Brevet FR2562016A1 — publié le 19851004

L'invention se rapporte à un amplificateur de force de freinage à dépression, comportant un maître-cylindre, une cloison mobile montée étanche dans l'enceinte de l'amplificateur et coopérant avec un bo5tier de commande contenant une valve double, et un piston de valve qui peut être déplacé au moyen d'une tige de piston, l'extrémité de ce piston tournée vers le maître-cylindre agissant, par l'intermédiaire d'un dispositif de réaction, sur une tige de poussée qui, pour sa part, actionne un piston-tige de poussée, lequel est aménagé en piston étagé et appartient au ma tre-cylindre fixé par bridage à une coquille de l'enceinte de l'amplificateur. On connait des appareils de freinage du type considéré, dans lesquels, lorsqu'un freinage est effectué alors que l'amplificateur de force de freinage est défaillant, la tige de piston articulée sur la pédale de frein déplace le piston de la valve double dans le boîtier de commande, contre le dispositif de réaction, puis celui-ci, en entraînant le boîtier de commande et la cloison mobile, contre la tige de poussée coopérant avec le piston-tige de poussée, de sorte qu'une pression de freinage peut s'établir dans la chambre de pression du maître-cylindre de freinage. Cet agencement habituel d'une manière générale présente l'inconvénient qu'en cas de défaillance de l'amplificateur de force de freinage actionné par dépression la pédale doit être déplacée sur une course relativement grande avant qu'une pression de freinage s'établisse, la force à exercer avec le pied après avoir surmonté la course à vide étant en outre relativement grande puisque la section efficace du piston du maître- cylindre reste inchangée et que le piston doit alors être déplacé par la seule force du pied, sans aucune force d'assistance. On connait en outre (demande de brevet allemand 24 60 529) un maîtrecylindre en tandem pour système de freinage hydraulique, dont le piston primaire est déplaçable par l'organe de sortie d'un amplificateur de force de freinage actionnable par pédale, comportant une cloison mobile et par lequel une différence de pression de fluide peut être produite, cet amplificateur comportant un dispositif qui, en cas de défaillance de sa pression d'actionnement, réduit automatiquement l'effort requis à la pédale et présente, à cet effet, une valve qui est sollicitée vers sa position de fermeture par la pression de fonctionnement de l'amplificateur et qui commande la communication entre un réservoir de fluide et une chambre de pression. Le dispositif présente à cette fin un piston auxiliaire ayant un diamètre plus grand que celui du piston primaire, ce piston auxiliaire étant agencé entre l'organe de sortie de force de l'amplificateur de force de freinage et le piston primaire du maître-cylindre, la chambre de pression étant formée par une chambre de pression de commande entre le piston auxiliaire et le piston primaire, c'est-à-dire par une chambre séparée de la chambre de pression primaire et de la chambre de pression secondaire du maitre-cylindre. - Ce maitre-cylindre en tandem connu présente toutefois l'inconvénient qu'en cas de défaillance de la dépression la pédale s'enfonce sur une course à vide relativement importante durant laquelle le piston primaire et le piston auxiliaire s'appliquent l'un sur l'autre pour pouvoir être déplacés ensemble comme une unité mécanique. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients des amplificateurs de force de freinage connus et de réaliser un appareil de freinage qui, lorsque la pression ou dépression de fonctionnement est disponible pour l'amplificateur, autorise une course à la pédale raccourcie pour l'amplificateur et qui, en cas de défaillance de la pression ou dépression de fonctionnement, fait passer le maître-cylindre à une plus petite surface efficace de piston et permet ainsi une augmentation du rapport de multiplication. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que la tige de poussée est liée au boîtier de commande par l'intermédiaire d'une coiffe fixée à ce boîtier de commande, un jeu axial étant prévu entre cette coiffe et la tige de poussée, ce jeu permettant un déplacement de la tige de poussée par rapport au boîtier de commande, dans la direction longitudinale de celui-ci, la coiffe coopérant avec un manchon qui, dans le cas d'un déplacement relatif de la tige de poussée par rapport au boîtier de commande, actionne une première valve reliant une chambre annulaire située derrière le grand étage du piston-tige de poussée à la chambre de pression du circuit primaire via un canal prévu dans le piston-tige de poussée, et qui ferme, par une deuxième valve, un trou d'admission entre le raccordement à un réservoir de fluide et la chambre annulaire. Il est en outre avantageux qu'il y ait une plaque d'appui munie d'une ouverture centrale et de saillants ou doigts qui s'étendent en direction radiale et s'engagent dans des ouvertures prévues dans le manchon entourant le fût du piston-tige de poussée, ces ouvertures étant dimensionnées de façon que la plaque d'appui puisse être soumise à un déplacement longitudinal par rapport au manchon, l'extrémité de ce manchon située c8té pédale étant au contact de la coiffe du boîtier de commande. De préférence, le manchon mobile coaxialement à la tige du piston-tige de poussée présente, à son extrémité située en regard du maître-cylindre, une bague de frottement coulissante et qui coopère avec le corps de valve annulaire qui commande le passage de fluide de pression allant du réservoir de fluide à une chambre annulaire située derrière le pistontige de poussée en passant par le trou d'admission, la chambre annulaire communiquant pour sa part, via un canal d'admission aménagé dans le corps du ma tre-cylindre, avec la chambre située devant le piston-tige de poussée, le passage de fluide de pression par le canal d'admission étant, lors de l'actionnement des freins, commandé par une valve comportant une coupelle d'étanchéité. Dans une forme de réalisation préférée, la tige du piston-tige de poussée. comporte un canal s'étendant transversalement et relié à la chambre de pression, la sortie de ce canal à la surface extérieure de la tige étant située dans un plan qui, dans la position de non-freinage, est recouvert par l'extrémité que le manchon passé sur la tige comporte côté maîtrecylindre, et qui, dans la position de freinage, est libéré par le manchon en cas de défaillance de l'amplificateur. Il est opportun que la plaque d'appui prenne appui, par l'intermédiaire d'un ressort, sur l'extrémité située c8té pédale ou sur une pièce de tête du maître-cylindre, ce ressort poussant contre la coiffe entourant le dispositif de réaction, par l'intermédiaire de la plaque d'appui, le manchon passé sur la tige du piston-tige de poussée. Selon l'invention, la tige de poussée agissant sur le piston-tige de poussée traverse une ouverture dans la partie de fond de la coiffe et présente, à son extrémité située côté pédale, une plaque de poussée qui coopère avec le dispositif de réaction, lequel est retenu par la paroi cylindrique intérieure de la coiffe. Afin d'assurer une parfaite ouverture et une parfaite fermeture de la valve à tiroir, il y a, dans la position de non-freinage, entre la surface latérale que la plaque de poussée comporte côté maître-cylindre et la face interne de la partie de fond de la coiffe, un jeu correspondant au moins au trajet d'ouverture de la valve constituée par le canal s'étendant transversalement dans la tigeet par l'extrémité que le manchon comporte côté maître-cylindre. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse du point de vue de la fabrication, la coiffe présente un bord coudé radialement vers l'extérieur, servant à fournir un appui à l'extrémité du ressort de l'appareil située côté boîtier de commande, la plaque d'appui coopérant avec le manchon étant aménagée sensiblement en forme de cuvette, un ressort étant intercalé entre la partie de fond de la plaque d'appui et un col ou anneau de butée agencé à l'extrémité que le manchon comporte côté boîtier de commande. De préférence, la plaque d'appui coopérant avec le manchon présente, dans sa partie de fond, une ouverture centrale que traverse le manchon, les saillants ou doigts de la plaque d'appui coopérant avec un col ou anneau de butée à