FR2988059A1

FR2988059A1 - Commande de frein principal perfectionnee pour vehicule

Info

Publication number: FR2988059A1
Application number: FR1252241A
Authority: FR
Inventors: Simon Bez
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-09-20

Abstract

La commande de frein principal comporte une enveloppe fermée en deux coques délimitant un volume intérieur dans lequel sont formées une chambre avant (103) et une chambre arrière (105) séparées par un piston. Le piston est constitué par une membrane d'étanchéité déformable (108) et un plateau non déformable (201). De plus, il est prévu un moyen de réduction du volume de la chambre avant au freinage, par conséquent de réduction de la masse d'air pénétrant la commande, d'où il résulte une meilleure dynamique du fonctionnement de cette dernière. Véhicules automobiles. Commandes de frein principal de véhicules automobiles.

Description

COMMANDE DE FREIN PRINCIPAL PERFECTIONNEE POUR VEHICULE. La présente invention a pour objet une commande de frein principal perfectionnée pour véhicule. Elle concerne également un véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comporte une telle commande de frein principal perfectionnée. De façon classique, une commande de frein principal d'un véhicule, qui peut être aussi appelée « Amplificateur Maître Cylindre Tandem » (AMCT), Isovac ®, Mastervac ®, ou bien encore « servomoteur d'assistance au freinage » ou « servofrein », utilise la pression atmosphérique et une dépression pour accroître l'effort appliqué sur la tige de commande par l'intermédiaire de la pédale de frein actionnée par l'opérateur, et cela dans le but de générer une pression hydraulique plus élevée que celle que pourrait obtenir l'effort généré par l'opérateur sur les pistons du maître cylindre tandem (MCT).

De façon classique également, la commande de frein principal d'un véhicule comporte une enveloppe formée de deux coques serties par leur contour extérieur pour définir un volume intérieur, et dans ce volume intérieur la commande comporte une chambre avant à basse pression et une chambre arrière à pression variable, les deux chambres étant séparées par une membrane d'isolation. On a déjà cherché à améliorer le fonctionnement dynamique des commandes de frein principal des véhicules automobiles.

Ainsi, à titre d'exemple, le document FR 2 860 473 décrit une commande de frein principal à course morte réduite comportant une jupe mobile de manière étanche dans une enveloppe et délimitant une chambre à basse pression et une chambre à pression variable par rapport à un piston pneumatique sur une certaine course. Le déplacement du piston pneumatique dans un premier sens est commandé par la jupe lorsque la jupe vient en contact d'une première face d'une plaque annulaire disposée dans la chambre à basse pression et fixée rigidement au piston pneumatique. Le déplacement du piston dans un deuxième sens est commandé par un moyen élastique monté dans la chambre à basse pression et en appui sur une des extrémités sur une deuxième face de la plaque annulaire. Le but de la présente invention est de fournir une commande de frein principal perfectionnée pour véhicule, en particulier pour véhicule automobile, dont la conception a pour résultat d'augmenter la dynamique du système de freinage dans la chambre avant. Un autre but de la présente invention est de fournir une telle commande de frein principal perfectionnée, qui soit de conception et de fabrication simples, qui soit 15 fiable et économique. Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet une commande de frein principal perfectionnée pour véhicule, en particulier pour véhicule automobile, qui comporte une enveloppe fermée en deux coques délimitant un 20 volume intérieur dans lequel sont formées une chambre avant et une chambre arrière séparées par un piston. Dans cette commande perfectionnée, le piston est constitué par une membrane d'étanchéité déformable et un plateau non déformable. De plus, dans cette commande selon l'invention, 25 il est prévu un moyen de réduction du volume de la chambre avant au freinage, par conséquent de réduction de la masse d'air pénétrant la commande, d'où il résulte une meilleure dynamique du fonctionnement de cette dernière. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, 30 le moyen de réduction du volume de la chambre avant au freinage est constitué par un plateau déformable sous l'action d'un effort transmis par la membrane d'étanchéité, lequel plateau déformable est en appui, par sa périphérie, sur le plateau non déformable. 35 Selon une variante de réalisation de l'invention, le moyen de réduction du volume de la chambre avant au freinage est constitué, d'une part, par une seconde membrane d'étanchéité déformable en appui sur la coque avant de l'enveloppe et d'autre part, par un plateau déformable, qui est en appui sur la coque et se déforme sous l'effet de l'appui de la membrane déformable.

