Brevet FR2625156A1 — publié le 19890630

La présente invention concerne un servo-frein des- tiné à être monté sur un véhicule et, plus précisément, un appareil de retenue au stationnement destiné à un servo- frein et qui permet la poursuite du freinage ou son main- tien après libération de la pédale enfoncée d'embrayage, dans une condition déterminée. En général, un servo-frein comporte un piston moteur qui peut coulisser dans une enveloppe, un mécanisme à sou- pape logé dans un corps délimité dans une partie axiale du piston, une chambre à pression constante délimitée en avant du piston, dans la direction de fonctionnement de celui-ci, et connectée à une source d'une dépression, une chambre à pression variable délimitée en arrière du piston, dans la direction de fonctionnement de celui-ci, plusieurs passages comprenant un passage à pression constante assurant la communication entre le mécanisme à soupape et la chambre à pression constante, un passage à pression variable assurant la communication entre le mécanisme à soupape et la chambre à pression variable, et un passage sous pression assurant la communication entre le mécanisme à soupape et une pres- sion atmosphérique, et un arbre d'entrée destiné à manoeu- vrer un plongeur de soupape qui fait partie du mécanisme à soupape afin que la communication soit commutée entre les passages respectifs. Le mécanisme à soupape est réalisé de manière que, lorsqu'une pédale de frein est enfoncée et entraine l'arbre d'entrée vers l'avant, la communication entre le passage à pression constante et le passage à pression variable soit interrompu alors qu'une communication est établie entre le passage à pression variable et le passage sous pression, si bien que du fluide sous pression est introduit -dans la chambre à pression variable. Lorsque la pédale de frein est alors libérée de manière que l'arbre d'entrée puisse recu- ler, une communication est interrompue entre le passage à pression variable et le passage sous pression alors qu'une communication est établie entre le passage à pression va- riable et le passage à pression constante, si bien que le fluide sous pression qui a été introduit dans la chambre à pression variable est déplacé vers la source d'une dépres-. sion par l'intermédiaire de la chambre à pression cons- tante. On a proposé un appareil de retenue au stationnement destiné à servo-frein du type décrit, cet appareil compre- nant une électrovanne d'ouverture-fermeture qui ouvre et ferme le passage à pression constante (demande de brevet japonais n 120 834/1986). Dans ce dispositif, lorsque l'électrovanne est maintenue ouverte, le fonctionnement du servo-frein est normal. Grâce à l'utilisation d'un disposi- tif permettant la fermeture de l'électrovanne lorsqu'un capteur de vitesse du véhicule détecte qu'un véhicule s'est arrêté à la suite d'une action de freinage, le relâchement de la pédale de frein a tendance à établir une communica- tion entre la chambre à pression variable et la chambre à pression constante par l'intermédiaire du passage à pres- sion variable, et le passage à pression constante ne peut pas permettre le déplacement du fluide sous pression qui a été introduit dans la chambre à pression variable, vers la source d'une faible pression par l'intermédiaire de la chambre à pression constante puisque l'électrovanne reste fermée. Ainsi, l'action de freinage peut être conservée même après libération de la pédale de frein, et le servo- frein peut ainsi être utilisé comme appareil de retenue au stationnement. La condition de retenue au stationnement peut être interrompue lors de la mise en route du véhicule. Cepen- dant, si du fluide ayant une pression élevée de manière superflue est conservé dans la chambre à pression variable, il faut un certain temps pour que le fluide sous pression puisse être déplacé vers l'extérieur, et une condition de freinage partiel est ainsi créée. Compte tenu de la description qui précède, l'inven- tion concerne un appareil de retenue au stationnement des- tiné à un servo-frein, dans lequel une soupape de décharge est disposée afin qu'elle permette l'évacuation de la pres- sion du passage à pression constante placé entre le méca- nisme à soupape et l'électrovanne, vers la chambre à pres- sion constante lorsque cette pression devient égale ou supérieure à une valeur préréglée. Dans l'appareil selon l'invention, lorsqu'un fluide ayant