Brevet FR2794091A1 — publié le 20001201

La présente invention concerne les systèmes de freinage pour véhi cules automobiles et se rapporte plus particulièrement aux conditions de freinage d'urgence. Les systèmes de freinage comportent généralement un maître cylindre qui, par l'intermédiaire de conduits appropriés transmet la pression du fluide d'actionnement des freins d'un véhicule lors de l'actionnement d'une pédale de frein. Entre le maître cylindre et la pédale de frein est interposé un amplifi cateur de freinage à dépression. Un tel système qui donne pleine satisfaction à l'utilisateur lors d'un freinage normal devient quelquefois insuffisant quand en présence d'un obstacle inattendu sur la chaussée, le conducteur doit effectuer un freinage d'urgence. On connaît des amplificateurs de freinage à dépression qui compor tent une enceinte séparée par une membrane en une chambre avant pouvant être reliée à une source de dépression et une chambre arrière, un piston lié à la membrane et déplaçable axialement par rapport à l'enceinte, un plongeur monté déplaçable axialement dans le piston et lié à une tige de commande reliée à une pédale de frein, un premier ensemble de clapets coopérant avec des sièges pré vus sur le piston et sur le plongeur et destiné lors d'une course de freinage nor mal de la tige de commande, à appliquer une différence de pression entre la chambre arrière et la chambre avant de l'enceinte par mise à la pression atmo sphérique de la chambre arrière afin d'amplifier l'effort de freinage transmis par un poussoir au maître cylindre et un second ensemble d'au moins un clapet dé- calé axialement par rapport au premier ensemble de clapets et lié au déplace ment de la tige de commande, ledit second ensemble d'au moins un clapet étant destiné, lors d'une course de freinage intense de la tige de commande, à accroî tre la vitesse de mise à la pression atmosphérique de la chambre arrière de l'en ceinte. Un tel agencement connu présente un temps de réponse qui peut s'avérer trop long dans certains cas de freinage d'urgence en présence d'un danger imminent. L'invention vise un perfectionnement des amplificateurs de freinage à dépression du type précité en créant un amplificateur à temps de réaction très rapide en réponse à une commande de freinage d'urgence. Elle a donc pour objet un amplificateur de freinage à dépression du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que ledit second ensemble d'au moins un clapet comporte au moins un siège porté par une masse d'inertie déplaçable axialement, reliée au piston par un organe élastique taré de déplacement de la masse d'inertie avec retard par rapport au déplacement du clapet du second en semble d'au moins un clapet, ce retard de déplacement provoquant en début de course, une forte ouverture du second ensemble d'au moins un clapet. Suivant d'autres caractéristiques : - l'amplificateur de freinage du type défini ci-dessus, dont le premier ensemble de clapets comporte un clapet coopérant avec des sièges portés res pectivement par le piston moteur et par le plongeur, ledit clapet étant porté par un manchon coaxial à la tige de commande, est caractérisé en ce que ledit man chon comporte à son extrémité opposée au clapet, un logement pour une pièce annulaire rigide, formant avec le logement, un clapet du second ensemble de clapets, ladite pièce rigide coopérant avec des saillies de la tige de commande pour assurer dans le cas d'un déplacement axial de la tige de commande, né cessité par un freinage d'urgence, l'entraînement axial du clapet du second en semble d'au moins un clapet à l'encontre d'un ressort précontraint, le clapet dudit second ensemble de clapet coopérant avec un siège annulaire porté par une masse d'inertie entourant la tige de commande, - ledit logement comporte une portion tronconique qui, avec une por tion tronconique correspondante de la pièce annulaire rigide forme le clapet dudit second ensemble d'au moins un clapet, - la masse d'inertie est reliée au piston moteur par un ressort hélicoï dal disposé entre le piston moteur et un épaulement de ladite masse d'inertie, - le déplacement axial de la masse d'inertie dans le sens de l'ouver ture du second ensemble d'au moins un clapet est limité par une butée portée par le piston moteur, - l'amplificateur de freinage du type défini ci-dessus dont le premier ensemble de clapets comporte un clapet coopérant avec des sièges portés res pectivement par le piston moteur et par le plongeur, ledit clapet étant porté par un manchon coaxial à la tige de commande, est caractérisé en ce que le man chon comporte à son extrémité opposée du clapet, une collerette d'extrémité, en contact