Brevet FR2565914A1 — publié le 19851220

4ff- 25 6 5 9 14 La présente invention concerne un dispositif de frein à as- sistance hydraulique pour véhicule automobile équipé d'un maTtre-cy- lindre comprenant au moins un ensemble de maitre-piston étagé, une chambre annulaire prévue sur l'étage annulaire du maitre-piston, un piston d'amplificateur venant en engagement avec le mattre-piston et conçu pour être actionné par la pédale de frein et par la pression de commande fournie par une valve de freinage commandée par la pédale de - frein, un premier joint annulaire assurant l'étanchéité du piston d'amplificateur par rapport à la chambre de pression de commande, un second joint annulaire assurant l'étanchéité du maltre-piston par rapport à la chambre annulaire, ainsi qu'une valve. qui est implantée dans la chambre annulaire, qui est ouverte lorsque la pédale de frein n'est pas actionnée et que le maître-piston se trouve dans sa posi- tion de repos, et qui relie alors la chambre annulaire au réservoir d'alimentation et qui se ferme dès que le maitre-piston avance lëgz- rement, dans lequel, après la fermeture de ladite valve, ladite chain- bre annulaire est reliée à la chambre de pression du maître-piston et une unité de contr6le du glissement de freinage des roues isole la chambre annulaire dès qu'apparaît un glissement de roue, et dans le- quel un espace annulaire délimité par deux joints annulaires et relié au réservoir d'alimentation est prévu sur la partie élargie du mat- tre-piston de manière que la chambre annulaire soit reliée g l'ori- fice du réservoir d'alimentation lorsque la course de la pédale est encore suffisante pour assurer un freinage d'urgence sans l'aide d'u- ne force d'assistance. Dans cet agencement, les deux joints annulai- res sont fixés au maitre-cylindre. Dans un dispositif de freinsà assistance hydraulique connu de ce type (demande de brevet allemand 33 38 249), le maître-piston et le piston d'amplificateur sont deux composants distincts dont les faces extrêmes sont pourvues d'évidements coaxiaux dans lesquels est logé un poussoir assurant un engagement entre eux. Le diamètre du piston d'amplificateur est supérieur à celui de la partie rétrécie du mattre-piston pour qu'il soit possible, lorsqu'une pression de commande prédéfinie règne dans la chambre de pression de commande, d'obtenir une pression sensiblement égale 2 25 6 5 9 14 dans la chambre de pression du maitre-piston. Cependant, la partie élargie du maitre-pison présente un diamètre légèrement supérieur à celui du piston d'amplificateur de sorte que la pression régnant dans la chambre de pression du maitre-piston est légèrement inférieure à la pression régulée. La légère différence de surface entre la partie élargie du maitre-piston et le piston d'amplificateur est importante pour que, lorsque la pression de commande est appliquée à la chambre de pression du maitre-piston, une force de rappel résultante puisse agir sur l'ensemble maltre-piston/piston d'amplificateur en cas de glissement de roue, lorsque la chambre annulaire est reliée au réser- voir d'alimentation en cas de trop grande avance du maftre-piston. Il est ainsi possible d'obtenir un rappel fiable du maitre-piston jus- qu'à ce que soit atteinte une position correspondant à environ 40 % de la course totale de la pédale. Ceci permet qu'en cas de glissement de freinage, la consommation d'agent de pression, qui est parfois considérable, ne se traduise par une avance du maitre-piston au-delà de 40 % de la course de la pédale de frein, ce qui est important afin qu'une course de pédale suffisante soit toujours disponible pour as- surer un éventuel freinage d'urgence, par exemple en cas de défail- lance de l'unité de contr le du glissement de freinage des roues. La chambre annulaire qui entoure le piston d'amplificateur et la partie rétrécie du maitre-piston dans la zone de leurs surfaces extrêmes opposées communique avec le réservoir d'alimentation par l'intermédiaire d'un orifice de liaison du réservoir d'alimentation, de sorte que cette chambre est toujours sans pression. Ceci est im- portant car, en cas de défaut d'étanchéité du premier ou du second joint annulaire, le liquide de pression peut s'écouler plus ou moins