Brevet FR2896748A1 — publié le 20070803

L'invention concerne un dispositif de freinage pour véhicule automobile, comprenant un amplificateur de frein incluant une chambre à basse pression reliée à une pompe à vide par une conduite. Dans un tel dispositif de freinage dit assisté, l'amplificateur de frein amplifie l'effort de freinage exercé par le conducteur du véhicule sur une pédale de frein de ce véhicule. Un tel amplificateur de frein comprend un boîtier renfermant une membrane séparant ce boîtier en une chambre dite basse pression et une chambre dite haute pression qui contiennent toutes deux de l'air. L'amplificateur de frein comprend également une tige de poussée liée en mouvement à la pédale de frein et à la membrane. Cette tige de poussée est liée en mouvement à un piston agissant sur un circuit hydraulique pour le mettre en pression lorsqu'elle est sollicitée. L'effort exercé sur cette tige de poussée correspond à l'effort de freinage. L'amplificateur de frein comprend encore une valve à trois voies gérant la pression dans les deux chambres séparées par la membrane. L'amplification du freinage est obtenue en établissant, au moyen de la valve à trois voies, une différence de pression entre les chambres haute et basse pression lorsque la pédale de frein est sollicitée par le conducteur. La différence de pression entre les chambres haute et basse pression se traduit alors par un effort appliqué par la membrane à la tige de poussée, et qui constitue l'assistance au freinage. A titre d'ordre de grandeur, lorsque la pédale de frein est sollicitée, la chambre à basse pression est à une pression située entre 850 et 950 millibar, et la chambre à haute pression est à la pression atmosphérique. Dans ce type de dispositif, la pompe à vide est reliée à la chambre à basse pression par une conduite, et elle fonctionne de façon permanente pour que l'assistance au freinage soit continûment disponible. Lorsque le frein n'est pas sollicité, les chambres haute et basse pression sont à la basse pression issue de la pompe à vide. Lorsque la pédale est sollicitée, la valve à trois voies met la chambre à haute pression en communication avec la pression atmosphérique pour établir la différence de pression permettant de produire l'effet d'assistance au freinage. Généralement, cette pompe à vide est en service dès que le moteur thermique du véhicule fonctionne, et elle est arrêtée dès que ce moteur est éteint. Or il arrive que cette pompe à vide ne soit pas complètement étanche, de sorte qu'après arrêt du moteur thermique, la pression atmosphérique s'établit dans le carter de cette pompe à vide. La pression de la pompe à vide augmente alors progressivement jusqu'à la pression atmosphérique, alors que la chambre basse pression de l'amplificateur de frein est à une pression très inférieure à la pression atmosphérique. Cette situation, provoque une circulation d'air dans la conduite reliant la pompe à vide à l'amplificateur de frein, cette circulation se produisant depuis la pompe à vide vers l'amplificateur de frein. Il en résulte que de l'huile de lubrification présente dans la pompe à vide transite vers l'amplificateur de frein, via la conduite et la chambre à basse pression en étant aspirée par cette circulation d'air. Comme l'amplificateur de freinage n'est pas compatible avec l'huile de lubrification, qui est par exemple une huile moteur, il se détériore très rapidement, ce qui engendre une perte d'assistance de freinage préjudiciable à la sécurité. Le but de l'invention est de remédier à cet 35 inconvénient. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de freinage pour véhicule automobile, comprenant un amplificateur de frein incluant une chambre à basse pression d'air reliée à une pompe à vide par une conduite à circulation d'air, dans lequel la conduite est équipée d'un organe d'obturation pouvant être dans un état passant pour mettre en communication la chambre basse pression avec la pompe à vide, ou obturé pour isoler la chambre à basse pression de la pompe à vide, cet organe étant obturé lorsque la pompe à vide est à une pression supérieure à la pression de la chambre à basse pression. La mise en oeuvre de cet organe d'obturation, permet d'éviter la circulation d'huile depuis la pompe à vide jusqu'à la chambre à basse pression, en particulier suite à l'arrêt d'une pompe à vide présentant un défaut d'étanchéité. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel l'organe d'obturation assure la mise en communication de la pompe à vide avec la pression atmosphérique lorsqu'il est dans l'état dit obturé. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel l'organe d'obturation comprend un ajutage de mise en communication la pompe à vide avec la pression atmosphérique, cet ajutage introduisant des pertes de charge supérieures aux pertes de charge introduites par la conduite. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel l'organe d'obturation est un clapet à trois voies comprenant une enceinte pourvue d'une première ouverture reliée à une première partie de la conduite qui est connectée à la chambre basse pression, d'une seconde ouverture reliée à une seconde partie de la conduite qui est connectée à la pompe à vide, et d'une troisième ouverture reliée à la pression atmosphérique, cette enceinte renfermant un clapet mobile entre une position d'obturation dans laquelle il est en appui sur la première ouverture et une position passante dans laquelle il est espacé de cette première ouverture. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel l'organe d'obturation comprend un élément élastique exerçant sur le clapet un effort tendant à maintenir ce clapet en appui sur la première ouverture. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel l'organe d'obturation ferme la mise en communication de la pompe à vide avec la pression atmosphérique. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel en position passante de l'organe d'obturation, le clapet mobile est en appui contre la troisième ouverture pour la fermer. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une représentation schématique du dispositif selon l'invention avant mise en service de la pompe à vide ; La figure 2 est une représentation schématique d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention lorsque la pompe à vide fonctionne ; La figure 3 est une représentation schématique du dispositif selon l'invention lorsque la pompe à vide vient d'être arrêtée ; La figure 4 est une représentation schématique d'un 30 second mode de réalisation de l'invention lorsque la pompe à vide fonctionne. Dans la figure 1, un dispositif de freinage comprend un amplificateur de frein 1 incluant une chambre à basse pression BP. Cet amplificateur de frein 1 est 35 relié à une pompe à vide 2 par une conduite 3 pourvue d'un organe d'obturation 4. La conduite 3 comprend une première partie 6 qui relie l'amplificateur de frein à l'organe d'obturation 4, et une seconde partie 7 qui relie l'organe d'obturation 4 à la pompe à vide 2. L'organe d'obturation 4 comprend une enceinte 8 pourvue d'une première ouverture 9 reliée à la première partie 6 de la conduite, d'une seconde ouverture 11 reliée à la seconde partie 7 de la conduite, et d'une troisième ouverture 12 reliée à la pression atmosphérique, c'est-à-dire à l'air environnant, par un ajutage ou canalisation repéré par 13. L'enceinte 8 renferme un clapet 14 mobile entre une position d'obturation dans laquelle il est en appui sur la première ouverture 9 pour la fermer, ce qui correspond à un état dit "obturé" de l'organe d'obturation 4, représenté figure 1, et une position passante dans laquelle il est espacé de l'ouverture 9 pour la laisser ouverte, ce qui correspond à un état dit "passant" de l'organe 4 correspondant notamment au cas représenté sur la figure 2. La première ouverture 9 comprend un siège repéré par S1 et situé vers l'intérieur de l'enceinte 8 ce siège S1 étant apte à recevoir une face du clapet 14 pour fermer l'ouverture 9 de façon sensiblement étanche, comme c'est le cas dans les figures 1 et 3. Comme visible dans les figures, un élément élastique 16, ici un ressort hélicoïdal, est interposé entre le clapet mobile 14 et une face de l'enceinte 4 opposée à la première ouverture 9, de manière à exercer sur ce clapet 14 un effort tendant à le ramener en position obturée, c'est à dire en appui sur cette première ouverture 9. Le clapet 14 a ainsi l'une de ses faces soumise à la pression de la chambre basse pression BP de l'amplificateur de frein 1, et il a son autres face qui est soumise à la pression de la pompe à vide 2. Lorsque la pompe à vide 2 fonctionne, sa pression est sensiblement inférieure à la pression de la chambre basse pression BP, de telle sorte que le clapet 14 a ses faces soumises à un écart de pression résultant en un effort s'opposant à l'effort exercé par le ressort 16 sur ce clapet 14. Cet effort résultant tend à éloigner le clapet 14 de la première