avec la paroi intérieure d'un alésage axial du piston moteur, et délimitant avec le manchon et la paroi intérieure du piston moteur, une chambre en com munication avec la chambre arrière du boîtier et en ce qu'à l'intérieur de la chambre est montée une masse d'inertie de forme annulaire coaxiale à la tige de commande et comportant au moins une branche axiale portant à son extrémité libre un siège coopérant avec la collerette du manchon, et formant avec celle-ci ledit second ensemble d'au moins un clapet, la collerette comportant un trou tra versé par ladite branche et mettant en communication l'extérieur du dispositif avec la chambre par l'intermédiaire d'une petite chambre qui débouche dans la dite chambre par un passage se trouvant en regard d'un piston annulaire dépla- çable dans ladite chambre appliqué contre la collerette par un ressort précon traint, ledit piston formant clapet d'obturation pour au moins un orifice additionnel d'entrée d'air, - ledit passage de liaison de la chambre avec la petite chambre est en forme de haricot, - la masse d'inertie comporte deux branches axiales diamétralement opposées portant chacune un siège coopérant avec la collerette du manchon, lesdites branches axiales traversant respectivement des trous de mise en com munication de l'extérieur du dispositif avec la chambre par l'intermédiaire de pe tites chambres diamétralement opposées, qui débouchent dans ladite chambre par des passages diamétralement opposés en forme de haricot, - la masse d'inertie est reliée à la paroi interne du piston moteur par un ressort taré disposé entre la collerette et un épaulement de la masse d'inertie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - - la -Fig.1 est une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation du dispositif de freinage suivant l'invention; - la Fig.2 est une vue analogue à la Fig.1 montrant le dispositif de frei nage à l'état de freinage d'urgence; - la Fig.3 est une vue schématique analogue à celle de la Fig.1, prise suivant la ligne 3-3 de la Fig.4, montrant un autre mode de réalisation du dispo sitif suivant l'invention; et - la Fig.4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig.3. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un amplificateur de freinage à dépression comprenant une enceinte ou boîtier 1 dans laquelle est disposée une membrane 2 définissant une chambre avant 4 et une chambre ar rière 6. La chambre avant 4 est reliée à une source de dépression non repré sentée. Un piston moteur 8 est monté dans le boîtier 1 et comporte une partie 10 cylindrique qui s'étend vers l'arrière du boîtier 1. Un plongeur 12 est monté dans un alésage axial 14 du piston. Le pis ton moteur 8 est déplaçable par rapport au boîtier 1 en direction axiale. Le plongeur 12 est déplaçable par rapport au piston moteur 8 dans la même direction axiale. Ses déplacements relatifs sont limités par une clavette 16 qui traverse une ouverture transversale 18 ménagée dans le piston 8 et qui coo père avec un épaulement 19 du boîtier 1. La clavette 16 est fixée au plongeur 12 auquel elle permet un dépla cement axial par rapport au piston moteur 8 limité par la dimension axiale de l'ouverture transversale 18 ménagée dans ledit piston. La membrane 2 comporte une lèvre intérieure 20 par laquelle elle est fixée de manière étanche au piston 8. Le plongeur 12 est fixé à une extrémité d'une tige de commande 22 liée à la pédale de frein (non représentée) d'un véhicule à moteur. A son extrémité opposée à la tige de commande, le plongeur 12 coo père avec un disque de réaction 23 qui coopère lui-même avec un poussoir 24, qui traverse le boîtier 1 et peut être relié au piston d'un maître cylindre (non re présenté) du système de freinage. Un premier ensemble de clapets 28 associé au piston moteur 8 et au plongeur 12 est destiné soit à relier la chambre arrière 6 avec la chambre avant 4, soit à isoler-la chambre arrière, soit encore à relier la chambre arrière 6 à la pression atmosphérique. L'ensemble de clapets 28 est disposé dans la partie cylindrique 10 du piston moteur 8. Il comprend un siège annulaire formé de deux lèvres 30,31 portées par le fond 32 d'un alésage axial 33 du piston moteur 8 dans lequel est déplaça- ble axialement la tige de commande 22 avec le plongeur 12 fixé à son extrémité. Le plongeur 12 est monté dans l'alésage axial 14 du piston avec un jeu 34 assu- rant la mise en communication de l'intérieur du piston 8 qui se trouve à la pres sion atmosphérique, avec la chambre avant 4 du boîtier 1. Le plongeur 12 comporte à son extrémité voisine du fond 32 de l'alé sage 33 du piston 8, un siège annulaire 35 coaxial au siège 30,31 et disposé ra- dialement