l'extrémité que la tige du piston-tige de poussée comporte côté boîtier de commande, et l'anneau de butée entraînant la plaque d'appui lorsque le piston-tige de poussée se déplace, par rapport au manchon dans la direction d'actionnement. L'invention autorise les formes de réalisation les plus diverses, et c'est en décrivant l'une d'entre elles que les différents objets et caractéristiques de l'invention seront détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - la figure l, une vue en coupe longitudinale d'un amplificateur de force de freinage avec maitre-cylindre en tandem pour système de freinage d'un véhicule automobile; - la figure 2, une vue agrandie de la valve annulaire selon la figure 1, commandant le passage de fluide de pression vers la chambre annulaire derrière le grand étage du piston-tige de poussée; - la figure 3, une vue agrandie de la tige de poussée et de la plaque d'appui avec le manchon formant un tiroir de valve selon la figure 1; et - la figure 4, une variante de réalisation du maître-cylindre en tandem. L'enceinte 1 de l'amplificateur de force freinage est constituée de deux coquilles 15,16 assemblées l'une à l'autre par un joint d'assemblage 14. Un plateau porte-membrane 5 subdivise l'espace intérieur de cette enceinte en une chambre de dépression 2 reliée à une source de dépression par un trou de raccordement, et en une chambre de travail 3. Le plateau porte-membrane 5 est muni d'une membrane roulante 4 qui lui est appliquée et d'un boîtier de commande 7, de forme cylindrique lié à ce plateau 5 et à cette membrane 4. La membrane roulante 4 est fixée, de manière étanche à la pression dans le joint d'assemblage 14 et entoure, par sa portion intérieure, le col 17 du plateau porte-membrane 5 dont elle assure l'étanchéité de la liaison au boîtier de commande 7. Par sa partie cylindrique 7', le boîtier de commande 7 déborde hors de l'enceinte 1 de l'amplificateur et, au moyen d'une bague de guidage coulissante 18, établit l'étanchéité de la chambre de travail 3 par rapport à l'extérieur. A l'intérieur du boîtier de commande 7 est agencée, avec possibilité de coulissement axial, la tringlerie de commande composée d'une tige de piston 11 et d'un piston de valve 9 et reliée, par une chappe non représentée, à la pédale de frein du véhicule automobile. Le boîtier de commande 7,7' contient en outre un agencement de valve 8,13,19 actionné par le piston de valve 9 et commandant, par des canaux 19 et 20, la différence de pression entre la chambre de dépression 2 et la chambre de travail 3. La partie du boîtier de commande 7 agencée dans la chambre de pression 2 présente en outre une coiffe 21 dans laquelle est retenu un dispositif de réaction 10 à leviers de réaction ou un disque de réaction en une matière ayant l'élasticité d'un caoutchouc, cette coiffe guidant en outre la plaque de poussée 22 de la tige de poussée 12, laquelle actionnne un maître-cylindre 23 fixé à la face frontale de la coquille 16 de l'enceinte 1 de l'amplificateur. Pour rappeler le plateau 5 avec membrane 4 et bottier de commande 7, il est prévu un ressort 6, intercalé entre la coiffe 21 du bottier de commande 7 et la coquille 16 de l'enceinte 1 de l'amplificateur. Un piston-tige de poussée 25 aménagé en piston étagé et un piston flottant 24 sont montés dans le maître-cylindre 23. Un manchon 27 assurant la fonction d'une valve de commande à tiroir est agencé coulissement longitudinal sur la tige 26 du piston-tige de poussée 25. Un réservoir de fluide (non représenté) est raccordé au raccord 30 qui le relie à une chambre annulaire 28 située derrière l'épaulement 29 du piston-tige de poussée 25 par un trou d'admission 31 obturable au moyen d'un corps de valve annulaire 32. Ce corps de valve 32 est sollicité,sur son côté situé en regard du bottier de commande 7, par un ressort de fermeture 33 dont une première extrémité prend appui sur la pièce de tête 34, laquelle ferme le mattre-cylindre 23 côté amplificateur et présente une ouverture centrale pour le passage du manchon 27 qui la traverse. Sur ce manchon 27, à son extrémité côté maitre-cylindre, est agencée une bague de frottement montée coulissants laquelle