ouverture 9, de sorte que l'organe d'obturation 4 est alors dans un état passant, comme illustré sur la figure 2. Comme visible figure 2, le clapet 14 a un contour de plus faibles dimensions que l'enceinte 8. Ainsi, lorsque ce clapet 14 est espacé de la première ouverture 9, c'est-à-dire lorsque l'organe 4 est passant, l'air A peut circuler depuis la première ouverture 9 vers la seconde ouverture 11 en passant entre le bord du clapet 14 et la surface interne de l'enceinte 8. Ainsi, lorsque la pompe à vide 2 fonctionne, elle communique avec l'amplificateur de frein 1 pour maintenir la chambre basse pression en dépression. Lorsque l'organe 4 est dans un état passant, comme dans la figure 2, le clapet 14 occupe une position ouverte dans laquelle il vient en appui sur la troisième ouverture 12 pour la fermer, de façon à ne pas mettre en communication la pompe à vide 2 ni la conduite 3 avec la pression atmosphérique. La troisième ouverture 12 comprend un siège repéré par S3 et situé vers l'intérieur de l'enceinte 8 ce siège S3 étant apte à recevoir une face du clapet 14 pour fermer la troisième ouverture 12 de façon sensiblement étanche, comme c'est le cas dans la figure 2. Lorsque l'utilisateur du véhicule éteint le moteur thermique, la pompe à vide 2 s'arrête automatiquement, de sorte que dans un premier temps les faces du clapet 14 ne sont plus soumises à une différence de pression. Sous l'effet du ressort 16, le clapet 14 quitte alors sa position passante pour venir en appui sur la première ouverture 9 afin de la fermer, comme illustré sur la figure 3. Dans ce cas, dès que le clapet 14 commence à quitter la position passante, il libère la troisième ouverture 12 pour mettre en communication l'enceinte 8 avec la pression atmosphérique. Ceci permet de faire entrer de l'air dans la pompe à vide 2 via la deuxième partie 7 de la conduite 3, de telle sorte que la pompe à vide 2 se rééquilibre et atteint la pression atmosphérique. Comme représenté schématiquement sur les figures, la troisième ouverture 12 est reliée à la pression atmosphérique par un ajutage, noté 13, c'est-à-dire par un orifice calibré de faible diamètre, typiquement moins d'un millimètre. Cet ajutage introduit des pertes de charge supérieures aux pertes de charge introduites par la conduite 6, de façon à ne pas perturber le fonctionnement de l'organe d'obturation 4. En d'autres termes, le débit d'air pouvant passer dans l'ajutage 13 et l'ouverture 12 est beaucoup plus faible que le débit d'air pouvant passer dans la conduite 3. Lorsque la pompe à vide 2 est remise en service, le débit d'air pouvant passer par l'ouverture 12 étant très faible en comparaison avec le débit d'air pouvant passer dans la conduite 3, une dépression s'établit dans l'enceinte 8 pour provoquer le déplacement du clapet 14 de sa position d'obturation vers sa position passante. Dans un second mode de réalisation de l'invention, représenté en figure 4, la troisième ouverture mettant en communication l'enceinte 8 avec l'atmosphère est toujours ouverte, quel que soit l'état passant ou obturé de l'organe d'obturation 4. Selon ce second mode de réalisation, l'organe d'obturation 4 est du même type que celui du premier mode de réalisation, représenté aux figures 1 à 3. Mais, l'enceinte de cet organe d'obturation comprend une troisième ouverture 12' de mise en communication avec la pression atmosphérique qui ne peut pas être fermée par le clapet mobile 14. Cette ouverture 12' est notamment dépourvue de siège de réception du clapet 14. Comme illustré sur la figure 4, selon ce second mode de réalisation, lorsque l'organe d'obturation 4 est passant, de l'air est admis par la pompe à vide 2 via la troisième ouverture 12' qui est elle-même reliée à l'atmosphère par l'ajutage 13. Comme dans le cas du premier mode de réalisation de l'invention, l'ajutage 13 est par exemple un orifice de très faible diamètre de façon à ne laisser passer qu'un très faible débit d'air ne perturbant pas le fonctionnement du clapet 14. Selon ce second mode de réalisation, lorsque l'organe 4 est dans un état passant, c'est-à-dire notamment lorsque la pompe à vide 2 fonctionne, un certain débit d'air, noté F est aspiré par cette pompe à vide. Ce filet d'air étant très faible, il ne perturbe pas la dépression que la pompe à vide 2 établit dans la chambre basse pression BP de l'amplificateur de frein. Le fonctionnement de l'organe d'obturation de ce second mode de réalisation est identique à celui du premier