Brevet FR2745542A1 — publié le 19970905

L'invention concerne une timonerie de frein re- liée d'un côté à une pédale de frein et de l'autre côté à un piston d'un maître-cylindre de frein, le déplacement du piston dans le maîtrecylindre générant une pression de freinage dans au moins une chambre de travail, ainsi qu'un maître-cylindre de frein comprenant un piston plon- geur sur lequel agit une timonerie de frein, un piston flottant disposé entre deux chambres de travail et constituant une séparation fluidique entre elles, chacune des deux chambres de travail débouchant dans un circuit de freinage principal, de type généralement connu dans les véhicules automobiles. Avec la construction habituelle des timoneries et maîtres-cylindres de frein, une liaison au moins à peu près sans jeu existe entre la pédale de frein et un pis- ton du maître-cylindre. Entre le déplacement de ce piston et la pression du liquide de frein dans les conduites de frein principales, existe une relation fixe. Ainsi est garanti que, dans tous les cas, le conducteur puisse gé- nérer une pression de freinage dans les conduites de frein principales par l'actionnement de la pédale de frein. Il est connu en outre, par exemple par le docu- ment DE 43 35 769 C1, de couper par des soupapes d'in- version la liaison fluidique établie par les conduites de frein principales entre un maître-cylindre et des cy- lindres de frein de roue. La pression de freinage néces- saire dans ces cylindres pour actionner les freins de roue, est générée dans ce cas par force extérieure, en particulier au moyen d'un plongeur, et commandée ou régu- lée par un dispositif de commande de pression de frei- nage. En raison de la fermeture des soupapes d'inver- sion, du fluide de frein ne peut pas s'échapper du maître-cylindre vers les cylindres de frein de roue, si bien que, sans course notable de la pédale de frein, une haute pression dans le maître-cylindre s'oppose immédiatement à l'actionnement de la pédale de frein. Celle-ci ne permet pas de courses et donne une impression de "dureté". De ce fait, le conducteur éprouve des difficultés pour doser l'actionnement du frein. Le but de l'invention est de perfectionner un système de freinage, ainsi exploité, de manière que lorsque le dispositif de commande de la pression de freinage fonctionne normalement, la pédale de frein puisse effectuer une course, même si les soupapes d'inversion sont fermées, et de manière que, par ailleurs, en cas de perturbations dans le fonctionnement du dispositif de commande de la pression de freinage, une pression de freinage puisse être générée de façon conventionnelle dans le maitre-cylindre et les cylindres de frein de roue par l'actionnement de la pédale de frein, avec tout au plus une faible course à vide de cette pédale. Conformément à l'invention, on obtient le résultat recherché en partant d'un maître-cylindre de frein comme celui indiqué au début, par le fait que la première chambre de travail, située entre le piston flottant et le piston plongeur, présente un canal de refoulement qui sort du maitre-cylindre et peut être fermé par une soupape commandée. Selon l'invention, un maitre-cylindre de frein possédant deux chambres de travail, dont la première est délimitée d'un côté par un piston plongeur sur lequel agit la timonerie de frein et de l'autre côté par un piston flottant formant la séparation avec la seconde chambre de travail, est pourvu d'un canal de refoulement qui mène de la première chambre de travail à l'extérieur du maitre_cylindre. Ce canal peut être fermé par une soupape commandée. D'après une exécution de l'invention, la soupape est installée dans la première chambre de travail du maitre-cylindre, o elle est notamment fixée sur une paroi latérale du maitre-cylindre. D'autres modalités de mise en oeuvre prévoient que la soupape commandée soit fermée par un déplacement du piston flottant dans la mesure o ce déplacement, allant au-delà d'une distance définie, produit une diminution du volume de la seconde chambre de travail du servofrein (maitre-cylindre), la soupape commandée étant maintenue ouverte à la position de repos inactivée du piston flottant et cette soupape étant fermée lorsque le piston flottant s'est déplacé au-delà d'une distance préfixée dans le sens produisant une diminution du volume de la seconde chambre de travail, la distance préfixée étant notamment un peu plus grande que la course à effectuer par le piston flottant pour recouvrir un orifice d'admission de liquide de frein à partir d'un réservoir dans la chambre de travail et couper ainsi cette liaison fluidique. Selon d'autres modalités d'exécution, il est avantageux que le canal de refoulement débouche dans un accumulateur de pression. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une première exécution d'un servofrein (maitre-cylindre) de l'invention; et - la figure 2 montre une seconde exécution semblable. Les figures 1 et 2 représentent deux exécutions, dont les structures diffèrent à peine, d'un maitre-cylindre de frein selon l'invention. Les deux figures montrent chacune la seule partie de la première chambre de travail du maitre-cylindre. Celui-ci peut par ailleurs avoir la même construction, par exemple, que le maitre-cylindre 9 montré par la figure 1 de la demande de brevet francais N' 96 14214 dont la présente demande est issue par division. On décrira d'abord la structure et le mode de fonctionnement communs aux executions des figures 1 et 2, leurs caractéristiques particulières seront expliquées ensuite. La première chambre de travail 51 du maitre-cylindre est délimitée par le piston flottant 52 et le piston plongeur 53 dans le corps 54 du maître-cylindre 50. L'effort de freinage exercé sur la pédale de frein est transmis au piston plongeur 53 par l'intermédiaire de la timonerie de frein 55. A la position de repos inactivée de la pédale de frein, la chambre de travail 51 est en liaison fluidique, par l'orifice d'admission 56, avec la tubulure de raccordement 57 et, au-delà de celle- ci, avec un réservoir de liquide de frein qui n'est pas représenté. Le maintien en position de repos définie des deux pistons 52, 53 est assuré par un ressort de rappel 58 prévu entre eux. La première chambre de travail présente en outre deux liaisons fluidiques sortant du maitre- cylindre 50. Il s'agit d'une part de la conduite de frein principale 59 et d'autre part d'un canal de refoulement 512. La conduite 59 peut être fermée par une soupape d'inversion 510 commandée par le dispositif de commande 511. Le canal de refoulement peut être fermé par une soupape commandée qui sera seulement décrite par la suite. Le canal de refoulement 512 est en liaison fluidique avec un accumulateur de pression 513. Lors d'un actionnement du frein en situation normale, le piston plongeur 53 et le piston flottant 52 se déplacent tout d'abord jusqu'à ce que l'orifice d'admission 56 de la première chambre de travail et l'orifice d'admission - qui n'est pas représenté - de la seconde ---------------------- chambre de travail soient obturés par les pistons respec- tifs. La conduite de frein principale 59 est fermée par la soupape d'inversion (soupape d'arrêt) 510. Une opération semblable se déroule sur la seconde chambre de travail, non représentée. Dans cette situation, du li- quide de frein peut seulement s'échapper du maître-cy- lindre 50 à travers le canal de refoulement 512. Le li- quide s'échappant ainsi entre dans l'accumulateur de pression 513. La pression croissante dans cet accumula- teur s'oppose à l'effort d'actionnement de la pédale de frein par le conducteur. Le piston plongeur 55 peut se déplacer davantage dans le sens d'une diminution du vo- lume de la première chambre de travail 51. La timonerie de frein 55, qui est au moins à peu près rigide à la com- pression, peut effectuer une course de pédale. Une rela- tion fixe existe entre cette course et l'effort d'action- nement de la pédale de frein nécessaire pour l'obtenir. Si la caractéristique "volume accumulé en fonction de la pression" de l'accumulateur de pression 513 est appro- priée, il est possible de produire au moins approximati- vement la même caractéristique "course en fonction de l'effort" que celle obtenue en cas de refoulement de li- quide de frein à partir du maître-cylindre dans les cy- lindres de frein de roue. Une pression de freinage est appliquée par le dispositif de freinage assisté aux cy- lindres de frein de roue. Par contre, en présence d'un dysfonctionnement du dispositif de freinage assisté, les soupapes d'in- version 510 ne sont pas fermées. Après que les orifices