Brevet FR2731669A1 — publié le 19960920

SERVOMOTEUR A PREREMPLISSAGE SANS LIMITATION DE DEBIT La présente invention concerne un dispositif de freinage assisté pour véhicule à moteur, comprenant: un maître-cylindre présentant au moins une chambre hydraulique primaire remplie d'un fluide de freinage et fermée par un piston hydraulique principal destiné à recevoir une force d'actionnement se composant d'une force d'entrée et d'une force d'assistance agissant toutes deux suivant une direction axiale; et un servomoteur pneumatique d'assistance propre à appliquer la force d'actionnement sur le piston hydraulique principal, en réponse à l'application de la force d'entrée sur une tige de commande contrôlant l'ouverture d'un clapet porté par un piston pneumatique mobile avec la tige de commande, le servomoteur comportant lui-meme une enveloppe rigide séparée de façon étanche en deux chambres au moyen au moins d'une cloison mobile susceptible d'être sollicitée par une différence de pression sélectivement établie entre les deux chambres par l'ouverture du clapet, la force d'entrée étant transmise par l'intermédiaire d'un disque de réaction sur lequel s'appuie également le piston pneumatique pour lui fournir une première partie au moins de la force d'assistance, la cloison mobile étant montée coulissante sur le piston pneumatique, et le piston hydraulique principal du maître- cylindre comprenant un piston annulaire coulissant de façon étanche dans un alésage du maîtrecylindre, et un piston interne coulissant de façon étanche à l'intérieur du piston annulaire. Un dispositif de ce type est connu dans l'art antérieur au moins par le document FR-A-2 700 513. Un tel dispositif de freinage présente l'avantage, résultant de l'utilisation d'une cloison mobile montée de manière à pouvoir coulisser par rapport au piston pneumatique jusqu'à venir en butée avec ce dernier, que l'effort de freinage croît de façon plus régulière, en fonction de la course de la tige de commande donc de la pédale de frein, que dans les dispositifs antérieurs. Cependant, I'obtention d'un accroissement régulier de l'effort de freinage est encore perfectible dans les dispositifs de freinage de ce type, dans la mesure où l'instant d'entraînement du piston pneumatique par la paroi mobile dépend des conditions d'enfoncement de la pédale de frein et où la maîtrise des effets de l'entraînement du piston pneumatique par la paroi mobile suppose une optimisation délicate de plusieurs paramètres. Le but de la présente invention est précisément de perfectionner ce dispositif connu pour permettre la réalisation aisée d'un dispositif de freinage assisté à réaction hydraulique propre à exercer un effort de freinage croissant sur la totalité de la course de la pédale de frein de façon très régulière. A cette fin, le dispositif de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que le disque de réaction est en appui sur le piston annulaire, en ce que la cloison mobile est en appui sur le piston interne pour lui transmettre une seconde partie de la force d'assistance, en ce que le piston hydraulique principal comprend, outre le piston annulaire et le piston interne, un piston supplémentaire susceptible de recevoir du piston interne une poussée propre à le faire coulisser dans l'alésage, en ce que les pistons annulaire, interne et supplémentaire définissent ensemble, à l'intérieur de l'alésage, un volume annulaire variable qui se trouve relié à un circuit d'alimentation en liquide de freinage basse pression aussi longtemps que le piston annulaire n'a pas dépassé une position de déclenchement de freinage, et en ce que des moyens de communication sont prévus pour n' établir, entre le volume annulaire et la chambre hydraulique primaire, une communication permettant le passage de fluide de freinage, que lorsque le piston supplémentaire n'est écarté du piston annulaire que d'une distance au plus égale à une longueur de valeur prédéterminée. Selon un premier mode de réalisation possible de l'invention, les moyens de communication comprennent une portée creuse solidaire du piston supplémentaire et tournée vers la chambre hydraulique primaire, un joint coulissant sur cette portée creuse entre une face d 'appui d'une collerette de diamètre d et une bague d'arrêt toutes deux solidaires de la portée, et une bague coulissante, coulissant dans l'alésage, dont une première extrémité est en appui sur le piston annulaire et dont une seconde extrémité de diamètre intérieur D supérieur au diamètre extérieur d de la collerette, est susceptible de venir en contact avec le joint au dela de la face d'appui de ladite collerette, ouvrant ainsi la dite communication lorsque le piston supplémentaire n'est séparé du piston annulaire que d'une distance au plus égale à ladite longueur de valeur prédéterminée. Selon un second mode de réalisation possible de l'invention, les moyens de communication comprennent un passage réalisé dans le piston supplémentaire et portant un siège sélectivement obturé par