Selon une autre variante de réalisation de l'invention, qui combine les solutions techniques des deux modes de réalisation précédents, le moyen de réduction du volume de la chambre avant au freinage est constitué par les pièces suivantes : - un premier plateau déformable sous l'action d'un effort transmis par la membrane d'étanchéité du piston, lequel premier plateau déformable est en appui sur le plateau non déformable dudit piston séparant les chambres avant et arrière, et - un second plateau déformable sous l'action d'un effort transmis par une deuxième membrane d'étanchéité, lequel second plateau déformable est en appui sur la coque avant. Quelque soit le mode de réalisation de l'invention, les plateaux déformables présentent, de préférence, une forme complexe, ajourée, proche de celle d'un diaphragme d'embrayage, permettant une déformation adéquate en phase de freinage. En variante, la forme complexe desdits plateaux 25 déformables peut présenter des variations d'épaisseur, qui permettent une déformation adéquate en phase de freinage. En variante également, les plateaux déformables peuvent avantageusement présenter une forme constituée de pales radiales, angulairement réparties de manière 30 régulière, par exemple une forme constituée de 16 pales radiales régulièrement réparties sur 360°. Quelque soit le mode de réalisation de l'invention également, le plateau non déformable peut présente une zone annulaire concave, un trou central et une pluralité de trous 35 répartis angulairement de manière régulière à équidistance du centre dudit plateau non déformable, les trous permettant au plateau d'être perméable à l'air.

La présente invention a aussi pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comporte une commande de frein principal perfectionnée conforme à celle décrite ci-dessus dans ses grandes lignes.

D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 est un schéma illustrant le fonctionnement d'une commande de frein principal, selon l'art antérieur, - la figure 2 est un schéma illustrant le fonctionnement d'une commande de frein principal selon la 15 présente invention, hors phase de freinage, - la figure 3 est un schéma illustrant le fonctionnement de la commande de frein de la figure 2, en phase de freinage, - la figure 4 est une vue de face, schématique, du 20 plateau non déformable de la commande de frein selon l'invention des figures 2 et 3, - la figure 5 est une vue de face, schématique, du plateau déformable de la commande de frein selon l'invention des figures 2 et 3, 25 - la figure 6 est un graphe représentatif de la variation de la pression hydraulique dans le circuit de freinage en fonction de la variation de l'effort sur la pédale de frein, par conséquent représentatif de l'amélioration de fonctionnement dynamique apportée par 30 l'invention, - la figure 7 est une vue de face, schématique, d'une variante de réalisation du plateau déformable de la commande de frein selon l'invention, - la figure 8 est un schéma illustrant le 35 fonctionnement d'une variante de réalisation de la commande de frein principal selon la présente invention, et la figure 9 est un schéma illustrant le fonctionnement d'une autre variante de réalisation de la commande de frein principal selon la présente invention. En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, de manière schématique, une commande de frein principal selon l'art antérieur. Cette commande de frein, de type classique, comporte une enveloppe fermée en deux coques 10 et 20, qui délimitent un volume intérieur dans lequel sont formées une chambre avant 103 et une chambre arrière 105 séparées par un piston constitué par un plateau rigide 104 et une membrane d'étanchéité déformable 108. L'effort musculaire d'entrée FE délivré à la pédale de frein (non représentée) est transmis au piston 104, 108 par l'intermédiaire de la tige de commande 101 (reliée à la pédale de frein) et du corps de valve 102. La tige de poussée 107, reliée au corps de cylindre (non représenté) exerce sur ce dernier un effort de sortie FS, qui est égal à l'effort d'entrée FE augmenté de l'effort délivré par le différentiel de pression qui s'exerce sur le plateau rigide 104. Sur le schéma de la figure 1, le plateau rigide 104, qui supporte la membrane déformable 108, est en position de repos, c'est-à-dire hors freinage, situation dans laquelle FE et FS sont nuls. Dans ce cas, les chambres avant 103 et arrière 105 sont à la même pression, parce qu'elles sont en communication grâce au mécanisme de corps de valve 102 connu en soi et non décrit en détail dans le présent texte. La pression des deux chambres est une pression inférieure à la pression atmosphérique du fait de la connexion à la source de dépression 106. Au cours d'un freinage, FE et FS ne sont plus nuls. L'ensemble de piston 104, 108 s'est déplacé d'une distance AL, la communication entre les deux chambres 103 et 105 s'est refermée grâce au mécanisme de corps de vanne 102, de l'air à la pression atmosphérique a été admis dans la chambre avant 103, ce qui a pour effet d'augmenter la pression d'air dans cette chambre avant 103. Le différentiel de pression créé entre les deux chambres 103 et 105 permet de générer l'effort pneumatique d'assistance qui s'ajoute à FE - La source de dépression 106 peut être obtenue avec une 5 pompe attelée au moteur thermique du véhicule ou associée à un moteur électrique, mais aucune de ces sources n'offre une dynamique instantanée de rétablissement de la pression dans le commande de frein principal. Pour rendre minimal le temps de remise en état de l'assistance de freinage, nécessaire 10 pour réaliser le freinage suivant, il est donc important de faire rentrer la plus faible masse d'air dans la chambre avant 103 pendant la phase de freinage. Cette masse d'air dépend directement de la somme de deux volumes VO et V1, qui sont respectivement le volume « mort » de la chambre avant 15 103 et l'accroissement de volume de cette chambre en phase de freinage. Le volume V1 dépend de la section de la membrane déformable 108 et du déplacement AL, lequel dépend lui-même des éléments constitutifs du système de freinage. Pour 20 diverses raisons, ce déplacement AL ne peut pas être réduit. En référence aux dessins des figures 2 et 3, pour surmonter ces difficultés et réaliser une géométrie variable de la chambre avant 103 (ou avant 103 et arrière 105), le plateau rigide 104 est remplacé, conformément au principe de 25 la présente invention, par un double plateau. Ce double plateau comporte un plateau toujours indéformable 201, solidaire du corps de valve 102, et un second plateau, déformable, référencé 202, en appui sur le plateau indéformable 201.

