Brevet FR2902396A1 — publié le 20071221

"Amplificateur de frein de véhicule automobile" L'invention concerne un amplificateur de frein comprenant une enveloppe, une tige de commande, une tige de poussée, un corps de commande interposé entre la tige de commande et de poussée, une jupe entourant le corps de commande pour séparer l'enveloppe en une chambre dite avant et une chambre dite arrière ; cette jupe déplaçant le corps de commande et la tige de poussée en cas d'écart de pression entre les chambres. Dans un tel amplificateur de frein, qui fait partie d'un système de freinage de véhicule, notamment de véhicule automobile, la tige de poussée est liée en mouvement à une pédale de frein, par l'intermédiaire du corps de commande et de la tige de commande. Cette tige de poussée agit sur un maître cylindre qui est relié à un circuit hydraulique de freinage. Sur enfoncement de la tige de commande, c'est-à-dire de la pédale de frein, la tige de poussée exerce un effort sur un piston du maître cylindre, pour mettre sous pression le circuit hydraulique de freinage. La pression du circuit hydraulique dépend de l'effort exercé par la tige de poussée. Afin de réduire l'effort à appliquer à la pédale de frein, l'effort qu'exerce la tige de poussée est assisté pneumatiquement, grâce à la jupe qui sépare l'enveloppe en deux chambres dont les pressions varient en fonction de la situation. La chambre avant communique en permanence avec une source de dépression, et la différence de pression entre les chambres est gérée par une vanne à trois voies intégrée au corps de commande qui est interposée entre la tige de commande et la tige de poussée. La chambre arrière est mise en communication avec la chambre avant lorsque la tige de commande n'est pas sollicitée, et elle est mise en communication avec la pression atmosphérique pour établir une différence de pression entre les chambres lorsque la tige de commande est sollicitée. En cas de défaillance de la source de dépression, un écart de pression ne peut plus être établi entre les chambres, mais un freinage sans assistance pneumatique reste possible. Dans cette situation, l'enfoncement de la pédale de frein provoque le déplacement de la tige de commande qui vient en buttée contre le corps de commande qui est en appui sur la tige de poussée. L'effort exercé sur la tige de commande est ainsi directement retransmis à la tige de poussée, ce qui permet de mettre sous pression le circuit hydraulique de freinage, de manière non assistée. Cependant, il s'avère qu'en cas de défaillance de la source de dépression, l'effort à appliquer à la pédale de frein doit être très important pour procurer un niveau de freinage satisfaisant. Ce défaut est dangereux car en cas de défaillance de la source de dépression, l'utilisateur est confronté à un freinage très peu efficace, et il s'en aperçoit uniquement lorsqu'il actionne les freins, ce qui constitue un effet de surprise préjudiciable. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un amplificateur de frein offrant un niveau de freinage élevé y compris en cas de défaillance de la source de dépression. A cet effet, l'invention a pour objet un amplificateur de frein comprenant une enveloppe, une tige de commande, une tige de poussée, un corps de commande interposé entre ces tiges, une jupe entourant le corps de commande pour séparer l'enveloppe en une chambre dite avant et une chambre dite arrière cette jupe déplaçant le corps de commande et la tige de poussée en cas d'écart de pression entre les chambres, caractérisé en ce que la jupe est montée coulissante par rapport au corps de commande pour autoriser un déplacement de ce corps de commande sans déplacement de la jupe lorsque les chambres sont à des pressions identiques, le corps de commande comprenant un siège contre lequel un bord interne de la jupe vient en butée pour déplacer ce corps de commande en cas d'écart de pression entre les chambres. L'invention concerne également un amplificateur tel que défini ci-dessus, comprenant un