assure que le corps de valve 32 est maintenu dans sa position d'ouverture représentée sur les figures 1 et 2 lorsque le piston-tige de poussée 25 est maintenu dans sa position initiale. La chambre annulaire 28 communique, par un canal 36, avec la chambre de remplissage 37. En outre, un canal d'admission 45,45' relie la chambre annulaire 28 à la chambre de pression 40 à l'avant du piston-tige de poussée 25. Lorsque le maître-cylindre (tandem) 23 est dans la position de non-freinage représentée, les-deux valves 38 et 32 sont ouvertes, ainsi que l'agencement de valve 39, et une communication hydrau- lique est établie entre le raccord 30 et la chambre de pression 40 ainsi que la chambre de remplissage 37, et entre le raccord 41 et la deuxième chambre de pression 42. Lors de l'initialisation d'un freinage (l'amplificateur de force de freinage étant intact), la tige de poussée 12 et le manchon 27 se déplacent presque simultanément vers la gauche, puisqu'immédiatement après le déplacement de la tige de piston 11 la double valve (8,13,19) provoque l'entrée d'air dans la chambre de travail (3), et la cloison mobile 46 constituée par la membrane 4 et par le plateau porte-membrane 5 se déplace, avec le bottier de commande 7 et la coiffe 21, dans la direction de l'actionnement. Du fait de ce déplacement simultané du piston-tige de poussée 25 et du manchon 27, il s'établit, dans les chambres de pression 40 et 42, une pression de freinage puisque les valves 38 et 39 ferment les trous d'admission (45,45'; 47) allant aux raccords respectifs 30; 41. Comme il n'y a pas de mouvement relatif notable entre le piston-tige de poussée 25 et le manchon 27, le canal 36, 36' reste aussi fermé, de sorte que c'est par la totalité de sa section "a" que le piston-tige de poussée 25 est efficace. En cas de défaillance de l'amplificateur, le bottier de commande 7 reste d'abord, lors de l'actionnement de la pédale de frein, autrement dit lors du déplacement de la tige de piston 11, dans la position de non-freinage, tandis que la tige de poussée 12 se déplace dans la direction d'actionnement, vers la gauche. Dès la phase initiale de la montée de la pression dans les chambres de pression 40 et 42, le passage de fluide de pression faisant communiquer, par les canaux 36 et 36', la chambre annulaire 28 avec la chambre de remplissage 37 (communiquant avec la chambre de pression 40 par la rainure 48), s'ouvre puisque le manchon 27 agit comme une valve de commande à tiroir. La poursuite du déplacement de la tige de piston 11 dans la direction de la flèche A (vers la gauche) provoque alors (après que le jeu "b" entre la plaque de poussée 22 et la coiffe 21 ait été rattrapé) le déplacement du boîtier de commande 7 et de la cloison mobile 46, contre la force du ressort 6. Après que le jeu "b" entre la plaque d'appui 49 et le manchon 27 ait été rattrapé, le manchon 27 est lui aussi déplacé, avec le piston-tige de poussée 25, dans la direction de la flèche A. Dans cette phase du mouvement, le corps valve annulaire 32 obture le trou d'admission 31, puisque, du fait du mouvement du manchon 27, le ressort de fermeture 33 est libéré par la bague de frottement 35 liée à ce manchon 27, de sorte que le corps de valve 32 peut se déplacer vers la gauche. Un déplacement supplémentaire des pièces 11,13,12,25 et 27 dans la direction de la flèche A a pour effet que le piston-tige de poussée 25 agit alors en tant que piston-plongeur, la section efficace étant alors C, et une pression hydraulique comparativement élevée pouvant s'établir dans le circuit de freinage (pour un effort donné à la pédale). Dans cette phase d'actionnement des freins, la pression est égale devant et derrière l'épaulement 29 du piston-tige de poussée 25. La coupelle de la valve 38 est alors inopérante. Lorsque la pédale revient en arrière, la tige de piston 11 se déplace alors dans la direction opposée à celle de la flèche A, et le fluide de pression retourne au réservoir de fluide en s'écoulant hors de la chambre annulaire 28 située derrière l'épaulement 29, en franchissant la coupelle primaire 50, en passant dans la chambre de pression 40, plus précisément par les canaux 45,45' et