mode de réalisation en ce qui concerne les cas des figures 1 et 3 dans lesquels respectivement la pompe à vide est arrêtée, et vient d'être arrêtée. L'invention apporte notamment les avantages suivants . En cas de pompe présentant un défaut d'étanchéité, l'arrêt de cette pompe est suivi d'une augmentation de la pression dans la seconde partie de la conduite 3, ce qui provoque le passage de l'organe d'obturation 4 dans un état obstrué, et interdit donc le passage d'huile depuis la pompe à vide 2 vers l'amplificateur de frein 1. Lors de l'arrêt de la pompe à vide 2, la troisième ouverture 12 fait immédiatement monter la pression dans l'enceinte 8 et dans la deuxième partie de la conduite 3, ce qui déclenche immédiatement le passage de l'organe d'obturation 4 d'un état passant à un état obturé. Ainsi, même dans le cas d'une pompe 2 ayant une faible fuite, la communication que constitue la conduite 3 est fermée immédiatement après arrêt de la pompe. L'invention permet ainsi d'éviter qu'une pompe à vide 2 présentant un défaut d'étanchéité ne provoque une détérioration de l'amplificateur de frein par transmission d'huile vers cet amplificateur de frein 1, ce qui contribue à réduire les coûts de réparation. La troisième ouverture de mise en communication de l'enceinte 8 de l'organe 4 avec la pression atmosphérique permet de rétablir la pression atmosphérique dans la pompe 2 dès qu'elle est arrêtée, y compris si cette pompe ne présente pas de défaut d'étanchéité. Ceci permet ne pas solliciter les éléments d'étanchéité de cette pompe lorsqu'elle n'est pas exploitée, et donc de retarder l'apparition d'un éventuel défaut d'étanchéité. Grâce à la mise en communication de l'enceinte 8 avec la pression atmosphérique, la circulation d'air pour le rééquilibrage de la pompe à vide 2 se fait nécessairement dans un sens d'écoulement allant depuis l'organe d'obturation 4 vers la pompe à vide 2. Ainsi, dans le cas d'une pompe à vide à étanchéité défectueuse, de l'huile ne peut pas être transférée vers la seconde partie de la conduite 3. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage pour véhicule automobile, comprenant un amplificateur de frein (1) incluant une chambre à basse pression (BP) d'air reliée à une pompe à vide (2) par une conduite (3) à circulation d'air, caractérisé en ce que la conduite (3) est équipée d'un organe d'obturation (4) pouvant être dans un étant passant pour mettre en communication la chambre basse pression (BP) avec la pompe à vide (2), ou obturé pour isoler la chambre à basse pression (BP) de la pompe à vide, cet organe étant obturé lorsque la pompe à vide (2) est à une pression supérieure à la pression de la chambre à basse pression (BP). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'organe d'obturation (4) assure la mise en communication de la pompe à vide (2) avec la pression atmosphérique lorsqu'il est dans l'état dit obturé. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l'organe d'obturation comprend un ajutage (13) de mise en communication de la pompe à vide (2) avec la pression atmosphérique, cet ajutage (3) introduisant des pertes de charge supérieures aux pertes de charge introduites par la conduite (3). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'organe d'obturation est un clapet à trois voies comprenant une enceinte (8) pourvue d'une première ouverture (9) reliée à une première partie (6) de la conduite (3) qui est connectée à la chambre basse pression (BP), d'une seconde ouverture (11) reliée à une seconde partie (7) de la conduite (3) qui est connectée à la pompe à vide (2), et d'une troisième ouverture (12) reliée à la pression atmosphérique, cette enceinte (8) renfermant un clapet (14) mobile entre une position d'obturation dans laquelle il est en appui sur la première ouverture (9) et une position passante dans laquelle il est espacé de cette première ouverture (9). 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel l'organe d'obturation (4) comprend un élément élastique {16) exerçant sur le clapet (14) un effort tendant à maintenir ce clapet (14) en appui sur la première ouverture (9). 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel l'organe d'obturation (4) ferme la mise en communication de la pompe à vide (2) avec la pression atmosphérique. 7. Dispositif selon les revendications 4 et 6, dans lequel en position passante de l'organe d'obturation (4), le clapet mobile (14) est en appui contre la troisième ouverture (12) pour la fermer.