ressort de rappel de la jupe tendant à ramener cette jupe vers l'arrière sans appliquer d'effort au corps de commande. L'invention concerne également un amplificateur tel que défini ci-dessus, dans lequel le ressort de rappel de la jupe est un ressort de type hélicoïdal de forme générale conique entourant la tige de poussée, et disposé dans la chambre avant. L'invention concerne également un amplificateur tel que défini ci-dessus, dans lequel le corps de commande comprend une face externe cylindrique sur laquelle coulisse un bord interne de la jupe ayant une forme de manchon. L'invention concerne également un amplificateur tel que défini ci-dessus, dans lequel la jupe est rigide. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux figures annexées. La figure 1 est une vue en coupe partielle d'un amplificateur de frein selon l'invention en phase de 25 freinage normal ; La figure 2 est une vue en coupe partielle d'un amplificateur de frein selon l'invention en phase de freinage durant une défaillance de la source de basse pression. 30 Dans la figure 1, un amplificateur de frein repéré par 1 est destiné à assurer une assistance pneumatique de l'effort de freinage exercé par un utilisateur sur une pédale de frein (non représentée) liée en mouvement à une tige de commande repérée par 2. 35 Il comprend une enveloppe 3 ayant une forme de révolution autour d'un axe AX, définissant une face arrière (à gauche sur la figure) au centre de laquelle pénètre la tige de commande 2, et une face avant (à droite sur la figure) à laquelle est fixé un maître cylindre 4 relié à un circuit de freinage hydraulique non représenté. La tige de commande 2 est liée en mouvement à une tige de poussée 6 ayant une extrémité en appui sur un premier piston 7 du maître cylindre 4 pour exercer sur celui-ci l'effort de freinage effectif. Ce premier piston emprisonne dans le maître cylindre un volume de liquide de freinage repéré par 8. Un second piston 9 est monté entre le premier piston 7 et le fond de ce maître cylindre pour emprisonner un autre volume de liquide, repéré par 11. Un premier ressort 12 est interposé entre le premier et le second piston, et un second ressort 13 est interposé entre le second piston et le fond du maître cylindre 4. Lorsque la tige de poussée 6 exerce un effort sur le premier piston 7 en tendant à l'enfoncer dans le maître cylindre 4 (vers la droite sur la figure), le volume de liquide de freinage 8 tend à diminuer, provoquant une augmentation de la pression du circuit hydraulique. Cette action comprime aussi le liquide 11 emprisonné par le second piston 9, pour faire croître la pression d'une autre partie du circuit hydraulique. La tige de poussée 6 et la tige de commande 2 sont liées par l'intermédiaire d'un corps de commande, repéré par 14, et situé principalement dans l'enveloppe 3, ce corps étant mobile avec les tiges 2 et 6 le long de l'axe AX. Comme visible dans la figure 1, une jupe 15 ayant une forme générale de disque s'étendant dans un plan normal à l'axe AX sépare l'enceinte délimitée par l'enveloppe 3 en une chambre avant AV située contre le maître cylindre, et une chambre arrière AR située du côté de la tige de commande 2. Cette jupe 15 définit un bord externe circulaire longeant une face cylindrique interne de l'enveloppe 3. Elle définit également un bord interne ayant une forme de manchon cylindrique 16 coaxial à l'axe AX, engagé sur une face cylindrique externe 17 du corps de commande 14, le long de laquelle il coulisse. Dans l'exemple des figures, la jupe 15 est rigide, et son bord externe est en appui avec la face cylindrique interne de l'enveloppe 3 pour assurer avec celle-ci une liaison étanche. Le manchon 16 est lui aussi ajusté sur la surface externe 17 pour coulisser le long de cette surface tout en assurant avec celle-ci une liaison qui est étanche. De manière analogue un joint circulaire assure une liaison étanche entre le corps de commande 14 et l'enveloppe 3 tout en laissant ce corps 14 libre de se déplacer par rapport à l'enveloppe 