Brevet FR2571788A1 — publié le 19860418

Servomécanisme hydraulique à réduction de course morte, notamment pour frein assisté La présente invention concerne un servomécanisme hy- draulique pour un frein ou embrayage hydraulique assisté, et plus particulièrement un dispositif de réduction de course morte pour un servomécanisme hydraulique, capable de réduire la course morte d'une tige d'entrée dans la phase initiale de fonctionnement. Un servomécanisme hydraulique est normalement équipé d'un piston de puissance monté coulissant dans un carter, d'une cham- bre de puissance ménagée à une extrémité de ce piston de puissance, et d'une soupape de commande manoeuvrée par solidarisation avec une tige d'entrée de façon que le piston de puissance se déplace vers l'avant grâce à l'introduction, dans la chambre de puissance, d'une pression hydraulique rendue proportionnelle & la puissance d'entrée appliquée à cette tige d'entrée, cette pression hydraulique rendue proportionnelle à la puissance d'entrée, introduite dans la chambre de puissance, étant utilisée pour amplifier une faible puissance d'entrée et convertir cette puissance d'entrée en une puissance de sortie am- plifiée. Bien que la soupape de commande soit conçue de manière à relier la chambre de puissance à une pompe hydraulique lorsque la tige d'entrée se trouve déplacée vers l'avant et que cette chambre de puissance soit commutée pour être en communication avec un réservoir lorsque cette tige d'entrée est déplacée vers l'arrière, la valeur de levée de cette soupape de commande, c'est-à-dire la valeur de translation de la tige d'entrée, doit être accrue de manière à assurer une section suffisante de passage en cours de fonctionnement. Cependant, l'inconvénient en est que, étant donné qu'une valeur de translation importante de la tige d'entrée sera re- quise jusqu'à ce que la tige d'entrée immobile soit déplacée vers l'avant de banière à provoquer la commutation du passage de la soupape de commande en accroissant cette valeur de translation de la tige d'entrée, la course morte de cette tige d'entrée au cours de sa phase initiale de fonctionnement a tendance à devenir plus importante. Compte tenu de ce qui précède, les présents inven- teurs ont accordé une attention particulière au fait qu'un servome- -2 - canisme hydraulique de ce type est normalement muni d'une pièce qui est fixée à la périphérie interne de l'alésage du piston de puissance afin d'autoriser le mouvement vers l'avant de la tige d'entrée, mais d'empêcher son mouvement vers l'arrière au-delà d'une limite préfixée du fait de la venue en contact de cette pièce avec le bout de la tige de manière à empêcher ce bout de la tige de s'échapper en glissant hors de l'alésage du piston de puissance. C'est pourquoi la présente invention a pour but de fournir un dispositif de réduction de course morte pour un servoméca- nisme hydraulique muni d'une pièce servant à empêcher une tige d'entrée de s'échapper en glissant hors d'une chambre de piston de puissance, en prévoyant que cette pièce est rendue mobile vers l'avant par rapport à la direction de fonctionnement du piston de puissance, tandis que, lorsque le servomécanisme hydraulique ne se trouve pas en service, le carter de celui-ci présente une pièce de butée qui vient au contact de la pièce empêchant l'échappement par glissement et main- tient la tige d'entrée en contact avec cette dernière pièce dans sa position avancée par rapport au piston de puissance, de sorte que la course morte de la tige d'entrée peut être aisément réduite au cours du fonctionnement initial. De manière plus précise, l'invention a pour objet un servomécanisme hydraulique caractérisé en ce qu'il comprend: - un piston de puissance monté coulissant dans un carter, ce piston de puissance présentant un alésage axial, tandis qu'une ex- trémité de ce piston de puissance et une partie intérieure du carter délimitent une chambre de puissance, - une tige d'entrée présentant une extrémité de bout montée coulissante dans ledit