, à savoir au moment de la réponse de l'appareil et lorsque l'appareil est revenu en position extrême ar- ritr-. Pendant toutes les autres phases de fonctionnement, les deux pièces 2, 4 du bottier de commande sont immobiles l'une par rapport à l'autrc. Dans la mesure o, lorsque l'appareil de freinage est en position relâchée, le ressort de l'appareil 25 et le ressort de rap- pel 10 de la tige de piston prennent appui sur la valve A disque 1 par l'intermédiaire de la face d'étanchéité 11, les siègcs d'étan- chéité 9 et 12 sont de préférence conçus de manière qu'après une déformation du caoutchouc d'environ 0,2 mm, une surface comparative- ment importante vienne en appui afin d'éviter toute détérioration du matériau. Une bague d'arrêt 17 mise en place latéralement permet de limiter la course des deux pièces 2, 4 du bottier de commande l'une par rapport à l'autre au niveau de la butée 3. Lorsque l'appareil de freinage est en position relâchée, la seconde pièce 4 du bottier de commande est en appui par l'intermé- diaire de sa collerette 28 et de la butée 27 contre la bague d'Etan- chéité 5 qui est comprimée dans la pièce 7 du carter d'amplificateur, la valve à disque 1 reposant, par l'intermédiaire de la butée 8 à l'intérieur de la pièce 4 du bottier de commande au moyen de la douille 36. Le siège d'étanchéité 9 du piston de valve 16 est appli- qué contre la face d'étanchéité 11 de la valve à disque 1 au moyen du ressort 10, le siège d'étanchéité 12 de la pièce 2 du bottier de commande étant appliqué contre la face d'étanchéité 11 de la valve à disque 1 par l'intermédiaire du plateau de diaphragme 19 au moyen du ressort de 2'appareil 25. Lorsque les deux pièces 2, 4 du bottier de commande sont dans la position indiquée sur la figure, l'équilibre de pression est réalisé dans les chambres 20, 23. Quand l'appareil de freinage est actionné, la tige de piston 14 est déplacée dans le sens de la flèche A de sorte que le siège d'étanchéité 9 du piston de valve 16 est décollé de la face d'étan- _ - _ ?560134 cheité Il dR la valve. disque i et que]- pression atmosphérique envalit la cnambre 20. En raison de la différence de pression appa- raissant entre les chambres 10, 23, une force est produite qui dé- place la première pièce 2 du bottier de commande en direction du maîtrecylindre (non représente en détail sur la figure). La force de réaction servant à la commande proportionnelle de l'appareil est transmise à la tige de piston 14 par l'intermédiaire du disque de réaction en caoutchouc 30. Dans la première phase de déplacement, le siège d'étanchéité 12 du bottier de commande est comprimé par la face d'étanchéité 11 de la valve à disque 1 qui est entraînée par la pièce 2 du bottier de commande, étant donné que le ressort 15 prend appui par l'intermé- diaire du siège d'étanchéité 12 du bottier de commande jusqu'à ce que les sièges d'étanchéité 12 et 9 parviennent en position dite de mise A l'air. Lors de l'actionnement de l'appareil de freinage, le bottier de commande 4 reste d'abord au repos jusqu'à ce qu'il soit entraîné par la bague d'arrêt 17 jusqu'à une butée 3. Le ressort 41 aida du ressort 15 maintient alors les deux pièces 2, 4 du bottier de comman- de dans cette position après que les pièces 2, 4 du bottier de com- mande se soient déplacées l'une par rapport à l'autre comme indiqué cidessus. Lors du relâchement, l'effort cst supprimé au niveau de la tige de piston 14 et le ressort 10 peut Donc repousser vers l'arrière le piston de valve 16 avec le siège d'étanchéité 9 jusqu'à ce que le siège d'étanchéité 12 du bottier de commande s'ouvre. La course d'ou- verture est limitée par la butée 3 des deux pièces 2, 4 du bottier de commande. La pression atmosphérique peut alors être aspirée à partir de la chambre 20 par les conduits 31, 32. Le siège d'étanchéité 12 du bottier de commande reste ouvert jusqu'à ce que l'appareil soit com- plètement revenu en arrière, que la pièce 4 du bottier de commande vienne en butée par l'intermédiaire de sa collerette 26 contre la butée 27 et que le siège d'étanchéité 12 du bottier de commande soit poussé vers l'arrière sous l'action du ressort de l'appareil 25. Lors de cette opération, les deux pièces 2, 4 du bottier de commande s'en- _7 ?