une pression élevée de manière superflue est retenu dans la chambre à pression variable, dans la condition -de retenue de stationnement, le fluide sous pression de la chambre à pression variable peut être évacué vers la chambre à pression constante par l'intermédiaire du passage à pression variable, du mécanisme à soupape, du passage à pression constante et de la soupape de décharge, si bien que la pression dans la chambre à pression variable peut être maintenue au-dessous de la valeur préréglée qui est établie par la soupape de décharge. De cette manière, lorsque la condition de retenue au stationnement doit être interrompue, la pression dans la chambre à pression variable peut être rapidement réduite si bien que l'état partiellement freiné est éliminé. Comme la soupape de décharge est réalisée à l'ori- gine afin qu'elle réduise la pression dans le passage à pression constante dans la chambre à pression constante, l'action de freinage normal ne peut pas être affectée de manière nuisible lorsque la soupape de décharge est dispo- sée. Lors de l'enfoncement d'une pédale de frein de manière plus importante, la pression dans la chambre à pression variable peut être élevée à une valeur supérieure à la valeur préréglée. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe d'un mode de réalisation d'appareil selon l'invention; et les figures 2 et 3 sont des coupes partielles d'autres modes de réalisation de l'invention. On se réfère aux dessins qui représentent plusieurs modes de réalisation. On considère d'abord la figure 1; un servo-frein comporte une enveloppe 1 ayant une enveloppe avant la et une enveloppe arrière lb. Un piston moteur 2 peut coulisser dans l'enveloppe 1 et une membrane 3 est appliquée contre la face arrière du piston moteur 2 afin que la combinaison du piston 2 et de la membrane 3 sépare l'intérieur de l'enveloppe 1 en une chambre à pression constante 4 placée en avant et une chambre à pression va- riable 5 placée en arrière. Une partie axiale du piston 2 est solidaire d'un corps 6 de soupape dans lequel-est logé un mécanisme 7 à soupape assurant la commutation d'un trajet de circulation de fluide. Le piston 2 et le corps 6 sont normalement main- tenus dans leur position de repos représentée par un res- sort 8 de rappel. Le mécanisme 7 à soupape comporte un premier siège formé sur le corps 6, un second siège 12 formé sur un plongeur 11, et un obturateur 14 destiné à venir en appui contre le siège 10 ou contre le siège 12, à partir de la face arrière du piston 2 ou à partir de sa face droite sur la figure 1, sous l'action de la force d'élasticité d'un ressort 13. Une région disposée à l'extérieur d'un joint délimité entre le siège 10 et l'obturateur 14 communique avec la chambre à pression constante 4 par l'intermédiaire d'un passage 15 à. pression constante et d'une électrovanne 16 d'ouverture-fermeture. La chambre 4 à pression constante communique avec une source d'une dépression, par exemple le collecteur d'admission d'un moteur non représenté, par l'intermédiaire d'une canalisation 17 montée sur l'enve- loppe 1 et qui est utilisée pour l'introduction d'une dépression. Une région qui est placée entre un joint délimité entre le premier siège 10 et l'obturateur 14 et un autre joint délimité entre le second siège 12 et l'dbturateur 14 communique avec la chambre 5 à pression variable par un passage 18 à pression variable qui est formé dans le corps 6. Enfin, une région placée à intérieur d'un joint délimité entre le second siège 12 et l'obturateur 14 communique avec l'atmosphère par un passage 20 sous pression dans lequel est placé un filtre 19. Il faut noter que la chambre 5 à pression variable est séparée hermétiquement de l'extérieur par un joint 21 dans lequel le corps 6 peut coulisser. Le plongeur 11 qui fait partie du mécanisme 7 à soupape, ne peut pas être retiré du corps 6 étant donné la. présence d'une clavette 24, et sa première extrémité est raccordée à un arbre 25 d'entrée qui est. lui-même couplé mécaniquement à la pédale de frein, non représentée. La face d'extrémité avant du plongeur il est disposée en regard d'une face d'extrémité d'un arbre 26 de sortie, un disque 27 de réaction étant placé entre les surfaces en regard. Une partie axiale de l'enveloppe avant la a un prolongement cylindrique lC dirigé vers l'intérieur et dans lequel est disposé un organe 28 d'étanchéité, permettant à l'arbre 