d'admission 56 aientété fermés, du liquide de frein peut être refoulé à partir des deux chambres de travail du maître-cylindre dans les cylindres de frein de roue. Au plus tard peu de temps après que l'orifice d'admission 56 concerné aitétéfermé par le piston plongeur 53 ou le pis- ton flottant 52, la soupape commandée du canal de refou- lement 512 doit être fermée aussi. Du liquide de frein peut seulement s'échapper de la première chambre de tra- vail à travers la conduite de frein principale 59 et une pression de freinage est établie de façon conventionnelle dans les freins de roue. La partie suivante de la description concerne les caractéristiques spécifiques des exécutions selon les figures 1 et 2. D'après l'exécution montrée par la figure t, la soupape commandée du canal de refoulement 512 est une soupape 520 commandée mécaniquement. Dans un corps de soupape 521 entourant une chambre de soupape 526, elle contient un ressort de fermeture 522 qui agit sur un poussoir de soupape 523 traversant le corps 521 - de manière qu'une bague d'étanchéité 524, formée sur le poussoir 523, ferme de façon étanche au fluide la seule liaison fluidique 525 entre la première chambre de tra- vail 51 et la chambre de soupape 526 lorsque le poussoir 523 n'est pas commandé comme décrit ci-après. Le canal de refoulement 512 s'ouvre dans la chambre de soupape 526. En position inactivée de la pédale de frein, le piston flottant 52 repousse le poussoir 523, contre la force du ressort de fermeture 522, sur une distance telle qu'une liaison fluidique est établie entre la chambre 526 de la soupape et la première chambre de travail 51. Du liquide de frein peut ainsi s échapper de la première chambre de travail vers l'accumulateur de pression 513 à travers le canal de refoulement 512. Lors d'un actionnement de la pédale de frein, le piston flottant 52 s'écarte de la soupape 520. En situation normale, cet écartement se pour- suit jusqu'à ce que l'orifice d'admission de la seconde chambre de travail soit obturé par le piston flottant 52. Ce piston est ensuite immobilisé puisque du liquide de frein ne peut plus s'échapper de la seconde chambre de travail en raison de la fermeture de la conduite de frein principale par une soupape d'inversion. Dans cette position aussi, le piston flottant 52 exerce une telle pression sur le poussoir de soupape 523 que la liaison fluidique 525 entre la première chambre de travail 51 et la chambre de soupape 526 est établie. A la survenue d'un dysfonctionnement, la sou- pape d'inversion de la seconde chambre de travail n'est pas fermée, si bien que le piston flottant s'éloigne davantage de la soupape 520. Après une petite course (inférieure à un millimètre) consécutive à la dis- tance qu'il a couverte après l'obturation de l'orifice d'admission, le piston flottant 52 s'écarte du poussoir 523, avec le résultat que la bague d'étanchéité 524 ferme la liaison fluidique 525 entre la chambre de soupape 526 et la première chambre de travail 51. De ce fait, du li- quide de frein ne peut plus s'échapper de la première chambre de travail 51 à travers le canal de refoulement 512. Une pression de freinage est donc établie selon le mode de fonctionnement conventionnel d'un maître-cy- lindre. Cette pression de freinage est transmise par les conduites de frein principales 59 dans les freins de roue. D'après l'exécution montrée par la figure 2, la soupape commandée du canal de refoulement 512 est consti- tuée par une électrovanne 61 pilotée par le dispositif de commande 511. En position inactivée, l'électrovanne ferme la liaison fluidique entre le canal de refoulement 512 et l'accumulateur de pression 513. Dès que le frein est ac- tionné, ce qui peut être détecté par exemple par la posi- tion de l'interrupteur d'éclairage stop, il est vérifié si le système de freinage assisté ou les soupapes d'in- version présentent un dysfonctionnement. Si tel est le cas, la vanne 61 et les soupapes d'inversion 510 restent inactivées et l'établissement d'une pression de freinage dans les cylindres de frein de roue s'effectue de façon conventionnelle par l'intermédiaire du maître-cylindre. Dans le cas contraire, les soupapes d 'inversion 510 et la vanne 61 sont actionnées. Une liaison fluidique entre l'accumulateur de pression 513 et la première