un organe d'étanchéité commandé par un poussoir susceptible de prendre appui sur le piston annulaire pour libérer le siège lorsque le piston supplémentaire n'est séparé du piston annulaire que d'une distance au plus égale à ladite longueur de valeur prédéterminée. Selon un troisième mode de réalisation possible de l'invention, les moyens de communication comprennent un passage constitué d'un orifice, ouvert dans la chambre hydraulique primaire, relié au circuit d'alimentation en liquide de freinage basse pression et découvert lorsque la distance entre cylindre mobile creux et piston hydraulique secondaire est au plus égale à ladite longueur de valeur prédéterminée . Selon les différents modes de réalisation possibles de l'invention le piston interne et le piston supplémentaires sont réalisés en au moins deux éléments. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue en coupe partielle d'un dispositif conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, représenté dans sa position repos; - la Figure 2 est une vue en coupe partielle du même dispositif, représenté dans un état de déclenchement de freinage; - la Figure 3 est une vue agrandie d'un détail de la figure 1; - la Figure 4 est une vue schématique partielle d'un dispositif conforme à un second mode de réalisation de l'invention; - la Figure 5 est une vue schématique partielle d'un dispositif conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention. L'invention concerne de façon générale un perfectionnement apporté aux systèmes connus de freinage à assistance pneumatique, du type de ceux qui comprennent un servomoteur 1 et un maître-cylindre 2. De faucon classique, le maître-cylindre 2 présente au moins une chambre hydraulique primaire 12 remplie d'un fluide de freinage et fermée par un piston hydraulique principal 11. Ce mâître-cylindre peut être actionné par l'application, sur le piston hydraulique 11, d'une force d'actionnement qui se compose en l'occurrence d'une force d'entrée et d'une force d'assistance agissant toutes deux suivant une direction axiale B. Le servomoteur pneumatique d'assistance 1 a précisément pour fonction d'appliquer cette force d'actionnement sur le piston hydraulique principal, en réponse à l'application de la force d'entrée sur une tige de commande 8 qui contrôle l'ouverture d'un clapet pneumatique 7, ce clapet 7 étant porté par un piston pneumatique 5 mobile avec la tige de commande 8. A cette fin, le servomoteur 1 comporte de façon connue une enveloppe rigide 3 séparée de fanon étanche en deux chambres 3a, 3b au moyen au moins d'une cloison mobile 4 susceptible d'etre sollicitée par une différence de pression sélectivement établie entre les deux chambres par l'ouverture du clapet 7. Plus précisément, la chambre avant 3a, dont la face avant est fermée de fanon étanche par le maieCylindre 2, est en permanence raccordée à une source de dépression (non représentée) à travers une valve anti-retour 6, alors que la pression dans la chambre arrière 3b est controlée par le clapet 7, commandé par la tige de commande 8, laquelle est reliée à une pédale de frein (non représentée) . La force d'entrée appliquée par la pédale de frein est transmise au piston hydraulique principal 11 par l'intermédiaire d'un disque de réaction 23, sur lequel s'appuie la tige de commande 8 par l'intermédiaire d'un plongeur 24, et sur lequel s'appuie également le piston pneumatique 5 pour communiquer à ce disque de réaction une première partie de la force d'assistance. L'invention concerne en fait plus particulièrement un système de freinage dans lequel la cloison mobile 4 du servomoteur 1 est montée coulissante sur le piston pneumatique 5, et dans lequel le piston hydraulique principal 11 du maître-cylindre comprend d'une part un piston annulaire 13 coulissant de façon étanche dans un alésage 130 du maître-cylindre, et d'autre part un piston interne 14 coulissant de façon étanche à l'intérieur du piston annulaire, conformément à l'enseignement du document FR-A-2 700 513 précédemment mentionné. Le fonctionnement du dispositif connu et décrit jusqu'à présent est le suivant. Lorsque la tige de commande 8 est en position de repos, en l'occurrence tirée vers la droite, le clapet 7 établit normalement une communication entre les deux chammbres 3a et 3b du servomoteur, ou vient d'une position dans laquelle cette communication a été établie. La chambre arrière 3b étant alors soumise à la même dépression que la chambre avant 3a, le piston 5 et la jupe rigide 4b sont repoussés vers la droite, en position de repos, par le ressort 9 et le ressort 90 du maître-cylindre. L'actionnement de la tige de commande 8 vers la gauche a pour effet, dans un premier temps, de déplacer le clapet 7 de façon qu'il isole l'une de l'autre les chambres 3a et 3b puis, dans un deuxième temps, de déplacer ce clapet de façon qu'il ouvre la chambre arrière 3b à la pression atmosphérique. La différence de pression alors établie entre les deux chambres et appliquée à la cloison mobile 