26 de sortie d'y coulisser afin qu'il dépasse à l'extérieur de l'enveloppe 1 et puisse être raccordé au piston d'un maître-cylindre, non représenté. L'électrovanne 16 est placée dans la chambre 4 à pression constante et est montée sur le corps 6 à un empla- cement qui se trouve à l'extérieur du ressort hélicoïdal 8 de rappel et au-dessous de celui-ci qui est destiné à ouvrir et fermer le passage 15 à pression constante formé dans le corps 6. La figure 2 représente un autre mode de réalisation de l'invention qui diffère de celui de la figure 1. On décrit la construction de l'électrovanne 16 d'ouverture- fermeture en référence à la figure 2. Plus précisément, l'électrovanne 16 a un carter 30 pratiquement en forme de cuvette monté sur le corps 6 de-soupape de manière hermé- tique afin qu'il recouvre une ouverture du passage 15 à pression constante, débouchant dans la chambre 4 à pression constante, et un carter 32 pratiquement en forme de cou- pelle, raccordé au carter 30 afin qu'il en soit solidaire et contenant un bobinage 31 de forme annulaire. Le carter en forme de cuvette a un gradin, et un siège 33 de sou- pape est formé sur sa face droite d'extrémité. Un plongeur 34 est disposé afin qu'il puisse coulisser dans une partie axiale de la bobine 31, et il comporte une soupape 35 des- tinée à venir en appui contre le siège 33. La soupape 35 a un obturateur annulaire 36 de grand diamètre, ayant une partie périphérique externe destinée à être en appui contre le siège 33, depuis la droite de celui-ci, et un obturateur à tige 37 qui peut coulisser dans une partie axiale de l'obturateur 36 et qui est emman- ché à force dans le plongeur 34. L'obturateur à tige 37 est destiné à être en appui contre un siège 38 formé autour de la périphérie interne de l'obturateur annulaire 36 afin qu'un passage 39 formé dans la partie axiale de l'obtura- teur 36 soit fermé. Le plongeur 34 et l'obturateur à tige 37 sont norma- lement maintenus dans leur position de repos représentée par un ressort 40 et un autre ressort 41 est placé entre l'obturateur annulaire 36 et le carter 30 en forme de cuvette afin que le siège 38 soit normalement maintenu sur l'obturateur 36 en butée contre l'obturateur 37 qui prend sa position de repos si bien que ce dernier est en position de repos. Dans ces conditions, l'obturateur annulaire 36 est distant du siège 33 formé dans le carter 30 si bien que le passage 15 à pression constante communique avec la chambre 4 à pression constante par l'intermédiaire de l'es- pace existant entre l'obturateur 36 et le siège 33 et par un passage 42 formé dans le carter 30. Comme l'indique la figure 1, des canalisations 43 partant de l'électrovanne 16 sortent par des joints 44 montés sur la paroi avant la et sont reliées à un organe de commande, non représenté, qui comporte un ordinateur. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, un passage 50 de dérivation est formé dans le corps 6 et établit la communication entre la chambre 4 à pression constante et le passage 15 à pression constante formé entre le mécanisme 7 à soupape et l'électrovanne 16. Une soupape 51 de décharge est disposée dans le passage 50 de dériva- tion et est destinée à réduire la pression régnant dans le passage 15 par transmission à la chambre 4 à pression cons- tante chaque fois que la pression dépasse une valeur donnée. Dans l'appareil décrit, l'organe précité de commande maintient l'électrovanne 16 en position d'ouverture si bien que, lorsque le servo-frein est inopérant, une dépression introduite dans la chambre 4 à pression constante par la canalisation 17 peut parvenir dans le passage 15 à pression constante par l'électrovanne 16, c'est-à-dire par le pas- sage 42 et l'espace délimité entre l'obturateur 36 et le siège 33, et peut parvenir à la chambre 5 à pression variable par l'intermédiaire du mécanisme 7 à soupape et du passage 18 à pression variable. Ainsi, aucune différence de pression n'apparaît de part et d'autre du piston 2 dans ces conditions, si bien que le servo-frein reste à l'état de repos, comme dans le cas d'un servo-frein classique ayant l'électrovanne 16. Lorsqu'une pédale de frein est alors enfoncée depuis cet état de repos, il apparaît que le servo-frein peut créer une force de freinage qui dépend du degré d'enfoncement de la pédale, en général de la même manière que dans un servo- frein classique. Lorsque le servo-frein précité