3, le long de l'axe AX. La chambre avant AV est liée à une source de dépression pneumatique qui la maintient à une pression inférieure à la pression atmosphérique. Le corps de commande 14 renferme une valve à trois voies, apte à mettre en communication : soit la chambre avant AV avec la chambre arrière AR, en cas de non sollicitation du frein ; soit la chambre arrière AR avec la pression atmosphérique, lorsque le frein est sollicité, c'est-à-dire lorsqu'un effort est appliqué à la tige de commande 2 pour l'enfoncer dans l'amplificateur 1. Le corps de commande 14 est en appui sur une extrémité 18 de la tige de poussée 6. Lorsque la tige de commande 2 est enfoncée, la vanne à trois voies met en communication la chambre arrière AR avec la pression atmosphérique, cette chambre arrière passant alors à une pression supérieure à celle de la chambre avant AV. La jupe 15 est alors sujette à une différence de pression entre ses faces opposées, qui tend à la déplacer depuis la chambre arrière AR vers la chambre avant AV. Comme visible dans la figure 1, la surface cylindrique externe 17 du corps de commande 14 se termine par un siège 20, définissant une surface d'appui circulaire s'étendant selon une direction normale à l'axe AX et ayant un diamètre supérieur à celui de la surface cylindrique 17, c'est-à-dire supérieur au diamètre interne du manchon 16. Lorsque la différence de pression est établie entre les chambres, la jupe 15 est déplacée, l'une des faces de son bord 15 venant en butée sur le siège 20, pour déplacer le corps de commande 14 et la tige de poussée 6 de manière à provoquer une augmentation de la pression du circuit de freinage. Comme visible dans la figure 1, le corps de commande 14 comprend un espace interne avant 19 communiquant avec la chambre avant AV, et un espace arrière 21 communiquant avec la chambre arrière via un tube radial 22. Un clapet 23 maintenu par un ressort de rappel 24, est apte à mettre en communication l'espace arrière 21 soit avec l'espace avant 19 soit avec la pression atmosphérique. La position de ce clapet 23 dépend de la position de la tige de commande 2 par rapport au corps 14. Lorsqu'un effort est exercé sur la tige de commande 2 pour l'enfoncer dans le corps 14, le clapet 23 est rappelé par son ressort 24 dans une position de mise en communication de l'espace arrière 21 avec la pression atmosphérique, ce qui correspond à la situation de la figure 1. Lorsque la tige de commande 2 est relâchée, elle est rappelée dans une position de repos par rapport au corps 14, par un ressort de rappel 26, et décolle ainsi le clapet 23 vers la gauche sur les figures, à l'encontre du ressort 24, pour mettre en communication l'espace arrière 21 avec l'espace avant 19. D'autre part, un ressort de rappel 27 est interposé entre la jupe 15 et la face avant de l'enveloppe 3 pour ramener cette jupe 15 vers l'arrière de l'amplificateur 1 lorsque la tige de commande n'est plus sollicitée. En effet, après freinage, lorsque la tige de commande 2 n'est plus sollicitée, les pressions s'égalisent entre les chambres avant et arrière. Dans cette situation, c'est donc le ressort de rappel 27 qui provoque le retour de la jupe 15 en position de repos, c'est-à-dire à proximité de la face arrière de l'enveloppe 3. En cas de défaillance de la source à dépression, il n'est pas possible d'établir un écart de pression entre la chambre avant AV et la chambre arrière AR. Mais un effort exercé sur la tige de commande 2 permet de générer un effort de freinage effectif non assisté. Un effort exercé sur la tige de commande 2 tend à l'enfoncer dans le corps 14, jusqu'à ce qu'elle vienne en appui sur celui-ci pour l'entraîner directement en mouvement. Dans ce cas, la jupe 15 reste en place, et le corps de commande 14 glisse dans le manchon 16 de cette jupe 15, de sorte que l'effort appliqué à la tige de commande 2 est alors directement retransmis à la tige de poussée 6 par le corps 14, ce qui permet d'augmenter la pression dans le circuit hydraulique pour un même