4 et au piston pneumatique 5, notamment par l'intermédiaire de la membrane 4a, fait apparaître une poussée qui constitue une force d'assistance, laquelle s'ajoute à l'effort de freinage exercé sur la tige de commande 8, ou force d'entrée , pour constituer la force d'actionnement appliquée au piston hydraulique principal 11. Selon l'invention, le disque de réaction 23 est en appui sur le piston annulaire 13 pour lui transmettre la force d'entrée en provenance du palpeur 24 et la première partie de la force d'assistance en provenance du piston 5, tandis que le piston interne 14 reçoit sur une première extrémité 14a, tournée vers la jupe 4b, la seconde partie de la force d'assistance en provenance de cette jupe, à travers la bague 20, et la transmet à un piston supplémentaire 10 par l'intermédiaire d'une seconde extrémité 14b, provoquant ainsi le coulissement du piston supplémentaire 10 dans l'alésage 130 du maître-cylindre. Les pistons annulaire, interne et supplémentaire définissent ensemble à l'intérieur de l'alésage 130 du maître-cylindre un volume variable 15 en communication par l'orifice 501 avec le circuit d' alimentation en liquide de freinage basse pression 502. Sous I' effet du déplacement des pistons interne et supplémentaire, le volume variable 15 croît et aspire le liquide de freinage du circuit 502, relié à un réservoir (non représenté). Tant que le piston supplémentaire n'est écarté du piston annulaire que d'une distance au plus égale à une longueur de valeur prédéterminée, la chambre hydraulique primaire 12 et le volume 15 communiquent. Au delà de cette distance, il y a fermeture de la communication et montée en pression de la chambre hydraulique primaire 12 jusqu'à ce que l'effet de la pression ainsi créée sur la section du piston supplémentaire 10 équilibre la seconde partie de la force d'assistance, provoquant l'arrêt du déplacement des pistons supplémentaire 10 et interne 14. Un actionnement complémentaire de la tige de commande 8 suivant la direction axiale B, agit par l'intermédiaire du plongeur 24, du disque de réaction 23 et de la coupelle 25, sur le piston annulaire 13 qui dans son déplacement vient d'abord fermer l'orifice de réalimentation 501 isolant ainsi le volume variable 15, puis provoque la mise en pression du fluide contenu dans le volume variable 15 appliquant un effort complémentaire sur le piston supplémentaire 10 qui se déplace alors en même temps que le piston annulaire 13 et fait croître la pression de freinage dans la chambre hydraulique primaire 12. Selon un premier mode de réalisation illustré aux figures 1, 2 et 3, le piston supplémentaire 10 comprend une portée creuse 53, tournée vers la chambre hydraulique primaire 12, et portant une collerette 51 de diamètre extérieur d, comportant elle-même une face d'appui 55, et une bague d'arrêt 54 elle-même en appui contre l'extrémité du ressort de rappel 90, tandis qu'un joint 52 coulisse sur la portée creuse entre la face d'appui 55 de la collerette 51 et la bague d'arrêt 54. Une bague coulissante 50 , coulissant dans l'alésage 130 présente deux extremités dont la première 50a est en appui sur le piston annulaire 13 tandis que la seconde 50b de diamètre intérieur D supérieur au diamètre extérieur d de la collerette 51, est susceptible de venir en contact avec le joint 52 au delà de la face d'appui 55 de cette collerette. fl en résulte que, aussi longtemps que le piston supplémentaire 10, repoussé par le ressort de rappel 90, est au repos, la bague coulissante 50 maintient le joint 52 écarté de la face d'appui 55, créant ainsi une communication entre la chambre hydraulique primaire 12 et le volume variable 15, alors que cette communication est interrompue dès que le joint 52 s'applique sur la face d'appui 55. Selon un second mode de réalisation illustré à la figure 4, le piston supplémentaire 10 comprend un passage 170, réalisé parallèlement à l'axe de déplacement du piston, et portant un siège 150 sélectivement obturé par un clapet, ce clapet étant commandé par un poussoir 155 susceptible de prendre appui sur le piston annulaire 13. ll en résulte, lorsque le piston supplémentaire 10 est au repos, que le poussoir 155 libère le siège et assure la communication entre la chambre hydraulique primaire 12 et le volume variable 15. Selon un troisième mode de réalisation illustré à la figure 5, le moyen de communication comprend un orifice 500, ouvert dans la chambre hydraulique primaire 12 et relié au circuit d'alimentation en liquide de freinage basse pression 502, donc à l'orifice 501, lui-même en communication avec le volume variable 15. ll en résulte, lorsque le piston supplémentaire 10 est au repos, que la chambre hydraulique primaire 12 est en communication avec le volume variable 15. Cette communication se trouve interrompue lors du déplacement du piston hydraulique secondaire 14 dés que la distance entre le cylindre mobile creux 13 et le piston hydraulique secondaire 14 est au plus égale à ladite longueur de valeur prédéterminée. Une variante commune à tous les modes de réalisation permet d'envisager le piston intérieur 14 et le piston supplémentaire 10 réalisés en au moins deux éléments. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage assisté pour véhicule à moteur, comprenant: un maître-cylindre (2) présentant au moins une chambre hydraulique primaire (12) remplie d'un fluide de freinage et fermée par un piston hydraulique principal (11) destiné à recevoir une force d'actionnement se composant d'une force d'entrée et d'une force d'assistance agissant toutes deux suivant une direction axiale; et un servomoteur pneumatique d'assistance (1) propre à appliquer la force d'actionnement sur le piston hydraulique principal, en réponse à l'application de la force d'entrée sur une tige de commande (8) contrôlant l'ouverture d'un clapet (7) porté par un piston pneumatique (5) mobile avec la tige de commande, le servomoteur comportant luimême une enveloppe rigide (3) séparée de façon étanche en deux chambres (3a, 3b) au moyen au moins d'une cloison mobile (4) susceptible d'être sollicitée par une différence de pression sélectivement établie entre les deux chambres par l'ouverture du clapet, la force d'entrée étant transmise par l'intermédiaire d'un disque de réaction (23) sur lequel s'appuie également le piston pneumatique pour lui fournir une première partie au moins de la force d'assistance, la cloison mobile (4) étant montée coulissante sur le piston pneumatique (5), et le piston hydraulique principal du maître-cylindre (11) comprenant un piston annulaire (13) coulissant de façon étanche dans un alésage (130) du maître-cylindre, et un piston interne (14) coulissant de façon étanche à l'intérieur du piston annulaire, caractérisé en ce que le disque de réaction (23) est en appui sur le piston annulaire (13), en ce que la cloison mobile (4) est en appui sur le piston interne (14) pour lui transmettre une seconde partie de la force d'assistance, en ce que le piston hydraulique principal (11) comprend, outre le piston annulaire (13) et le piston interne (14), un piston supplémentaire (10) susceptible de recevoir du piston interne une poussée propre à le faire coulisser dans l'alésage (130), en ce que les pistons annulaire, interne et supplémentaire définissent ensemble, à l'intérieur de l'alésage (130), un volume annulaire variable (15) qui se trouve relié à un circuit d'alimentation en liquide de freinage basse pression (502) aussi longtemps que le piston annulaire n'a pas dépassé une position de déclenchement de freinage, et en ce que des moyens de communication sont prévus pour n'établir, entre le volume annulaire (15) et la chambre hydraulique primaire (12), une communication permettant le passage de fluide de freinage, qu ' à la condition au moins que le piston supplémentaire (10) ne soit écarté du piston annulaire que d'une distance au plus égale à une longueur de valeur prédéterminée. 2. Dispositif de freinage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de communication comprennent - une portée creuse (53) solidaire du piston supplémentaire (10) et tournée vers la chambre hydraulique primaire (12), - un joint (52) coulissant sur cette portée creuse entre une face d 'appui 55 d ' une collerette (51) de diamètre extérieur (d) et une bague d'arrêt (54), toutes deux solidaires de la portée (53), et - une bague coulissante (50), coulissant dans l'alésage (130 ), dont une première extrémité 50a est en appui sur le piston annulaire et dont une seconde extrémité 50b de diamètre intérieur (D), supérieur au diamètre extérieur (d) de la collerette (51), est susceptible de venir en contact avec le joint (52) au delà de la face d'appui (55) de ladite collerette ouvrant ainsi ladite communication lorsque le piston supplémentaire n'est séparé du piston annulaire que d'une distance au plus égale à ladite longueur de valeur prédéterminée. 3. Dispositif de freinage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de communication comprennent un passage (170) réalisé dans le piston supplémentaire (10) et portant un siège (150) sélectivement obturé par un organe d'étanchéité commandé par un poussoir (155) susceptible de prendre appui sur le piston annulaire (13) pour libérer le siège lorsque le piston supplémentaire (10) n'est séparé du piston annulaire (13) que d'une distance au plus égale à ladite longueur de valeur prédéterminée . 4. Dispositif de freinage suivant revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de communication comprennent un passage constitué d'un orifice (500), ouvert dans la chambre hydraulique primaire (12), relié au circuit d'alimentation en liquide de freinage basse pression (502) et découvert lorsque la distance entre cylindre mobile creux (13) et piston hydraulique secondaire (14) est au plus égale à ladite longueur de valeur prédéterminée. 5. Dispositif de freinage suivant les revendications précédentes caractérisé en ce que le piston interne et le piston supplémentaire sont réalisés en au moins deux éléments.