alésage du piston de puissance, - une soupape de commande disposée dans ce piston de puissance, cette soupape de commande réagissant à un mouvement d'avance de ladite tige d'entrée en fournissant à ladite chambre de puissance une pression hydraulique proportionnelle à une puissance d'entrée ap- pliquée sur la tige d'entrée, de manière à déplacer ainsi le piston de puissance vers l'avant, - une pièce-clavette prévue dans ledit alésage du pis- ton de puissance et disposée de manière à ce que puisse venir en butée -3 avec elle ladite extrémité de bout de la tige d'entrée, cette pièce- clavette autorisant un mouvement d'avance de cette tige d'entrée et empêchant son mouvement de rétraction à un niveau préfixé, tout en em- pêchant l'extrémité de bout de la tige d'entrée de se libérer hors de l'alésage du piston de puissance, cette pièce-clavette étant par ailleurs disposée coulissante par rapport à ce même piston de puissance suivant la direction de déplacement de celui-ci, et - une pièce-bouchon disposée autour de la tige d'en- trée et s'étendant dans l'alésage du piston de puissance, une extré- mité avant de cette pièce-bouchon servant de pièce d'arrêt pouvant venir en butée sur ladite pièce-clavette dans l'état hors fonctionne- ment du servomécanisme de façon telle que cette pièce-clavette et la tige d'entrée, lorsquelle se trouve au contact de cette pièce- clavette, se trouvent maintenues dans une position avancée par rapport au piston de puissance, si bien que la course morte du piston de puis- sance au cours d'une phase initiale du fonctionnement se trouve réduite. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre,à titre d'exemple non li- mitatif et en regard du dessin annexe sur lequel la figure unique représente une vue en coupe axiale d'un mode de réalisation de la présente invention telle qu'utilisée sur un frein hydraulique assisté. Sur cette figure, on voit un carter cylindrique 1 d'un frein hydraulique assisté, un piston de puissance 3 étant monté coulis- sant dans un alésage 2 ménagé dans le corps cylindrique de ce carter. Un bouchon 4 servant à obturer l'extrémité droite de l'alésage 2 est fixé sur ce même carter 1 et présente une ouverture 5 qui est ménagée suivant le même axe que celui de l'alésage 2. Cette ouver- ture 5 permet à une tige d'entrée 6 rendue solidaire d'une pédale de frein (non représentée) de pouvoir coulisser à travers elle. Un carter de maitre-cylindre 7,disposé sur le même axe que celui du carter 1, se trouve fixé autour de l'extrémité gauche de ce dernier, tandis qu'une tige 8 insérée à l'intérieur du piston de puissance 3 sur le côté gauche de celui-ci est rendue solidaire d'un piston 9 du maître- cylindre. Le piston de puissance 3 est repoussé vers la droite par un ressort 11 qui est disposé entre une bague de retenue 10 qui est montée sur le maitre-cylindre et le piston de puis- 71788 -4 - sance 3, et il se trouve maintenu dans la position de repos représentée sur le dessin. Une chambre de puissance 12 est ménagée entre la partie droite extrême du piston de puissance 3 et le bouchon 4. Le piston 9 du maitre-cylindre est muni d'un organe d'étanchéité 13. Une chambre primaire 14 est ménagée a l'avant de cet organe d'étanchéité 13, tandis qu'une chambre secondaire 15 est ména- gée à l'arrière de cet organe. Ces chambres primaire et secondaire 14 et 15 peuvent communiquer avec un passage 18, respectivement par l'in- termédiaire de passages 16 et 17 ménagés dans le carter 7 du maitre- cylindre. Ce passage 18 communique avec le réservoir (non représenté) du maître-cylindre par l'intermédiaire d'un tube capillaire (non re- présenté). Le bout de la tige d'entrée 6, qui présente une partie de plus grand diamètre 6a, est monté coulissant dans une chambre éta- gée 25 qui présente un diamètre'plus grand sur le côté droit du piston de puissance 3 que sur son côté gauche. Cette tige 6 s'insère dans ce piston de puissance 3 à partir de la droite. Une soupape de commande 26 se trouve di.sposée entre le bout de cette tige