sans obstacle dans le réservoir d'alimentation, ce qui provoque un enfoncement de la pédale de frein sur toute sa course et permet de détecter une défaillance du frein. La présente invention a pour objet de fournir un dispositif de frein à assistance hydraulique pour véhicule automobile du type indiqué précédemment, qui bénéficie d'une conception plus compacte et qui demande une moindre consommation en volume à l'amplificateur de freinage pour rappeler le maftre-piston lorsque s'amorce un glisse- 2565 9 14 ment de roue. Pour atteindre ce but, la présente invention prévoit que le piston d'amplificateur et la partie rétrécie du mattre-piston sont réunies pour constituer un piston unique de diamètre constant sur lequel le premier et le second joints annulaires sont situés à une faible distance axiale l'un de l'autre, l'orifice de liaison du ré- servoir d'alimentation étant placé entre eux. Dans cet agencement, le second joint annulaire est avanta- geusement adjacent à la chambre annulaire. La réunion du mattre-piston et du piston d'amplificateur en un seul et unique composant permet de réduire considérablement la longueur totale de maître-cylindre. Bien qu'il puisse sembler judi- cieux de remplacer les deux joints annulaires de l'amplificateur de force de freinage connu (demande de brevet allemand 33 38 249) par un seul et unique joint annulaire, la présente invention conserve deux Joints annulaires de ce type qui sont cependant situés à une très faible distance axiale l'un de l'autre, cet écartement étant suffi- sant pour pouvoir loger l'orifice de liaison débouchant transversa- lement à l'axe. Ainsi, la réunion du maitre-piston et du piston d'am- plificateur permet malgré tout de conserver un important acquis en matière de sécurité dans la mesure o, en cas de défaillance de l'un des deux joints annulaires, la pédale de frein s'enfonce et indique au conducteur un défaut de fonctionnement du frein. Il est particulièrement avantageux que le diamètre du piston soit égal à celui de la partie rétrécie du maitre-piston. Conformé- ment à la présente invention, le diamètre du piston d'amplificateur réuni avec le maitre-piston est donc réduit, ce qui permet d'augmen- ter en conséquence la pression de commande pour produire la même for- ce de freinage. Par conséquent, la pression de commande est augmentée par rapport à la pression régnant dans la chambre de pression du mal- tre-piston. Conformément B la présente invention, les surfaces de la partie élargie du maître-piston et du piston sont conçues de manière que, si la pression de consigne de l'accumulateur est par exemple de bars, le véhicule chargé puisse être freiné completement par la pression ainsi produite dans la chambre de pression du maître-piston. 6 5 9 14 A la pression minimale déterminée de l'accumulateur, par exemple 105 bars, un témoin lumineux s'allume sur le tableau de bord du véhicule pour indiquer un fonctionnement défectueux. Comme indiqué précédem- ment, il est cependant encore possible d'obtenir un freinage fiable à ce stade. Par exemple, si la pression minimale déterminée de l'accu- mulateur est de 105 bars, une pression de 80 bars peut encore être produite dans la chambre de pression du maître-piston, ce qui est suffisant pour assurer un freinage complet. Le fait de réunir la partie rétrécie du maître-piston et le piston d'amplificateur en un piston unique présentant un diamètre continu et uniforme offre des avantages non seulement sur le plan du fonctionnement, mais également sur celui de la structure car il n'est plus nécessaire de fabriquer qu'un seul piston au lieu de deux reliés par un poussoir. Un autre mode de réalisation avantageux de la présente in- vention est caractérisé en ce que la surface de la partie élargie du maitre-piston est réduite conformément à la réduction des surfaces du piston d'amplificateur ou, respectivement, à l'augmentation de la pression de commande, ce qui est rendu possible par l'élévation de la pression de l'amplificateur qui est introduite dans la chambre de pression du maitre-piston lorsque s'amorce un glissement de roue. Cette réduction du diamètre ou, respectivement, des surfaces de la partie élargie du maître-piston se traduit par un-abaissement de la