30 Comme représenté à titre d'exemple sur le dessin de la figure 4, le plateau indéformable 201 peut présenter une zone concave 204 et une pluralité de trous permettant à ce plateau d'être perméable à l'air. Cette pluralité de trous peut être constituée, par exemple, d'un trou central 203A et 35 de trous 203B à égale distance du centre. Le plateau déformable 202, représenté sur le dessin de la figure 5, présente une géométrie complexe, ajourée, proche de celle d'un diaphragme d'embrayage, permettant une déformation adéquate en phase de freinage. A titre d'exemple, cette forme complexe, ajourée, peut être formée de 16 pales 202i séparées d'espaces relativement étroits 202j qui ajourent la forme du plateau. Le plateau déformable 202 peut aussi présenter des variations d'épaisseur, qui permettent la déformation adéquate attendue en phase de freinage. La forme ajourée et/ou les variations d'épaisseur sont définies pour permettre le fonctionnement décrit ci-dessous de la commande de frein principal, en référence aux dessins des figures 2 et 3. Hors phase de freinage (figure 2), les deux chambres 103 et 105 sont à la même pression, le plateau déformable 202 n'est pas déformé et le volume VO est sensiblement équivalent à ce qu'il était précédemment dans la commande de frein de l'art antérieur de la figure 1. En phase de freinage (figure 3), il y a entrée d'air (flèche « E »), un différentiel de pression s'établit entre les deux chambres 103 et 105, la membrane 108 transmet un effort non nul au plateau déformable 202, qui se déforme. Le déplacement du plateau indéformable 201 reste égal à AL, c'est-à-dire à ce qu'il était dans la commande de frein de l'art antérieur de la figure 1, mais le volume V1 est réduit. La masse d'air qui entre dans la chambre avant 103 est diminuée. Après freinage, la communication entre le deux chambres 103 et 105 est rétablie et, du fait qu'une moindre masse d'air a pénétré dans la commande de frein pendant le freinage, le temps nécessaire à la source de dépression pour remettre, après freinage, la commande de frein dans un état nominal est réduit, ce qui améliore substantiellement la dynamique de la commande de frein lors des freinages successifs. La réduction de volume de la chambre avant 103 en 35 phase de freinage, due au double plateau selon l'invention, présente aussi l'avantage d'un fonctionnement nominal de l'assistance de freinage, même lors d'un freinage unique, par opposition à des freinages successifs, opéré à forte dynamique, comme montré sur le graphe de la figure 6 représentant la variation de la pression hydraulique « PcF » dans le circuit de freinage en fonction de la variation de l'effort « Fp » sur la pédale de frein et dans lequel : - la courbe A illustre un freinage de faible dynamique, dont l'effet sur la pression interne du maitrecylindre est inférieur à 50 bar/seconde, quelque soit le volume et freinage de forte dynamique, supérieur à 100 bar/seconde avec un faible volume de la chambre avant, et - la courbe B illustre un freinage de forte dynamique, supérieur à 100 bar/seconde avec un fort volume de la chambre avant. On notera que la réduction de volume de la chambre 15 arrière 105, lors du freinage, est simultanément moindre que dans le cas de la commande de frein de la figure 1, ce qui présente également un avantage en terme de performance de l'assistance de freinage, aussi bien en cas de freinage unique qu'en cas de freinages successifs.