à l'intérieur de celui-ci. Avec les sièges 30,31 et 35 coopère un clapet annulaire 36 porté par un manchon 37 coaxial à la tige de commande 22 et comportant à son extrémité opposée au clapet 36, un logement 38 pour une pièce annulaire rigide par exemple en matière plastique 39 coopérant avec des saillies 40 prévues sur la tige de commande 22 pour assurer dans le cas d'un déplacement axial de la tige de commande 22 nécessité par un freinage d'urgence, l'entraînement axial de la pièce annulaire 39 à l'encontre de l'action d'un ressort précontraint 41 entourant le manchon 37. Les surfaces extérieures du manchon 37, du clapet 36 et du logement 38, définissent avec la paroi, de l'alésage axial 33 du piston moteur qui les en toure une chambre annulaire 42 qui est en communication avec la chambre ar rière 6 du boîtier 1 par un passage axial 43 ménagé dans le fond 32 de l'alésage 33 et situé radialement à l'extérieur du siège 30,31. Le logement 38 comporte une portion tronconique 45 qui avec une portion tronconique correspondante de la pièce annulaire rigide 39, forme un clapet pour un second ensemble de clapet 46 destiné à intervenir dans les cas de freinage d'urgence. Le second ensemble de clapet 46 comporte en outre un siège annu laire 47 porté par une masse d'inertie 48 entourant la tige de commande 22 et déplaçable axialement dans l'alésage axial 33 du piston moteur 8 au moyen d'un organe élastique 49 formé par un ressort hélicoïdal taré disposé entre la paroi intérieure de l'alésage 33 du piston 8 et un épaulement 50 de la masse d'inertie 48. Le déplacement axial de la masse d'inertie 48 dans le sens de l'ou verture du second ensemble de clapet 46 est limité par une butée 52 portée par la paroi intérieure de l'alésage 33. Le fonctionnement de l'agencement qui vient d'être décrit est le sui vant. En fonctionnement de freinage normal, l'amplificateur de freinage se trouve dans l'état représenté à la Fig.l. Le premier ensemble de clapet actionné par la tige de commande agit de façon habituelle, soit pour établir une différence de pression dans les cham bres avant et arrière 4,6 du boîtier 1 et permette ainsi l'amplification de la force de freinage exercée par le poussoir 24 sur le maître cylindre, soit pour égaliser la pression dans les deux chambres pour interrompre l'effort de freinage. La vitesse des changements d'état dans les chambres avant et arrière 4 et 6 est déterminée par la section du passage annulaire 34. Bien entendu, au cours du fonctionnement normal, le second ensem ble de clapet 46 reste inopérant car le clapet 45 en raison de la faible course de la tige de commande 22 pour actionner le système de clapet 28 associé au pis ton moteur 8 et au plongeur 12, et du fait que le siège 47 porté par la masse d'inertie 48, suit le déplacement du clapet 45, reste en contact avec le siège 47 porté par la masse d'inertie 48 de sorte que la chambre 42 reste isolée de la pression atmosphérique. Lors d'une opération de freinage d'urgence, l'amplificateur de freinage se trouve dans l'état représenté à la Fig.2. Un déplacement axial brusque de la tige de commande 22 sur une course telle que ses saillies 40 entrent en contact avec la pièce annulaire 39 et la partie tronconique 45 de l'enveloppe 38 provoque un déplacement également brusque du clapet 45 par rapport à son siège 47 porté par la masse d'inertie 48 dont le ressort 49 est taré pour déplacer la masse d'inertie 48 avec un retard ap proprié par rapport au déplacement du clapet 45. Il y a donc, comme représenté à la figure 2, ouverture du clapet 45 et mise en communication brusque avec l'atmosphère de la chambre arrière 6 du boîtier 1 de l'amplificateur par l'intermédiaire de la chambre 42 et du passage axial 43. Tout se passe comme si l'ensemble de clapet 46 ouvert et le passage 43 constituaient une voie supplémentaire non négligeable pour l'entrée de l'air à pression atmosphérique dans la chambre arrière 6. Cette mise en communication provoque un accroissement brusque de la différence de pression entre la chambre avant 4 reliée à une source de dé- pression et la chambre arrière 6 mise à la pression atmosphérique et donc une forte amplification de la force de freinage exercée sur le poussoir 24. Le siège 47 porté par la masse d'inertie 48 est alors déplacé par le ressort taré 49 vers le clapet 45, soit jusqu'à ce que le contact soit à nouveau établi, soit jusqu'à ce que la butée 52 arrête la course de la masse d'inertie au quel cas, le clapet 45 reste ouvert jusqu'à la suppression de l'effort de freinage sur la tige de commande. Le dispositif d'amplification de freinage à dépression représenté à la figure 3 diffère de celui décrit en