consommation de liquide de frein si le rappel du maStre-piston s'avè- re éventuellement nécessaire pour atteindre la position correspondant à 40 Z de la course de la pédale. Tant sur le plan de sa longueur totale que sur celui de son diamètre, le dispositif de freinspour véhicule automobile conforme à l'invention bénéficie d'une conception plus compacte que le système connu. En raison de la réduction dimensionnelle procurée par la pré- sente invention, le rendement et la capacité du moteur électrique de la pompe délivrant la pression de commande et chargeant l'accumula- teur ainsi que de la pompe proprement dite peuvent être préservés, voire abaissés en certains cas. La réduction de la longueur totale permise par les caracté- 2 5 62565914 ristiques de la présentc invention correspond sensiblement à 12a cour- se totale utilisée lors du freinage. La surface de la partie élargie du maftre-piston doit être prévue pour qu'à l'amorce d'un glissement de roue, la pédale de frein soumise par le pied du conducteur à une force de, par exemple, 1000 daN revienne à la position correspondant à 40 X de Sa course, sous réserve que cette position ait été dépassée en raison de laiugmenta- tion de la consommation de liquide de pression lors de l'amorce du glissement de roue. Il existe d'autres variantes si le cylindre est conçu sous la forme d'un cylindre à réalimentation rapide. Les différents objets et caractéristiques de l';Lnvcntion se- ront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant à la figure annexge qui représente une vue de côté en ccoupe partielle d'un dispositif de frein pour véhicule automobile conforme à la présente inventions Sauf indication contraire, la conception et le fonctionne- ment du dispositif de freinspour vehicule automobile représenté à la figure sont ceux décrits dans la demanda de brevet allemand 33 38 249. Conformément à la figure, un maitre-cylindre en tandem 1l renferme un ensemble de maitre-piston 12 composé d'une partie élargie du maftrepiston 12'l', d'une partie rétrécie du ma1ttepiston 12" la prolongeant en direction de la pédale de frein 13 par l'intermédiaire d'un étage annulaire 18, ainsi que d'in piston d'amplificateur 12' formant une seule pièce avec la pièce 12". Le piston d'amplificateur 12' et la partie rétrécie du maître-piston 1.2 forment ensemble un piston 26 de diamètre constant. L'ensemble de maitre-piston 12 est actionné par la pédale de frein 13 par l'intermédiaire d'une tige de poussée 27. En outre, cet- te tige de poussée 27 transmet son mouvement axial, par l'intermé- diaire d'éléments de transmission du mouvement 28, à une valve de freinage 29 dont la conception et le fonctionnement ont été décrits pour l'essentiel dans la demande de brevet allemand 33 38 249. En général, la valve de freinage 29 fonctionne de manière 6 25 6 5 9 14 que, lorsque la tige 27 pousse sur les éléments de transmission de mouvement 28, le tiroir central 3G de la valve de freinage 29 est entraîné, ce qui a pour effet de relier un orifice 31 conduisant au réservoir d'alimentation ou un orifice 32 conduisant à la pompe ou, respectivement, à l'accumulateur, à la chambre de pression de comman- de 14 située devant l'ensemble de maître-piston 12, de sorte que, dans la chambre de pression de commande 14 sera établie la pression de commande nécessaire à la production d'une force d'assistance. Dans la zone de l'étage annulaire 18 située entre les par- ties rétrécie et élargie du maitre-piston notées respectivement 12" et 12''', il est prévu, de manière décalée axialement en direction de la pédale de frein 13, un étage annulaire correspondant 33 du maître- cylindre 11, un joint annulaire 16 étant logé sur l'extrémité côté pédale 3 de cet étage à une faible distance axiale d'un premier joint annulaire 15 situé plus près de la pédale de frein 13. Les deux joints annulaires 15, 16 sont en contact de manière étanche et cou- lissante avec la paroi circonférentielle du piston 26. Entre les joints annulaires 15, 16 est ménagé un espace annulaire suffisant pour recevoir un orifice de liaison 17 au réservoir d'alimentation qui débouche latéralement et qui, par l'intermédiaire d'une conduite hydraulique 34 et à travers la valve de freinage 29, communique