par le raccord 30. Dans la position de non-freinage, le corps de valve annulaire 32 est remis en position d'ouverture et la valve à tiroir (formée par les pièces 27,26, autrement dit par la pièce 27 et le canal 36') est fermée. Dans les amplificateurs classiques, le diamètre du maître-cylindre tandem est dimensionné en envisageant la défaillance de l'amplificateur de force de freinage. Dans le cas de l'objet de l'invention, le diamètre du manchon 17 est dimensionné de façon que sa section soit appropriée à la seule force exercée par le pied, l'accroissement du diamètre du piston 25 par rapport au manchon 27 autorisant le raccourcissement de la course à la pédale lorsque le système est intact. Avec l'amplificateur selon l'invention, on peut obtenir aussi bien un raccourcisement de la course à la pédale qu'une augmentation du freinage, par passage de la surface efficace du piston de "a" à la section, plus faible, du manchon 27 en cas de défaillance de l'amplificateur. Un avantage particulier de l'amplificateur selon l'invention réside aussi dans le fait qu'il peut être monté à la place d'un amplificateur classique, sans qu'il soit nécessaire d'apporter des modifications supplémentaires au système de freinage ou au véhicule. Comme montré sur la figure 4, au lieu du maître- cylindre 23 représenté à la figure 1 avec un piston flottant 24 lié au plongeur 44 du piston-tige de poussée 25, on peut prévoir un piston flottant 24' centré par une vis 59 et une cuvette d'appui de ressort, 60, et un ressort 61. Cette forme de réalisation présente l'avantage que, lors de la course de retour, le fluide de pression présent dans la chambre annulaire 28 peut accomplir un écoulement de retour sans problème, d'éventuelles différences de pression dans les chambres 42', 40' ou, selon le cas, 37', pouvant être facilement compensées. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS: 1. Amplificateur de force de freinage à dépression, comportant: un maitrecylindre (23)., une cloison mobile (46) montée étanche dans l'enceinte (1) de l'amplificateur et coopérant avec un boîtier de commande (7) contenant une valve double (8,13,19), et un piston de valve (9) qui peut être déplacé au moyen d'une tige de piston (11), l'extrémité de ce piston tournée vers le maître-cylindre agissant, par l'intermédiaire d'un dispositif de réaction (10), sur une tige de poussée (12) qui, pour sa part, actionne un piston-tige de poussée (25), lequel est aménagé en piston étagé et appartient au maître-cylindre (23) fixé par bridage à une coquille (16)-de l'enceinte de l'amplificateur, caractérisé en ce que la tige de poussée (12) est liée au boîtier de commande (7) par l'intermédiaire d'une coiffe (21) fixée à ce boîtier de commande (7), un jeu axial (x) étant prévu entre cette coiffe (21) et la tige de poussée (12), ce jeu permettant un déplacement de la tige de poussée (12) par rapport au boîtier de commande (7), dans la direction longitudinale de celui-ci, la coiffe (21) coopérant avec un manchon (27) qui, dans le cas d'un déplacement relatif de la tige de poussée (12) par rapport au bottier de commande (7), actionne une première valve (26,27) reliant une. chambre annulaire (28) située derrière le grand étage (29) du piston-tige de poussée (25) à la chambre de pression (40) du circuit primaire via un canal (36,36').prévu dans le piston-tige de poussée (25), et qui ferme, par une deuxième valve (32),-un trou d'admission (31) entre le raccordement (30) d'un réservoir de fluide et la chambre annulaire (28). -* 2. Amplificateur de force de freinage à dépression selon la revendication 1, caractérisé par une plaque d'appui (49) munie d'une ouverture centrale et de saillants ou doigts 30.(56) qui s'étendent - en direction -radiale et s'engagent dans des ouvertures (51) prévues dans le manchon (27) entourant la tige (26) du piston-tige de poussée (25), ces ouvertures (51) étant dimensionnées de façon que la plaque:d'appui (49) puisse être soumise à un déplacement longitudinal (b) par rapport au manchon (27), l'extrémité de ce manchon (27) située côté pédale étant au contact de la coiffe (21) du boîtier de commande (7). 