_ 2560134 gagent téiescopiquement l'une dans l'autrc, libérant aiti 1a butte 3 de sorte que l'appareil retrouve la position relâchée. A son extrémité opposée à la tige de piston 14, le piston de valve 16 comporte une surface avant en forme de segment sphérique par laquelle il est en butée contre le disque 6, évitant ainsi que le disque 6 ne se bloque dans son guide placé dans la pièce 2 du bottier de commande. Lors de l'assemblage, la tige de piston 14 ainsi que la douille 36, la valve à disque 1, le piston de valve 16 et les res- sorts 41 et 15 sont engagés dans la pièce 2 du bottier de commande, l'épaulement 43 prenant appui sur les saillies 44 en forme de nez qui s'étendent radialement vers l'intérieur à partir de la douille 36, de sorte que la douille 36 ainsi que la valve à disque 1 et les ressorts 41 et 15 peuvent être repoussés avec force au moyen de la tige de piston 14. Lors de la phase finale d'assemblage, la pièce 4 du bot- tier de commande est repoussée sur la pièce 2 du bottier de commande, les saillies 45 en forme de nez prévues au niveau de la pièce 4 du bottier de commande reposant contre la douille 36 et maintenant les ressorts 41 et 15 sous une précontrainte. Enfin, les deux pièces 2, 4 du bottier de commande sont verrouillées l'une par rapport a l'autre a l'aide de la bague d'arrêt 17. Un avantage particulier de la valve à disque 1 réside en ce qu'elle est supportée et guidée d'un côté sur la première pièce 2 du bottier de commande et en ce qu'elle est hermétiquement appliquée de l'autre côté contre la paroi intérieure cylindrique de la second pièce 4 du bottier de commande par l'intermédiaire d'une lèvre annu- laire ou rebord d'étanchéité 40, permettant ainsi de faire l'économie d'une bague d'étanchéité supplémentaire pour assurer l'étanchéité réciproque des deux pièces 2, 4 du bottier de commande. Pour réduire au maximum la force exercée sur la partle ar- rière de la pièce 4 du boftier de commande sous l'effet de la pres- sion atmosphérique, le point d'étanchéité de la valve à disque 1 par rapport à la pièce 4 du bottier de commande est nettement décalé vers l'extérieur dans le sens radial et l'étanchéité est assurée à cet endroit par la lèvre d'étanchéité 40. La valve à disque 1 elle-même - 6 2560134 repose de façon étanche sur la première pièee 2 du bottier dc comman- dc. Grâce à cet agencement, la force exercée par la pression atmos- phériquc devient très faible et peut être totalement compense par le ressort 41. Pour permettre de loger une tige 29 de grand diamètre dans l'espace disponible dans l'ensemble de commande, il est prévu une cavité 24 se rétrécissant en forme d'entonnoir a une extrémité, ladite cavité 24 comportant une partie cylindrique qui permet au disque de pression 33 de pénétrer dans le bottier de commande 2. Pour augmenter la résistance du bottier de commande 4, ledit bottier de commande 4 et le disque de réaction 30 présentent des bords de rac- cordement inclinés b, c entre leurs parties cylindriques et leurs parties de forne conique. Le disque de réaction 30 est réalisé dans un caoutchouc relativement mou. Comme l'illustre la figure 1, le disque de réaction en ca- outchouc 30 est constitué d'une première partie a de forme cylindri- que et d'une seconde partie d en forme de cône de révolution tronqué. Ledit disque de réaction en caoutchouc de forme sensiblement cylin- drique 30 est retenu dans la cavité 24 de la pièce 2 du bottier de commande et, à cette fin, il est exactement adapté a la partie 13 en forme d'entonnoir de ladite cavité 24. Dans l'exemple de réalisation conforme à la figure 2, le disque de réaction en caoutchouc 30' est muni d'une première partie a' cylindrique, d'une seconde partie d' en forme de c8ne tronqué et d'une troisième partie e cylindrique, ladite troisième partie e présentant un diamètre qui correspond à celui du disque 6 intercalé entre le piston de valve 16 et le disque de réac- tion en caoutchouc 30', de sorte que la troisième partie e pénètre dans l'alésage du disque 6. Alors que, dans l'exemple de réalisation conforme a la'fi- gure 1, la partie d en forme de c8ne tronqué est conçue de manière que la surface avant 21 du disque de réaction en caoutchouc 30 tour- née vers le