avec l'orifice 31 menant au réservoir d'alimentation. Dans une chambre 35 s'étendant radialement vers l'extérieur à la periphérie de la chambre annulaire 19 et à l'extrémité de celle- ci éloignée de la pédale 13, est implantée une valve de conception annulaire 20 dont le corps 20' est appliqué contre une paroi annulai- re 38 au moyen d'un ressort hélicoïdal 36 qui entoure le piston 26 et qui prend appui sur un petit étage annulaire 37 situé dans la zone du second joint annulaire 16, fermant ainsi hydrauliquement un canal de liaison 39 conduisant à l'orifice 31 de la valve de freinage 29 qui communique avec le réservoir d'alimentation. Cependant, dans la posi- tion représentée sur la figure, l'étage annulaire 18 de l'ensemble de maitre-piston 12 décolle légèrement le corps de valve 20' de la paroi annulaire 38, de sorte que la valve est ouverte dans la position de repos indiquée sur la figure et que la chambre annulaire 19 est ainsi 6 5 9 14 en communication avec le réservoir d'alimentation. Si, lors de l'actionnement de la pédale de frein 13, l'en- semble de maftre-piston 12 avance légèrement, la valve 20 se ferme immédiatement sous l'action du ressort hglicoIdal 3b, ce qui a pour effet d'isoler la chambre annulaire 19 du réservoir d'alimeT,tation. Simultanément, la pression provenant de la chambre de pression 21 de l'ensemble de maitre-piston 12 à travers une valve non représentée est délivrée à la chambre annulaire 19 par un perçage radial 39, de sorte qu'un équilibre de pression s'établit entre la chambre de pres- sion 21 et la chambre annulaire 19. La pression est prélevée de la chambre de pression 21 par l'intermédiaire d'un alésage de sortie latéral 40 qui communique également avec le circuit de freinage I du véhicule. En outre, le maitre-cylindre en tandem 11 comprend un second maitre-piston 41 qui est actionné par la pression régnant dans la chambre de pression 21. Il est relié à l'ensemble de maître-piston 12 par un ressort de rappel 42. Le circuit de freinage Il du véhicule est relié à la chambre de pression 43 du second maItre-piston 41 par l'intermédiaire d'un perçage latéral 44. Deux manchons annulaires 45, 46 agissant simultanément comme valves antiretour assurent l'étanchéité réciproque des chambres de pression 2], 43. Entre ces deux manchons annulaires 45, 46 est prévu un perçage de liaison latéral 47 qui est relié à la pression de com- mande dès qu'un glissement de roue apparaît au niveau de l'une des roues du véhicule. Dans ce cas, les manchons annulaires 45, 46 conçus comme des valves anti-retour permettent au liquide de pression de pénétrer directement dans les chambres de pression 21 ou, respective- ment, 43 et donc dans les circuits de freinage I ou, respectivement II. En l'occurence, la pression de commande, régnant dans la-chambre de pression 21, agit sur la surface de l'ensemble de maître-piston 12 qui est éloignée de la pédale de frein 13 et exerce une force de rap- pel sur l'ensemble de maître-piston 12 qui empêche la pédale de frein 13 de s'enfoncer sur toute sa course. Comme, au mème moment, la cham- bre annulaire 19 est isolée hydrauliquement par rapport à l'extérieur par suite de la commutation de l'une des valves unon représentées, l'ensemble de maitre-piston 12 dans son ensemble est immobilisé dans la position qu'il adopte lors de l'amorce d'un glissement de roue, c'est-à-dire que la pédale de frein 13 n'est ni enfoncée sur toute sa course ni rappelée. La partie élargie du mattre-piston 12'" est rendue étanche par rapport à la chambre de pression 21 ou, respectivement, à la chambre annulaire 19 par deux joints annulaires 22, 23 espacés axia- lement. Entre ces deux joints annulaires 22, 23, il est prévu un es- pace annulaire 24 en direction du maitre-cylindre 11, cet espace é- tant relié au réservoir d'alimentation par un orifice de liaison latéral 25 du réservoir d'alimentation. L'orifice de liaison 25 du réservoir d'alimentation est dis- posé dans le sens axial de manière à être dépassé par le joint annu- laire 23 de l'ensemble de maitre-piston 12 au moment o la pédale 13 a parcouru environ 40 Z de sa course maximum possible. A ce moment, la chambre annulaire 19 est reliée au réservoir d'alimentation par