Brevet FR2633574A1 — publié le 19900105

- 1 - La présente invention concerne une unité d'actionnement de freins pour véhicule automobile, comprenant un amplificateur de force de freinage à dépression et un maitre-cylindre en tandem muni d'un piston primaire et d'un piston secondaire, l'amplificateur de force de freinage à dépression comprenant un bottier d'amplificateur subdivisé par une paroi mobile axialement en une chambre à dépression et en une chambre de travail, comprenant également une valve de com- mande qui est implantée dans un bottier de commande, qui peut être actionnée mécaniquement par un élément d'entrée et qui est dstine àre- lier la chambre de travail à la chambre à dépression et, respective- ment, à l'atmosphère et qui est facer par un siège d'étanchéité à la dépression prévu sur le bottier de commande et par un siège d'étan- chéité à l'atmosphère prévu sur le piston de valve, ces sièges étant fermés en position relâchée par une valve à disque, et comprenant un mécanisme de réaction pour transmettre une force de réaction appa- raissant lors du processus de décélération. Un amplificateur de force de freinage à dépression pouvant être utilisé avec une unité d'actionnement de freins de ce type est divulgué dans la demande de brevet allemand 33 18 744. La caractéris- tique particulière de l'amplificateur de force de freinage à dépres- sion de ce type réside en ce que le bottier de commande est formé par deux parties de bottier de commande pouvant se déplacer télescopique- ment et de façon limitée l'une par rapport à l'autre, en ce qu'en po- sition initiale, la seconde partie de bottier est appliquée contre un point fixe du bottier, et en ce qu'une butée est prévue sur le bol- tier de commande pour limiter le déplacement de la valve à disque. Bien que l'unité de freinage indiquée ci-dessus permette d'atteindre le but fixé, à savoir réduire la course à vide au mini- mum, de manière satisfaisante, sa conception est complexe et donc coûteuse. La présente invention a donc pour but de perfectionner l'unité d'actionnement de freins du type décrit ci-dessus de'façon que, tout en conservant la conception et la sécurité de fonctionne- ment de l'amplificateur de force de freinage à dépression connu, on obtienne une conception particulièrement simple et bon marché de ses -2- différents composants. Conformément à la présente invention, ce but est atteint en ce que la paroi mobile de l'amplificateur de force de freinage à dé- pression peut être déplacée indépendamment de l'élément d'entrée et est reliée à une première pièce (piston extérieur) du piston primaire en deux parties du maltre-cylindre en tandem, dont la seconde pièce (piston intérieur) est reliée de manière active au piston de valve et coopère avec une butée fixe. Cette caractéristique permet d'obtenir une conception simple et en une seule pièce du bottier de commande, dans lequel des passages à dépression et atmosphériques de section transversale assez grande peuvent être réalisés, ce qui permet de ré- duire considérablement les temps de réponse et de déclenchement. Conformément à un mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, il est prévu que le piston intérieur est réalisé sous la forme d'un plongeur à l'extrémité, tournée vers le maitre-cylindre de freinage, d'un prolongement du piston de valve, et que le piston intérieur est guidé de façon étanche et mobile axialement à l'inté- rieur du piston extérieur, ce qui permet d'obtenir une unité d'ac- tionnement de freins particulièrement compacte et fonctionnant de ma- nière fiable. Pour permettre un montage particulièrement facile de la bu- tée dans le maltre-cylindre de freinage en tandem, il est proposé, conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, que le piston extérieur soit relié à la paroi mobile au moyen de deux pro- longements axiaux en forme de segments circulaires qui prennent appui sur le fond d'un évidement axial du bottier de commande. La transmis- sion de force entre le piston extérieur et la paroi mobile s'effectue au moyen d'un manchon métallique disposé dans l'évidement, ce qui pe-met de réaliser une répartition uniforme de la force agissant sur le bottier de commande et procure d'importants avantages de solidité dans la zone d'appui des prolongements. Conformément à un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, le mécanisme de réaction est constitué par les faces avant des deux pièces du piston primaire, qui sont