doit être utilisé comme appareil de retenue au stationnement, l'organe pré- cité de commande excite la bobine 31 de l'électrovanne 16 lorsque l'organe de commande précité détermine qu'une con- dition donnée de retenue de l'état de stationnement est remplie, d'après les signaux de divers capteurs, non repré- sentés, par exemple lorsque le véhicule est à 1-arrêt et lorsque la pédale de frein continue à être enfoncée pendant -plus d-'un certain temps après que le véhicule a été à l'ar- rêt. Ensuite, les deux obturateurs 36, 37 sont déplacés comme un tout vers la gauche malgré la force d'élasticité des ressorts 40, 41 si bien que l'obturateur 36 peut venir en appui contre le siège 33 afin que l'électrovanne 16 se ferme. Au moment o l'électrovanne 16 est fermée, la pédale de frein prend sa position enfoncée et, en conséquence, du fluide à une pression qui dépend du degré d'enfoncement de la pédale pénètre dans la chambre 5 à pression variable. Comme l'électrovanne 16 est fermée, si la pédale de frein est alors relâchée afin qu'une communication soit établie entre le passage 18 à pression variable et le passage 15 à pression constante, la pression de freinage régnant dans la chambre 5 à pression variable ne peut pas être déplacée vers la chambre 4 à pression constante. Ainsi, l'effet de freinage, avec une amplitude qui dépend de la pression du fluide, est conservé même après que la pédale de frein a cessé d'être enfoncée. Lorsque du fluide à une pression élevée de manière superflue est retenu dans la chambre 5 à pression variable dans ces conditions, le fluide sous pression de la chambre à pression variable peut être évacué vers la chambre 4 à pression constante par le passage 18 à pression variable, le mécanisme à soupape 7, le passage 15 à pression cons- tante, le passage 50 de dérivation et la soupape 51 de décharge, si bien que la pression dans la chambre 5 à pres- sion variable peut être maintenue à la valeur déterminée établie par la soupape 51 de décharge ou au-dessous. D'autre part, comme il est possible d'introduire un fluide sous pression dépendant du degré d'enfoncement de la pédale dans la chambre 5 à pression variable, la pression dans cette chambre 5 peut être augmentée au-delà de la valeur préréglée, par enfoncement puissant de la pédale de frein même à l'état de retenue de stationnement, de la même manière que dans une opération habituelle. Lorsque l'organe précité de commande détecte la mise en route du véhicule à l'état de retenue de stationnement, il désexcite la bobine 31 de l'électrovanne 16, si bien que le fluide sous pression agissant sur les deux obturateurs 36, 37 les repousse contre les sièges 33, 38 respectivement et provoque initialement l'entraînement vers la droite de l'obturateur. 37 qui a un diamètre réduit et donc une sur- face réduite d'application de pression, sous l'action du ressort 40, à distance du siège 38 formé sur l'obturateur annulaire 36. Le passage 15 à pression constante peut alors commu- niquer avec la chambre 4 à pression constante par le pas- sage 39 formé dans la partie axiale de l'obturateur annu- laire 36, et la pression dans le passage 15 à pression constante diminue jusqu'à ce qu'elle atteigne une valeur donnée ou plus faible, et l'obturateur annulaire 36 est alors écarté du siège 33 par le ressort 41. Le passage 15 à pression constante communique ainsi avec la chambre -4 à pression constante par une section accrue si bien que la pression dans le passage 15 à pression constante ou dans la chambre 5 à pression variable diminue rapidement. A ce moment, la pression dans la chambre 5 à pres- sion variable est maintenue à une valeur déterminée ou au- dessous, cette valeur déterminée étant établie par la sou- pape de décharge 51, et la pression peut donc diminuer rapidement, si bien que l'état de freinage partiel est éliminé lorsque l'état de retenue de stationnement doit être terminé. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, un passage de dérivation 50' est formé dans une partie axiale de l'obturateur à tige 37, une soupape de décharge 51' étant disposée dans le passage de dérivation 50'. Dans ce mode de réalisation, le fluide sous pression évacué du passage à pression constante lorsque la.soupape de décharge 51' s'ouvre est dirigé vers la chambre 4 à pression cons- tante par un trou (non représenté) formé dans un bouchon contre lequel l'extrémité gauche du ressort. 