disque 6 soit plus grande que la surface de la section transversale de l'alésage dans lequel est logé le disque 6, la sur- face avant 21" du disque de réaction en caoutchouc 30' est conçue, dans l'exemple de réalisation conforme à la figure 3, de manière a - 9 - 2560134 correspondre à la surfact de la section transversale de l'al-sage. réservé au disque 6. - lo- ?560134 PVEN!DICATIOS 1. Amplificateur d'effort de freinage à dépression compre- nant un piston d'amplificateur (18, 19) monté étanche dans le carter (7) de I'amplificateur et une tige de piston (14) reliée 3 une pédale de frein et servant à actionner une valve double (respectivement 11, 9 et 11, 12) au moyen de laquelle une chambre de puissance de l'am- plificateur d'effort de freinage est reliée, au choix, au vide ou à une pression différentielle plus élevée, une première valve (11, 12) étant constituée dans ledit amplificateur d'effort de freinage par un siège de valve (12) prévu au niveau du piston d'amplificateur (18, 19) et par une valve à disque (1) précontrainte en direction dudit siège de valve (12) et une seconde valve étant constituée par ladite valve à disque (1) et un piston de valve (16, 9) relié à ladite tige de piston (14), ledit piston d'amplificateur (18, 19) étant relié fonctionnellement à un bottier de commande (2, 4) à l'inté- rieur duquel ledit piston de valve (16) est monté coulissant, un disque de réaction en caoutchouc (30, 30', 30") Etant retenu a l'in- térieur dudit bottier de commande (2, 4), ledit disque de réaction en caoutchouc (30, 30', 30') étant soumis, d'un 'c8t, à l'action du piston de commande (16) et, de l'autre côté, a l'action d'une tige (29) reliée au piston du maitre-cylindre, caractérisé en ce que ledit disque de réaction en caoutchouc (30, 30', 30") comporte au moins une partie (d, d', d") dont les surfaces limites de section transversale en forme de disque sont de tailles différentes, l'enveloppe reliant lesdites surfaces de section transversale étant incurvée, par exemple en forme de l'enveloppe d'un segment sphérique, ou de toute autre réalisation formant l'enveloppe d'un c8ne de révolution tronqué. 2. Amplificateur d'effort de freinage à dépression conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ledit disque de réaction en caoutchouc (30, 30', 30") comporte une partie (a, a', a") conçue sous la forme d'un cylindre ladite partie (a, a', a") étant prolongée par une autre partie (d, d', d") conçue sous la forme d'un cône tron- qué, la surface avant la plus petite (21, 21', 21") de ladite partie (d, d', d") qui forme un disquc circúl&ire fasant face a un piston de valve (16). 3. Amplificateur d'effort de freinage à dépression conforme aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit disque de réaction en caoutchouc (30') comporte une première partie (a'> qui est conçue sous la forme d'un cylindre et qui est prolongée par une seconde partie (d') en forme de cônc. tronqué, ladite seconde partie (d') se terminant en une troisième partie (e) présentant la forme d'un cylindre de plus faible diamètre. 4. Amplificateur d'effort de freinage à dépression conforme aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite seconde par- tie en forme de cône tronqué (d") prolongeant ladite première partie en forme de cylindre (a") dudit disque de réaction en caoutchouc (30") est pourvue d'une surface avant en forme de disque circulaire (21") dont le diamètre correspond à celui dudit piston de valve (16) et/ou du disque (6). 5. Amplificateur d'effort de freinage à dépression conforme à une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cavité (24) ménagée dans l'extrémité, côte maitre-cylindre, du bottier de commande (2, 4) comporte une partie cylindrique permettant de retenir et de guider ledit disque de réaction en caoutchouc (30, ', 30"), ladite partie étant prolongée, en direction de ladite tige de piston (14), par une partie en forme d'entonnoir (13, 13', 13"). 6. Amplificateur d'effort de freinage à dépression conforme àa une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite troisième partie (e) dudit disque de réaction en caout- chouc (30') présente un diamètre correspondant à celui dudit piston de valve (16) et/ou dudit disque (6).