sollicitées par le volume de liquide de pression se trouvant dans la chambre de pression primaire. Cette caractéristique permet, de manière particulièrement peu encombrante, de transmettre la force de réaction à la pédale de frein, tout en améliorant sensiblement l'hystérésis de la caractéris- tique de fonctionnement de l'unité de freinage. Pour transmettre la sensibilité de freinage au conducteur en cas de défaillance du circuit de freinage primaire, il est prévu, conformément à un perfectionnement de l'objet de l'invention, que dans la chambre de pression primaire est disposé un second dispositif de réaction permettant, en cas de défaillance de cette chambre, d'établir, dans la chambre de pression secondaire, une pression pro- portionnelle à la force d'entrée conformément à une caractéristique préalablement définie. Les différents objets et caractéristiques de l'invention se- ront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant à la figure annexée qui représente une vue en coupe axiale de l'unité d'actionnement de freins conforme à l'invention. L'amplificateur de force de freinage à dépression représenté sur la figure comprend un bottier à dépression 1 subdivisé par une paroi mobile axialement 2 en une chambre de travail 3 et en une cham- bre à dépression 4. La paroi mobile axialement 2 est constituée d'un disque à diaphragme 5 embouti dans de la tôle, et d'un diaphragme flexible 6 (non représenté) qui est appliqué contre ce dernier et qui forme, entre la circonférence extérieure du disque à diaphragme 5 et du bottier à dépression 1, un diaphragme roulant servant d'élément d'étanchéité. Une valve de commande 7 pouvant être actionnée par un élé- ment d'entrée 8 (tige de piston) comporte un piston de valve 10 qui communique avec la tige de piston 8, qui supporte un premier siège de valve 18 et qui est guidé axialement dans un bottier de commande 11 muni d'un second siège de valve 19. Les deux sièges de valve 18, 19 sont disposés dans un plan perpendiculaire au sens d'actionnement de l'amplificateur de force de freinage à dépression et coopèrent avec une valve à disque 23 qui est poussée contre les sièges de valves 18, 19, par l'intermédiaire d'un manchon précontraint 21, au moyen d'un - 4 - ressort de compression 24 prenant appui sur une collerette formée sur la tige de piston 8. La chambre de travail 3 communique avec la cham- bre à dépression 4 par l'intermédiaire d'un passage d'air extérieur ?4 prévu dans le bottier de commande 11, de la valve de commande 7 et d'un passage de dépression 17. Un ressort de rappel 16, qui est représenté schématiquement sur la figure et qui prend appui sur la paroi avant côté dépression du bottier d'amplificateur 1, maintient la paroi mobile 2 dans la po- sition initiale représentée. En outre, il est prévu un second ressort de compression 20 qui prend appui, d'une part, sur le bottier de com- mande 11 et, d'autre part, sur la tige de piston 8 et dont la force assure une précontrainte du piston de valve 10 et, respectivement, de son premier siège de valve 18 par rapport à la valve à disque 23. A la paroi avant du bottier à dépression 1, représentée sur la gauche de la figure, est fixé un mattre-cylindre de freinage en tandem 40 dont le bottier 41 pénètre partiellement dans la chambre à dépression 4 de l'amplificateur de force de freinage à dépression. Le bottier 41 comporte un alésage longitudinal 51 dans lequel un piston primaire 42 et un piston secondaire 43 délimitent une chambre de pression primaire 44 et une chambre de pression secondaire 45 qui, à travers des valves centrales 47, 48 et des chambres d'admission 52, 53, communiquent avec un réservoir de liquide de pression (non repré- senté) et auxquelles sont reliés différents circuits de freinage (non représentés). Le piston primaire 42, conçu de préférence en deux élé- ments, comprend un piston extérieur 15, qui est guidé à l'intérieur de l'alésage longitudinal 51 et muni d'ixunecoele d'étanchéité 27 et qui, au moyen de deux prolongements 22 en forme de segments circulai- res, est relié au bottier de commande 11, et un piston intérieur 14 guidé de manière étanche et mobile à l'intérieur des prolongements 22. La paroi avant du bottier de commande 11 comporte un évidement axial 31 dans lequel est logé un manchon métallique 32 sur lequel les extrémités des prolongements 22 prennent appui axialement. La liaison solidaire des prolongements 22 avec le bottier de commande 11 est as- surée par