40 est en butée. La figure 3 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel un passage 50" de dérivation est formé dans un carter 30" de l'électrovanne 16, et peut être ouvert et fermé par une soupape de décharge 51". Dans tous les cas, l'effet obtenu est analogue à celui du mode de réalisation représenté sur la figure 1. REVENDICATIONS 1. Appareil de retenue au stationnement pour servo- frein, comportant un piston moteur (2) disposé afin qu'il puisse coulisser dans une enveloppe (1), un mécanisme à soupape (7) logé dans un corps (6) de soupape formé par une partie axiale du piston, une chambre (4) à pression cons- tante délimitée en avant du piston dans la direction de fonctionnement de celui-ci et communiquant avec une source d'une dépression, une chambre (5) à pression variable déli- mitée en arrière du piston dans -la direction de fonctionne- ment de celui-ci, plusieurs passages formés dans le corps (6) de soupape et comprenant un passage (15) à pression constante assurant la communication entre le mécanisme à soupape et la chambre à pression constante, un passage (18) à pression variable assurant la communication entre le mécanisme à soupape et la chambre à pression variable, et un passage sous pression assurant la communication entre le mécanisme à soupape et une source de pression élevée, un arbre d'entrée (25) destiné à manoeuvrer un plongeur (11) de soupape qui fait partie du mécanisme à soupape (7) afin qu'il assure la commutation de la communication des pas- sages respectifs, et une électrovanne (16) d'ouverture- fermeture destinée à ouvrir et fermer le passage à pression constante, ledit appareil étant caractérisé par une soupape de décharge (51) destinée à réduire la pression dans le pas- sage (15) à pression constante placé entre le mécanisme à soupape (7) et l'électrovanne (16), vers la chambre à pres- sion constante (4) chaque fois que la pression atteint ou dépasse une valeur déterminée. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un passage en dérivation (50) est formé dans une partie axiale du corps (6) de soupape afin qu'il assure la communication entre le passage (15) à pression constante et la chambre (4) à pression constante, la soupape de décharge (51) étant placée dans le passage de dérivation. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrovanne (16) d'ouverture-fermeture comporte un carter (30) contenant un bobinage (31), un plongeur (34) qui peut coulisser dans une partie axiale du bobinage, un dispositif à obturateur raccordé au plongeur, et un siège (33) de soupape formé sur le carter, le plongeur étant commandé lorsque le bobinage est excité de manière que le dispositif à obturateur vienne en appui contre le siège et ferme le passage à pression constante, l'appareil compre- nant un passage supplémentaire de dérivation (50) formé dans le dispositif à obturateur de l'électrovanne et des-- tiné à assurer la communication entre le passage de dériva- tion et la chambre à pression constante, la soupape de décharge étant placée dans le passage de dérivation. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif à obturateur comporte un obturateur annulaire (36) destiné à être en appui contre le siège (33), et un obturateur à tige (36) raccordé au plongeur et pouvant coulisser dans une partie axiale du dispositif à obturateur, l'obturateur à tige étant destiné à être en appui contre un siège (38) formé à la périphérie interne de l'obturateur annulaire (36) afin qu'il ferme un passage formé dans une partie axiale de cet obturateur, le passage de dérivation (50) étant délimité dans l'obturateur à tige. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrovanne (16) d'ouverture-fermeture comporte un carter (30) contenant un bobinage (31), un plongeur (34) qui peut coulisser dans une partie axiale du bobinage, un dispositif à obturateur (36) raccordé au plongeur, et un siège (33) formé dans le carter, le plongeur (34) étant commandé lorsque le bobinage est.excité de manière que le dispositif à obturateur qui lui est raccordé soit en coopé- ration avec le siège et ferme le passage à pression cons- tante, un passage de dérivation (50') étant formé dans le carter de l'électrovanne afin qu'il assure la communication entre le passage (15) à pression constante et la chambre (4) à pression constante, la soupape de décharge (51') étant placée dans le passage de dérivation (50).