effort appliqué à la tige de commande 2. La jupe 15 ayant son bord interne 16 monté coulissant le long de la surface 17, le déplacement du corps de commande 14 ne provoque pas de déplacement de la jupe 15 en cas de défaillance de la source de dépression, ce qui permet d'augmenter fortement le niveau de freinage puisque le ressort de rappel 27 n'a pas à être compressé pour déplacer la tige de poussée 6. En effet, dans cette situation, la jupe 15 reste en place, de sorte que le flux d'effort est directement transmis à la tige de poussée : l'effort exercé par la tige de poussée 6 sur le piston 7 est identique à l'effort exercé sur la tige de commande 2 par l'utilisateur via la pédale de frein. En d'autres termes, l'effort exercé sur la tige de commande 2 n'a pas à s'opposer ni à l'effort généré par le ressort de rappel 27 de la jupe 15, ni à un écart de pression que pourrait provoquer un déplacement de la jupe. L'invention qui est présentée sur les figures avec une jupe de type rigide s'applique également au cas d'un amplificateur comprenant une jupe flexible ayant son bord externe rigidement fixé à la face interne cylindrique de l'enveloppe. L'invention apporte notamment les avantages suivants . Elle permet, en cas de défaillance de la source de dépression, d'augmenter le niveau de freinage pour une valeur d'effort donnée appliqué à la tige de commande 6, ce qui procure un agrément important en cas de freinage lorsque la source de dépression est défaillante. L'invention permet ainsi d'augmenter le diamètre nominal du maître cylindre 4 pour qu'il puisse transmettre un effort important. En pratique, pour un amplificateur donné ayant un maître cylindre de diamètre de 22,2 mm, ce diamètre peut être porté à 23,8 mm. Ceci procure un gain de l'effort de freinage appliqué par la tige de poussée 6 de l'ordre de 20 daN, se traduisant par une augmentation de la pression du circuit hydraulique de 5 bar. L'invention permet de plus de masquer les courses mortes en cas de déplacement rapide des organes de l'amplificateur. Plus particulièrement, en cas de freinage brutal alors que la source de dépression fonctionne correctement, si l'utilisateur enfonce violemment la pédale de frein, le corps 14 peut être déplacé plus rapidement que la jupe, et débuter ainsi le freinage, ce qui permet de réduire le temps de réaction du système en situation critique. REVENDICATIONS 1. Amplificateur de frein (1) comprenant une enveloppe (3), une tige de commande (2), une tige de poussée (6), un corps de commande (14) interposé entre ces tiges (2, 6), une jupe (15) entourant le corps de commande (14) pour séparer l'enveloppe (3) en une chambre dite avant (AV) et une chambre dite arrière (AR), cette jupe déplaçant le corps de commande (14) et la tige de poussée (6) en cas d'écart de pression entre les chambres (AV, AR), caractérisé en ce que la jupe (15) est montée coulissante par rapport au corps de commande (14) pour autoriser un déplacement de ce corps de commande (14) sans déplacement de la jupe (15) lorsque les chambres (AV, AR) sont à des pressions identiques, le corps de commande (14) comprenant un siège contre lequel un bord interne de la jupe (15) vient en butée pour déplacer ce corps de commande en cas d'écart de pression entre les chambres (AV, AR). 2. Amplificateur selon la revendication 1, comprenant un ressort de rappel {27) de la jupe (15) tendant à ramener cette jupe (15) vers l'arrière sans appliquer d'effort au corps de commande (14). 3. Amplificateur selon la revendication 2, dans lequel le ressort de rappel (27) de la jupe (15) est un ressort de type hélicoïdal de forme générale conique entourant la tige de poussée (6), et disposé dans la chambre avant (AV). 4. Amplificateur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le corps de commande (14) comprend une face externe cylindrique (17) sur laquelle coulisse un bord interne de la jupe (15) ayant une forme de manchon. 5. Amplificateur selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la jupe (15) est rigide.