un anneau de sécurité 54 qui est inséré dans une gorge ra- diale pratiquée dans le bottier de commande 11 et qui, en traversant -5- radialement le manchon métallique 32, coopère avec une gorge prati- quée à la surface des prolongements 22. Le piston intérieur, conçu de préférence sous la forme d'un plongeur et rendu étanche par rapport à l'alésage axial du piston extérieur 15 au moyen d'un joint torique 26, est formé par un prolongement axial 13 du piston de valve 10, qui est guidé dans un alésage axial 55 pratiqué à l'intérieur du bottier de commande 11, l'étanchéité étant assurée par un joint 25. Le dépla- cement axial du piston intérieur 14 vers la droite est limité par une butée fixe 33 qui, dans l'exemple représenté, est formée par un dis- que disposé dans le bottier 41 du maltre-cylindre de freinage en tan- dem 40. La force de freinage est transmise au volume de liquide de pression, se trouvant dans la chambre de pression primaire 44, au mo- yen d'un premier mécanisme de réaction 9 formé par les deux faces avant 50 et, respectivement, 49 qui sont sollicitées par la pression hydraulique régnant dans la chambre primaire 44. Pour que la force de rappel puisse également être transmise à la pédale de frein en cas de défaillance du circuit de freinage primaire, il est prévu, dans la chambre de pression primaire 44, un second mécanisme de réaction 12 formé par un disque de réaction élas- tique 29 qui est disposé dans un corps 28 appliqué contre le piston extérieur 15 et qui, d'une part, est en contact direct avec le piston intérieur 14 et, d'autre part, coopère avec le mécanisme d'ouverture 46 de la première valve centrale 47 au moyen d'une plaque de pression 30. Le mode de fonctionnement de l'unité d'actionnement de freins conforme à l'invention et représentée sur la figure sera main- tenant décrit. En position initiale (moteur coupé), les deux chambres de travail 3 et 4 peuvent être sous pression atmosphérique, de sorte que la paroi mobile 2 est équilibrée en pression et maintenue par le res- sort de rappel 16 contre la butée de la paroi arrière du bottier à dépression. Comme le piston de valve 10 est positionné dans le mat- tre-cylindre de freinage en tandem 40 par la butée 33 par l'intermé- diaire du piston intérieur 14, la valve de commande 7 se trouve dans - 6 - un état ob le siège 18, qui assure l'étanchéité par rapport à l'at- mosphère et qui est formé sur le piston de valve 10, est ouvert et le siège de valve 19 du bottier de commande 11 est fermé, de sorte que les deux chambres de travail 3 et 4 sont séparées l'une de l'autre. Si la chambre à dépression 4 est alors évacuée (lors du démarrage du moteur), la différence de pression qui agit sur la paroi mobile 2 en provoque le déplacement en direction du maitre-cylindre de freinage , de sorte que le siège 18 assurant l'étanchéité par rapport à l'atmosphère est d'abord fermé et le siège de valve 19 est ouvert im- médiatement après. Ceci permet d'évacuer la chambre de travail 3 qui est séparée entre-temps de l'atmosphère, de sorte qu'il s'établit à nouveau, sur la paroi mobile 2, un état d'équilibre dans lequel les deux sièges d'étanchéité 1:, 19 de la valve de commande 7 sont fermés et l'amplificateur de force de freinage à dépression se trouve dans une position o il est prêt à fonctionner. Si la pédale de frein (non représentée) est actionnée lors de la décélération, l'élément d'entrée 8 ainsi que le piston de valve sont déplacés vers la gauche scus "'effet de la force, ce qui a pour effet d'actionner la valve de commande 7 et d'établir, sur la paroi mobile 2, une différence de pression proportionnelle à la force exercée sur la pédale. Cette différence de pression produit une force d'amplification qui s'ajoute à la force exercée sur la pédale et qui est transférée au piston primaire 42 du maître-cylindre de freinage en tandem 40 pour créer, dans les deux chambres de pression 44 et 45, une pression hydraulique qui est transmise aux différents freins de roues du véhicule automobile par l'intermédiaire des circuits de freinage (non représentés). Si la force d'actionnement agissant sur l'élément d'entrée 8 est retirée d'une position d'actionnement partiel ou total, le second ressort de compression 20 pousse le piston de valve 10 contre la val- ve à disque 23, de sorte que le premier siège (étanchéité par rapport à l'atmosphère) est fermé et que le second siège d'étanchéité (par rapport à la dépression) 19 est ouvert. A travers