chambre de travail 51 est établie. Du liquide de frein peut donc s'échapper de la manière désirée de la chambre de travail et la pédale de frein peut être autori- sée - du fait que le piston plongeur 53 continue à pou- voir être déplacé - à effectuer une course de pédale. Dans le cas de cette exécution, la soupape commandée, c'est-à-dire l'électrovanne 61, est fermée à l'état non actionné du frein et est amenée, lors d'un actionnement du frein, à une position d'ouverture du canal de refoule- ment dès que le dispositif de commande génère un signal représentant le fonctionnement non perturbé d'un système de freinage actionné par force extérieure. De plus, comme dans le cas de l'exécution montrée par la figurej, le canal de refoulement 512 est disposé en dehors de la zone de mouvement du piston plongeur 53 et du piston flottant 52 éventuellement utilisée au cours d'un actionnement du frein. Selon une exécution offrant une sûreté de fonc- tionnement particulièrement grande, la soupape d'inver- sion 510 et l'électrovanne 61 peuvent être rassemblées en un distributeur à quatre voies et deux positions. Dans une position de ce distributeur, la liaison fluidique entre la première chambre de travail 51 et les cylindres de frein de roue serait ouverte et la liaison fluidique entre la chambre de travail 51 et l'accumulateur de pres- sion 513 serait fermée, tandis que, dans la seconde posi- tion, la liaison entre la première chambre de travail 51 et les cylindres de frein de roue serait fermée et la liaison entre la chambre de travail 51 et l'accumulateur de pression 513 serait ouverte. Revendicatins. 1 - Maître-cylindre de frein comprenant un pis- ton plongeur sur lequel agit une timonerie de frein, un piston flottant disposé entre deux chambres de travail et constituant une séparation fluidique entre elles, chacune des deux chambres de travail débouchant dans un circuit de freinage principal, caractérisé en ce que la première chambre de travail (51), située entre le piston flottant (52) et le piston plongeur (53), présente un canal de re- foulement (512) qui sort du maître-cylindre (50) et peut être fermé par une soupape commandée (520; 61). 2. Maître-cylindre de frein selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la soupape (61) du canal de refoulement (512) est commandée par un dispositif de commande (511). 3. Maître-cylindre de frein selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que la soupape commandée (61) est fermée à l'état inactivé du frein et est amenée, lors d'un actionnement du frein, à une position d'ouver- ture du canal de refoulement (512) dès que le dispositif de commande (511) génère un signal représentant le fonc- tionnement non perturbé d'un système de freinage actionné par force extérieure. 4. Maitre-cylindre de frein selon la revendi- cation 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le canal de refoulement (512) est agencé à l'extérieur de la zone de mouvement du piston plongeur (53) et du piston flottant (52) éventuellement utilisée au cours d'un actionnement du frein. 5. Maitre-cylindre de frein selon une des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce que la soupape commandée est installée dans la première chambre de tra- vail (51) et fixée sur une paroi latérale du maître-cy- lindre (50). Maltre-cylindre de frein selon la revendi- cation 5, caractérisé en ce que les changements de posi- tion de la soupape commandée (520) sont produits par un déplacement du piston flottant (52) dans le maître-cy- lindre (50), la soupape étant maintenue ouverte à la po- sition de repos inactivée du piston flottant et la sou- pape étant fermée lorsque ce piston s'est déplacé au-delà d'une distance préfixée dans un sens produisant la diminution du volume de la seconde chambre de travail. 7. Maître-cylindre de frein selon la revendi- cation 6, caractérisé en ce que la distance préfixée est un peu plus grande que la course à effectuer par le pis- ton flottant (52) pour recouvrir un orifice (56) d'admis- sion de liquide de frein à partir d'un réservoir dans la chambre de travail et couper ainsi cette liaison flui- dique. 8. Maître-cylindre de frein selon une des re- vendications i à 7, caractérisé en ce que le canal de refoulement (512) débouche dans un accumulateur de pres- sion (513).