d'entrée 6 et la chambre étagée 25, et elle sert à introduire dans la chambre de puissance 12 une pression hydraulique correspondant à l'intensité de la force appli- quée sur cette tige d'entrée 6. Cette soupape de commande 26 est munie d'un clapet antiretour 27 qui est prévu dans la chambre étagée 25 du piston de puissance 3, et d'une aiguille annulaire 28 destinée à ouvrir ce clapet 27. Le disque obturateur 29 de ce clapet 27 s'appuie sur la face gauche d'un siège de soupape 30 qui, est disposé à l'intérieur du piston de puissance 3, et il est repoussé vers la droite par un ressort 31. Une chambre de pression 33, qui est délimitée par un joint prévu pour le disque obturateur 29 et le siège de soupape 30, et par un joint d'étanchéité 32 servant à assurer l'étanchéité de ce même disque obturateur 29, communique avec une pompe ou un accumulateur (non représenté) par l'intermédiaire d'un passage 34 ménagé dans le piston de puissance 3, d'une rainure annulaire 35 ménagée dans la périphérie externe du-piston de puissance 3, d'un passage 36 ménage dans le carter 1, et d'un filtre 37 disposé en regard de ce passage 36, de l'huile sous pression étant normalement introduite dans cette chambre de pre- sion 33. La partie creuse de l'aiguille annulaire 28 communique avec une gorge annulaire 42 ménagée dans le bouchon 4, par l'intermré- diaire d'un passage axial 40 et d'un passage radial 41, ménagés l'un et l'autre dans la tige d'entrée 6, puis avec la bâche 46 d'une pompe (non représentée) par l'intermédiaire d'un passage 43 ménagé dans le bouchon 4, d'un passage 44 ménagé dans le carter 1 et d'un tube capil- laire 45 relié à ce dernier. La périphérie externe de l'aiguille an- nulaire 28 communique avec la chambre de puissance 12; la partie située sur la gauche du joint d'étanchéité 32 du disque obturateur 29 communique avec cette périphérie externe de l'aiguille annu- laire 28 par un passage axial 47 ménagé dans le piston de puis- sance 3. Une pièce-clavette 50 se trouve disposée sur la droite de la partie de grand diamètre 6a de la tige d'entrée 6 et à l'inté- rieur de la périphérie interne de la chambre étagée 25 du piston de puissance 3. Cette pièce-clavette sert à empêcher cette partie de grand diamètre 6a de s'échapper en glissant hors de la chambre étagée 25. Cette même pièce-clavette 50 est engagée dans une gorge annulaire 51 ménagée dans la périphérie interne de la chambre étagée 25, et elle est mobile axialement. Lorsque la tige d'entrée 6 se trouve repoussée vers la droite par un ressort comprimé 52 qui est disposé autour de l'aiguille annulaire 28 et à l'intérieur de la partie gauche extrême de cette tige d'entrée 6, la pièce-clavette 50 vient au contact de la partie de grand diamètre 6a et également de l'extrémité droite de la gorge annulaire 51, de manière à empêcher cette partie de grand dia- mètre 6a de s'échapper en glissant hors de la chambre étagée. Dans cet état, l'aiguille annulaire 28 se trouve large- ment éloignée du disque obturateur 29 qui s'appuie sur le siège de sou- pape 30, si bien que la périphérie externe et la partie creuse de cette aiguille annulaire 28, c'est-à-dire la chambre de puissance 12 et la bâche 46, peuvent communiquer l'une avec l'autre par une section impor- tante de passage. Par ailleurs, l'extrémité gauche du bouchon 4 se pro- longe axialement et sert de pièce de butée pour la pièce-clavette 50. - 6 - A la position de repos représentée sur la figure, la face extrême droite de cette pièce-clavette 59 vient au contact de la face extrême gauche de la pièce-butée 4, tandis que la face extreme gauche de cette pièce-clavette vient au contact de la partie de plus grand diamètre 6a prévue au bout de la tige d'entree 6, de manière à empê- cher cette tige 6 de subir un mouvement vers l'arrière. Simultanément, la pièce-clavette 50 vient au contact de l'extrémité gauche de la rai- nure annulaire 51 de manière à empêcher le mouvement vers la droite du piston de puissance 3. Dans cet état, la tige d'entrée 6 est amenée à se