référence aux figures 1 et 2 par la construction du second ensemble de clapets. Les parties de ce second dispositif qui sont semblables à celles du dispositif des figures 1 et 2 portent les mêmes numéros de référence. Le second ensemble de clapets est monté à l'extrémité du manchon 37 qui porte le clapet 36 du premier ensemble de clapets 28. Il comporte une collerette d'extrémité 60 en contact avec la paroi intérieure de l'alésage axial 33 du piston moteur 8. La collerette 60 délimite avec le manchon 37 et la paroi intérieure du piston moteur 8, la chambre 42 en communication avec la chambre arrière 6 du boîtier 1 par le passage axial 43. A l'intérieur de la chambre 42 est montée déplaçable une masse d'inertie 62 de forme annulaire, coaxiale à la tige de commande 22 et comportant des branches axiales 63 diamétralement opposées (Fig.4) portant chacune à son extrémité libre un siège 64 de petit clapet. Le siège 64 coopère avec la collerette 60 du manchon 37. A cet effet, chaque branche 63 traverse un trou 65 ménagé dans la collerette 60 qui joue le rôle d'organe obturateur coopérant avec les sièges tels que le siège 64. Chaque trou 65 met en communication l'extérieur du dispositif avec la chambre 42 par l'intermédiaire d'une petite chambre 66 qui débouche dans la chambre 42 par un passage 67 en forme de haricot comme représenté sur la figure 4 et se trouve en regard de la face d'un piston annulaire 68 déplaçable dans la chambre 42, appliqué contre la collerette 60 par un ressort précontraint 69, ledit piston formant clapet d'obturation pour des orifices additionnels 70 d'en trée d'air. La masse d'inertie 62 est sollicitée par un ressort taré 71 disposé en tre la collerette 60 et un épaulement 72 de ladite masse d'inertie. Dans le cas d'un déplacement brusque de la tige de commande 22 par rapport au piston moteur 8 en vue d'un freinage d'urgence, le déplacement du manchon 37 par rapport à la masse d'inertie 62 entraîne l'ouverture des petits clapets 60,64, ce qui met en communication avec la pression atmosphérique les deux petites chambres 66 qui débouchent dans la chambre 42 par les passages 67 en forme d'haricot, provoquant ainsi le déplacement axial du piston 68 à l'en contre du ressort précontraint 69 et l'ouverture des deux gros orifices addition nels 70 d'entrée d'air. Ainsi on obtient une mise en communication rapide de la pression at mosphérique de la chambre arrière 6 du boîtier 1 par l'intermédiaire de la cham bre 42 et du passage axial 43. La fermeture du second ensemble de clapets est assurée par la ré gularisation des pressions. Dès que la pression dans la chambre de clapet s'approche de la pres sion atmosphérique, le ressort de clapet 69 remet le piston 68 en position de fermeture des orifices 70. Les deux clapet formés par le piston 68 et les orifices additionnels 70 ont une section de l'ordre de 0,5 cm' à 1,0 cm', ce qui correspond à un diamètre des ouvertures 70 compris entre 6 et 8 mm. Lors des déplacements du manchon 37 provoqués par un freinage normal, la masse d'inertie 62 sous l'action de son ressort 71 suit les déplace ments du manchon 37 et les sièges 64 restent en contact avec la collerette 60, de sorte que les clapets 60,64 restent fermés. REVENDICATIONS 1. Amplificateur de freinage de dépression comportant une enceinte (1) séparée par une membrane (2) en une chambre avant (4) pouvant être reliée à une source de dépression et une chambre arrière (6), un piston (8) lié à la membrane (2) et déplaçable axialement par rapport à l'enceinte (1), un plongeur (12) monté déplaçable axialement dans le piston et lié à une tige de commande (22) reliée à une pédale de frein, un premier ensemble de clapets (28) coopérant avec des sièges prévus sur le piston (8) et sur le plongeur (12) et destiné lors d'une course de freinage normal de la tige de commande (22), à appliquer une différence de pression entre la chambre arrière (6) et la chambre avant (4) de l'enceinte (1) par mise à la pression atmosphérique de la chambre arrière (6) afin d'amplifier l'effort de freinage transmis par un poussoir (24) au maître cylindre et un second ensemble d'au moins un clapet (46;60,64) décalé axialement par rap port au premier ensemble de clapets (28) et lié au déplacement de la tige de commande (22), ledit second ensemble d'au moins un clapet (46;60,64) étant destiné, lors d'une course de freinage intense de la tige de commande (22), à accroître la vitesse de mise à la pression atmosphérique de la chambre arrière (6) de l'enceinte, caractérisé en ce que ledit second ensemble d'au moins un clapet (46;60,64) comporte au moins un siège (47;64) porté par une masse d'inertie déplaçable axialement, reliée au piston (8) par un organe élastique taré de déplacement de la masse d'inertie avec retard par rapport au déplacement du clapet du second ensemble d'au moins un clapet (46,60,64), ce retard de dépla cement provoquant en début de course, une forte ouverture du second ensemble d'au moins un clapet. 