le% second siège d'étanchéité 19 alors ouvert, il s'établit un équilibre de pression entre la chambre à dépression 4 et la chambre de travail 3, ce qui permet d'effectuer un rappel de la paroi mobile 2 sous l'effet du ressort de rappel 16 jusqu'à ce que le piston interne 14 soit appli- qué contre la butée 33. A ce moment, la position opérationnelle indi- quée précédemment est atteinte. REVENDICATIONS 1. Unité d'actionnement de freins pour véhicule automobi- le, comprenant un amplificateur de force de freinage à dépression et un maltre-cylindre en tandem muni d'un piston primaire et d'un piston secondaire, l'amplificateur de force de freinage à dépression compre- nant un bottier d'amplificateur subdivisé par une paroi mobile axia- lement en une chambre à dépression et en une chambre de travail, com- prenant également une valve de commande qui est implantée dans un bottier de commande, qui peut être actionnée mécaniquement par un élément d'entrée etquiestàd-steeà relier la chambre de travail à la chambre à dépression et, respectivement, à l'atmosphère et qui est fcmer par un siège d'étanchéité à la dépression prévu sur le bottier de commande et par un siège d'étanchéité à l'atmosphère prévu sur le piston de valve, lesdits sièges étant fermés en position relâchée par une valve à disque, et comprenant un mécanisme de réaction pour transmettre une force de réaction apparaissant lors du processus de décélération, caractérisée en ce que la paroi mobile (2) de l'ampli- ficateur de force de freinage à dépression peut être déplacée indé- pendamment de l'élément d'entrée (8) et est reliée à une première partie (piston extérieur (15)) du piston primaire (42) en deux élé- ments du maltre-cylindre en tandem (40), dont la seconde partie (pis- ton intérieur (14)) est reliée de manière active au piston de valve (1O) et coopère avec une butée fixe (33). 2. Unité d'actionnement de freins conforme à la revendica- tion 1, caractérisée en ce que la butée fixe (33) est disposée dans le maltre-cylindre de freinage en tandem (40). 3. Unité d'actionnement de freins conforme à la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le piston intérieur (14) est réalisé sous la forme d'un plongeur à l'extrémité (13), tournée vers le mal- tre-cylindre de freinage (40), d'un prolongement (13) du piston de valve (10). 4. Unité d'actionnement de freins conforme à la revendica- tion 3, caractérisée en ce que le piston intérieur (14) est guidé de façon étanche et peut se déplacer axialement à l'intérieur du piston extérieur (15). 5. Unité d'actionnement de freins conforme à la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le piston extérieur (15) relié à la paroi mobile (2) au moyen de deux prolongements axiaux (22) en forme de segments circulaires qui prennent appui sur le fond d'un évidement axial (31) du bottier de commande (11). 6. Unité d'actionnement de freins conforme à la revendica- tion 5, caractérisé en ce que la transmission de force entre le pis- ton extérieur (15) et la paroi mobile (2) s'effectue au moyen d'un manchon métallique (32) disposé dans l'évidement (31). 7. Unité d'actionnement de freins conforme à l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisée en ce que le méca- nisme de réaction (9) est constitué par les faces avant (49, 50) des deux pistons (14, 15) qui sont sollicitées par le volume de liquide de pression se trouvant dans la chambre de pression primaire (44). 8. Unité d'actionnement de freins conforme à l'une quelcon- que des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que, dans la chambre de pression primaire (44) est disposé un second dispositif de réac- tion (12) permettant, en cas de défaillance de ladite chambre, d'éta- blir, dans la chambre de pression secondaire (45), une pression pro- portionnelle à la force d'entrée conformément à une caractéristique prédéterminée. 9. Unité d'actionnement de freins conforme à l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisée en ce que le second mécanisme de réaction (12) est formé par un disque de réaction élas- tique (12) qui est disposé dans le corps cylindrique (28), qui est relié de manière active au piston extérieur (15) par l'intermédiaire du corps cylindrique (28) et directement au piston intérieur (14), et sur le côté, opposé au piston primaire (42), duquel est appliquée une plaque de pression (30) sur laquelle prend appui une partie d'un mé- canisme d'ouverture (46) d'une première valve centrale (47).