dé- placer vers l'avant par rapport au piston de puissance 3 dans la me- sure de la longueur axiale de la gorge annulaire 51. Il en résulte que l'aiguille annulaire 28 qui est fixée sur la tige d'entrée 6 se trouve placée près du disque obturateur 29 de la soupape de contrôle 27. En conséquence, lorsqu'on actionne la pédale de frein de manière à dépla- cer la tige d'entrée 6 vers la gauche, le bout de l'aiguille annulaire 28 vient immédiatement au contact de ce disque obturateur 29 du clapet 27 et actionne la soupape de commande 26, si bien que la course morte au cours de la phase initiale du fonctionnement se trouve réduite. Dans l'état de repos représenté sur la figure, étant donné qu'une communication se trouve maintenue entre la chambre de puissance 12 et la partie creuse de l'aiguille annulaire 28, qui communique également à son tour avec la bâche 46, la pression hy- draulique dans la chambre de puissance 12 est pratiquement inexistante. Si on manoeuvre la pédale de frein, dans l'état hors fonctionnement représenté, de manière à faire se déplacer la tige d'entrée 6 vers la gauche, le bout de l'aiguille annulaire 28 sera immédiatement amené à venir au contact du disque obturateur 29 du clapet 27 et cette partie se trouvera obturée de manière étanche, de sorte que la chambre de puissance 12 sera empêchée de com- muniquer avec la bâche 46. Si on maintient encore en déplacement la tige d'entrée 6-vers la gauche, le disque obturateur 29 se trouvera séparé du siège de soupape 30 par l'aiguille annulaire 28 et l'huile sous pression normalement introduite dans la chambre de pression 33 se trouvera introduite dans la chambre de puissance 12 par l'intermédiai- -7 - re de la périphérie externe de l'aiguille annulaire 28. Etant donné que l'huile sous pression est également fournie à ce moment-là sur le côté gauche du disque obturateur 29 par l'intermédiaire du passage axial 17 ménagé dans le piston de puissance 3, ce disque obturateur 29 se trouve empêché par l'huile sous pression introduite dans la chambre de puis- sance de se déplacer vers la gauche. Lorsque l'huile sous pression se trouve introduite dans la chambre de puissance 12, cette huile sous pression va forcer le pis- ton de puissance 3 à se déplacer vers la gauche à l'encontre de la force du ressort 11, tout en agissant sur la tige d'entrée 6 de manière à faire sentir au conducteur la force répulsive du frein. Dans un état chargé de manière intermédiaire, la pression hydraulique introduite dans la chambre de puissance 12 se trouve régulée à une pression pro- portionnelle à l'intensité de la force d'entrée appliquée sur la tige d'entrée, comme cela est le cas avec le servomécanisme hydraulique classique, à savoir une pression proportionnelle à la force appliquée sur la pédale de frein. Lorsqu'on relâche par la suite le frein, le disque obturateur 29 s'appuie sur le siège de soupape 30 pendant que la tige d'entrée 6 se déplace vers l'arrière, et l'alimentation de pression vers la chambre de puissance 12 se trouve interrompue. La pression dans la chambre de puissance 12 se réduit étant donné que cette cham- bre peut communiquer avec la bâche 46 par l'intermédiaire de la partie creuse de l'aiguille annulaire 28, si bien que le piston de puissance 3 se trouve déplacé en arrière vers la droite en raison de la force élastique du ressort 11. Comme indiqué plus haut, la pièce-clavette 50 vient à ce moment-là au contact de la partie de grand diamètre 6a si- tuée au bout de la tige d'entrée 6 et vient également au contact de l'extremité droite de la gorge annulaire 51. Simultanément, l'aiguille annulaire 28 se trouve éloignée par rapport au disque obturateur 29 qui s'appuie sur le siège de soupape 30, de manière à permettre à la chambre de puissance 12 de communiquer avec la bâche 46, une section importante de passage se trouvant de la sorte présentée. Lorsque le mouvement de la pièce-clavette 50 se trouve interrompu du fait du contact avec l'extrémité gauche de la partie de pièce-butée du bouchon 4, le