2. Amplificateur de freinage suivant la revendication 1, dont le premier ensemble de clapets (28) comporte un clapet (36) coopérant avec des sièges (30,31,35) portés respectivement par le piston moteur (8) et par le plongeur (12), ledit clapet (36) étant porté par un manchon (37) coaxial à la tige de commande, caractérisé en ce que ledit manchon (37) comporte à son extrémité opposée au clapet, un logement (38) pour une pièce annulaire Mgide (39), formant avec le logement (38), un clapet du second ensemble d'au moins un clapet (46), ladite pièce rigide (39) coopérant avec des saillies (40) de la tige de commande (22) pour assurer dans le cas d'un déplacement axial de la tige de commande (22), nécessité par un freinage d'urgence, l'entraînement axial du clapet du second ensemble d'au moins un clapet (46) à l'encontre d'un ressort précontraint (41), le clapet dudit second ensemble d'au moins un clapet (46) coopérant avec un siège annulaire (47) porté par une masse d'inertie (48) entourant la tige de commande (22). 3. Amplificateur de freinage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit logement (38) comporte une portion tronconique (45) qui, avec une portion tronconique correspondante de la pièce annulaire rigide (39) forme le clapet dudit second ensemble d'au moins un clapet (46). 4. Amplificateur de freinage suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la masse d'inertie (48) est reliée au piston (8) par un res sort hélicoïdal disposé entre le piston moteur (8) et un épaulement (50) de ladite masse d'inertie (48). 5. Amplificateur de freinage suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le déplacement axial de la masse d'inertie (48) dans le sens de l'ouverture du second ensemble d'au moins un clapet (46) est limité par une butée (52) portée par le piston moteur (8). 6. Amplificateur de freinage suivant la revendication 1, dont le premier ensemble de clapets (28) comporte un clapet (36) coopérant avec des sièges (30,31,35) portés respectivement par le piston moteur (8) et par le plongeur (1 2), ledit clapet (36) étant porté par un manchon (37) coaxial à la tige de commande (22), caractérisé en ce que le manchon (37) comporte à son extrémité opposée au clapet (36), une collerette d'extrémité (60), en contact avec la paroi intérieure de l'alésage axial (33) du piston moteur (8), et délimitant avec le manchon (37) et la paroi intérieure du piston moteur (8), une chambre (42) en communication avec la chambre arrière (6) du boîtier (1) et en ce qu'à l'intérieur de la chambre (42) est montée une masse d'inertie de forme annulaire coaxiale à la tige de commande (22) et comportant au moins une branche axiale (63) portant à son extrémité libre un siège (64) coopérant avec la collerette (60) du manchon (37), et formant avec celui-ci ledit second ensemble d'au moins un clapet, la collerette (60) comportant un trou (65) traversé par ladite branche (63) et mettant en com munication l'extérieur du dispositif avec la chambre (42) par l'intermédiaire d'une petite chambre (66) qui débouche dans ladite chambre (42) par un passage (67) se trouvant en regard d'un piston annulaire (68) déplaçable dans ladite chambre (42) appliqué contre la collerette (60) par un ressort précontraint (69), ledit piston annulaire (68) formant clapet d'obturation pour au moins un orifice additionnel d'entrée d'air (70). 7.Amplificateur de freinage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit passage (67) de liaison de la chambre (42) avec la petite chambre (66) est en forme de haricot. 8. Amplificateur de freinage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la masse d'inertie (48) comporte deux branches axiales (63) diamétrale ment opposées portant chacune un siège (64) coopérant avec la collerette (60) du manchon (37), lesdites branches axiales (63) traversant respectivement des trous (65) de mise en communication de l'extérieur du dispositif avec la chambre (42) par l'intermédiaire de petites chambres (66) diamétralement opposées, qui débouchent dans ladite chambre (42) par des passages (67) diamétralement op posés en forme de haricot. 9. Amplificateur de freinage suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la masse d'inertie (62) est reliée à la paroi interne du pis ton moteur (8) par un ressort taré (71) disposé entre la collerette (60) et un épaulement (72) de la masse d'inertie.