3. Amplificateur de force de freinage à dépression selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le manchon (27) mobile coaxialement à la tige (26) du piston-tige de poussée (25) présente, à son extrémité située en regard du maître-cylindre (23), une bague de frottement (35) montée coulissante et qui coopère avec le corps de valve annulaire (32) qui commande le passage de fluide de pression allant du réservoir de fluide à une chambre annulaire (28) située derrière le piston-tige de poussée (25) en passant par le trou d'admission (31), la chambre annulaire (28) communiquant pour sa part, via un canal d'admission (45,45') aménagé dans le corps du maître- cylindre (23), avec la chambre (40) située devant le piston-tige de poussée (25), le passage de fluide de pression par le canal d'admission (45,45') étant, lors de l'actionnement des freins, commandé par une valve (38) comportant une coupelle d'étanchéité (50). 4. Amplificateur de force de freinage à dépression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige (26) du piston-tige de poussée (25) comporte un canal (36,36') s'étendant transversalement et relié à la chambre de pression (40), la sortie de ce canal à la surface extérieure de la tige (26) étant située dans un plan qui, dans la position de non- freinage, est recouvert par l'extrémité que le manchon (27) passé sur la tige(26) comporte côté maître-cylindre, et qui, dans la position de freinage, est libéré par le manchon (27) en cas de défaillance de l'amplificateur. 5. Amplificateur de force de freinage à dépression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque d'appui (49) prend appui, par l'intermédiaire d'un ressort (52), sur l'extrémité située cÈté pédale ou sur une pièce de tête (34) du maître-cylindre (23), ce ressort (52) poussant contre la coiffe (21) entourant le dispositif de réaction (10), par l'intermédiaire de la plaque d'appui (49), le manchon (27) passé sur la tige (26) du piston-tige de poussée (25). 6. Amplificateur de force de -freinage à dépression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige de poussée (12) agissant sur le piston-tige de poussée (25) traverse une ouverture dans la partie de fond (53) de la coiffe (21) et présente, à son extrémité située côté pédale, une plaque de poussée (22) qui coopère avec le dispositif de réaction (10), lequel est retenu par la paroi cylindrique intérieure de la coiffe (21). 7. Amplificateur de force de freinage à dépression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il y a, dans la position de non-freinage, entre la surface latérale que la plaque de poussée (22) comporte coté maîtrecylindre et la face interne de la partie de fond (53) de la coiffe (21), un jeu (x) correspondant au moins au trajet d'ouverture de la valve constituée par le canal (36') s'étendant transversalement dans la tige (26) et par l'extrémité que le manchon (27) comporte côté maître-cylindre. 8. Amplificateur de force de freinage à dépression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coiffe (21) présente un bord (54) coudé radialement vers l'extérieur, servant à fournir un appui à l'extrémité du ressort (6) de l'appareil située côté bottier de commande. 9. Amplificateur de force de freinage à dépression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque d'appui (49) coopérant avec le manchon (27) est aménagée sensiblement en forme de cuvette, un ressort (58) étant intercalé entre la partie de fond de la plaque d'appui (49) et un col ou anneau de butée (55) agencé à l'extrémité que le manchon (27) comporte côté boîtier de commande. 10. Amplificateur de force de freinage à dépression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque d'appui (49) coopérant avec le manchon (27) présente, dans sa partie de fond, une ouverture centrale que traverse le manchon (27), -les saillants ou doigts (56) de la plaque d'appui (49) coopérant avec un col ou anneau de butée {57) à l'extrémité que la tige (26) du piston-tige de poussée (25) comporte coté boîtier de commande, et l'anneau de butée (57) entrainant la plaque d'appui lorsque le piston-tige de poussée (25) se déplace, par rapport au manchon (27) dans la direction d'actionnement (A).