mouvement vers l'arrière de la tige -8 - d'entrée 6 va simultanément faire l'objet d'une régulation. Toutefois, étant donné que la pièce-clavette 50 est amenée à se déplacer de ma- nière relative à l'intérieur de la gorge annulaire 51, le mouvement vers l'arrière du piston de puissance 3 se poursuit et, lorsque cette pièceclavette 50 vient au contact de l'extrémité gauche de cette gor- ge annulaire 51, le mouvement vers la droite du piston de puissance 3 va également se trouver empêché. Dans cet état, comme indiqué plus haut, la tige d'entrée 6 se trouve déplacée par rapport au piston de puissance 3 dans la mesure de la longueur axiale de la gorge annulaire 51, si bien que la course morte pendant la phase initiale de la manoeu- vre suivante de la tige d'entrée 6 se trouve réduite. Conformément à la présente invention, étant donné que la seule modification requise-consiste à monter la pièce-clavette 50 mobile à l'intérieur de la gorge annulaire 51 et à utiliser le bouchon 4 qui est prévu de manière classique dans le carter 1, en tant que pièce-butée offrant un contact à cette pièce-clavette 50, la course morte de la tige d'entrée 6 peut être réduite d'une manière relative- ment peu onéreuse et sans compliquer plus la structure du mécanisme. 2 571788 9 - R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Servomécanisme hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend: - un piston de puissance (3) monté coulissant dans un carter (1), ce piston de puissance (3) présentant un alésage axial (2), tandis qu'une extrémité de ce piston de puissance (3) et une partie intérieure du carter délimitent une chambre de puissance (12), - une tige d'entrée (6) présentant une extrémité de bout (6a) montée coulissante dans ledit alésage (2) du piston de puis- sance (3), - une soupape de commande (26) disposée dans ce piston de puissance (3), cette soupape de commande (26) réagissant à un mou- vement d'avance de ladite tige d'entrée (6) en fournissant à ladite chambre de puissance (12) une pression hydraulique proportionnelle à une puissance d'entrée appliquée sur la tige d'entrée (6), de manière à déplacer ainsi le piston de puissance (3) vers l'avant, - une pièceclavette (50) prévue dans ledit alésage (2) du piston de puissance (3) et disposée de manière à ce que puisse venir en butée avec elle ladite extrémité de bout (6a) de la tige d'entrée (6), cette pièce-clavette (50) autorisant un mouvement d'avance de cet- te tige d'entrée (6) et empêchant son mouvement de rétraction à un ni- veau préfixé, tout en empêchant l'extrémité de bout (6a) de la tige d'entrée (6) de se libérer hors de l'alésage (2) du piston de puissan- ce (3), cette pièce-clavette étant par ailleurs disposée coulissante par rapport à ce même piston de puissance (3) suivant la direction de déplacement de celui-ci, et - une pièce-bouchon (4) disposée autour de la tige d'entrée (6) et s'étendant dans l'alésage (2) du piston de puissance (3), une extrémité avant de cette pièce-bouchon servant de pièce d'arrêt pouvant venir en butée sur ladite pièce-clavette (50) dans l'état hors fonctionnement du servomécanisme de façon telle que cette pièce-clavette (50) et la tige d'entrée (6), lorsqu'elle se trouve au contact de cette pièce-clavette (50) se trouvent maintenues dans une position avancée par rapport au piston de puissance (3), si bien que la course morte du piston de puissance (3) au cours d'une phase ini- tiale du fonctionnement se trouve réduite. 2. Servomécanisme hydraulique selon la revendication 1, 71788 - 10 - caractérisé en ce que l'alésage (2) du piston de puissance (3) présen- te une gorge annulaire(51) qui peut recevoir ladite pièce-clavette (50), cette pièce-clavette (50) étant coulissante par rapport à cette gorge annulaire (51). 3. Servomécanisme hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité de bout (6a) de la tige d'entrée (6) présente une partie de plus grand diamètre (6a) dont la face arrière peut servir de butée à une face côté avant de la pièce-clavette (50).