l'intermédiaire de l'orifice de liaison 25, ce qui a pour effet de supprimer l'isolement hydrdulique de la chambre annulaire 19 par rapport à l'extérieur, l'ensemble de martre-piston 12 étant ramené par la pression régnant dans la chambre de pression 21 jusqu'à ce que l'étage annulaire 18 se retrouve devant l'orifice de liaison 25 et - que la chambre annulaire 19 soit ainsi à nouveau isolée par rapport à l'extérieur. Ceci signifie que l'ensemble de mattre-piston 12 est toujours rappelé par la pression de commande de la chambre de pres- sion 21 jusqu'à ce qu'une course suffisante soit disponible à n'im- porte quel moment pour assurer un freinage d'urgence. Etant donné que la section transversale du piston 26 est relativement faible, celle de la partie élargie du maitre-piston 12''' peut être réduite si la pression de commande régnant dans la chambre de pression 21 à l'amorce d'un glissement de roue est légère- ment augmentée en conséquence. Il est en principe possible de bénéficier de l'avantage pro- curé par la conception compacte de l'amplificateur de force de frei- nage conforme à l'invention même en l'absence d'un premier et d'un second joints annulaires 15, 16 placés de part et d'autre d'un orifi- 9 25 65914 ce de liaison 17 du réservoir d'alimentation, auquel cas on peut ga- gner davantage de place dans le sens axial pour les besoins du monta- ge. Cependant, pour des raisons de sécurité, il est préférable de prévoir deux joints annulaires 15, 16 de part et d'autre de l'orifice de liaison 17 du réservoir d'alimentation. 1C 25 65 9 14 REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinsà assistance hydraulique pour véhi- cule automobile équipé d'un maitre-cylindre comprenant au moins un ensemble de maître-piston étagé, une chambre annulaire prévue sur l'étage annulaire du maître-piston, un piston d'amplificateur venant en engagement avec le maître-piston et conçu pour être actionné par la pédale de frein et par la pression de commande fournie par une valve de freinage commandée par la pédale de frein, un premier joint annulaire assurant l'étanchéité du piston d'amplificateur par rapport à la chambre de pression de commande, un second joint annulaire assu- rant l'étanchéité du maître-piston par rapport à la chambre annulai- re, ainsi qu'une valve qui est implantée dans la chambre annulaire, qui est ouverte lorsque la pédale de frein n'est pas actionnée et que le maitre-piston se trouve dans sa position de repos, reliant alors la chambre annulaire au réservoir d'alimentation, et qui se ferme dès que le maître-piston avance légèrement, dans lequel, après la ferme- ture de ladite valve, ladite chambre annulaire est reliée à la cham- bre de pression du maitre-piston et une unité de contrôle du glisse- ment de freinage des roues isole la chambre annulaire dès qu'apparaît un glissement de roue, et dans lequel un espace annulaire délimité par deux joints annulaires et relié au réservoir d'alimentation est prévu sur la partie élargie du maître-piston, de manière que la cham- bre annulaire soit reliée à l'orifice du réservoir d'alimentation lorsque la course de la pédale est encore suffisante pour assurer un freinage d'urgence sans l'aide d'une force d'assistance, caractérisé en ce que le piston d'amplificateur (12') et la partie rétrécie du maître-piston (12") sont réunies pour constituer un piston unique (26") de diamètre constant sur lequel le premier et le second joints annulaires (15, 16) sont situés à une faible distance axiale l'un de l'autre, l'orifice de liaison (17) du réservoir d'alimentation étant placé entre eux. 2. Dispositif de freins assistance hydraulique pour véhi- cule automobile conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que 11 25 6 5 914 le second joint annulaire (16) est adjacent à la chambre annulaire (19). 3. Dispositif de freis assistance hydraulique pour véhi- cule automobile conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre du piston (26) est égal à celui de la partie rétrécie du maitre-piston (12"). 4. Dispositif de freins à assistance hydraulique pour véhi- cule automobile conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que la surface de la partie rétrécie du maftre-piston est réduite en con- séquence.