20 En référence au dessin de la figure 7, on a représenté une variante de réalisation du plateau déformable 202 de la commande de frein selon l'invention. Le plateau 202 présente également une forme complexe, ajourée, proche de celle d'un diaphragme d'embrayage, constituée de pales radiales 2021, 25 angulairement réparties de manière régulière, par exemple de 16 pales radiales 2021 séparées d'espaces relativement étroits 202J qui ajourent la forme du plateau déformable. Selon une variante de réalisation de l'invention illustrée sur le schéma de la figure 8, la réduction de la 30 variation du volume V1 peut également être obtenue par ajout d'un plateau déformable 301, identique ou similaire au plateau déformable 202 du mode de réalisation précédent, et d'une seconde membrane d'étanchéité 302 trouvant réaction sur la coque avant 10.

35 Selon une autre variante de réalisation de l'invention illustrée sur le schéma de la figure 9, la réduction de la variation du volume V1 peut également être obtenue par combinaison des deux modes de réalisation de l'invention précédents. Dans ce cas, la commande de frein principal est constituée par les pièces suivantes : - un premier plateau déformable 202 sous l'action d'un 5 effort transmis par la membrane d'étanchéité 108 du piston, lequel premier plateau déformable 202 est en appui sur le plateau non déformable 201, et - un second plateau déformable 301 sous l'action d'un effort transmis par une deuxième membrane d'étanchéité 302, 10 lequel second plateau déformable 301 est en appui sur la coque avant 10. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent 15 être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Commande de frein principal perfectionnée pour véhicule, en particulier pour véhicule automobile, qui 5 comporte une enveloppe fermée en deux coques (10, 20) délimitant un volume intérieur dans lequel sont formées une chambre avant (103) et une chambre arrière (105) séparées par un piston, ladite commande étant caractérisée en ce que le piston est constitué par une membrane d'étanchéité 10 déformable (108) et un plateau non déformable (201), et en ce qu'il est prévu un moyen de réduction du volume de la chambre avant (103) au freinage, par conséquent de réduction de la masse d'air pénétrant la commande, d'où il résulte une meilleure dynamique du fonctionnement de cette dernière. 15
2. Commande de frein principal selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit moyen de réduction du volume de la chambre avant (103) au freinage est constitué par un plateau déformable (202) sous l'action d'un effort transmis par la membrane d'étanchéité (108), lequel 20 plateau déformable (202) est en appui sur le plateau non déformable (201).
3. Commande de frein principal selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit moyen de réduction du volume de la chambre avant (103) au freinage est constitué, d'une 25 part, par une seconde membrane d'étanchéité (302) déformable en appui sur la coque avant (10) de l'enveloppe et d'autre part, par un plateau déformable (301), qui est en appui sur la coque avant (10) et se déforme sous l'effet de l'appui de la membrane déformable (302). 30
4. Commande de frein principal selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit moyen de réduction du volume de la chambre avant (103) au freinage est constitué par les pièces suivantes : - un premier plateau déformable (202) sous l'action 35 d'un effort transmis par la membrane d'étanchéité (108) du piston, lequel premier plateau déformable (202) est en appui sur le plateau non déformable (201), et- un second plateau déformable (301) sous l'action d'un effort transmis par une deuxième membrane d'étanchéité (302), lequel second plateau déformable (301) est en appui sur la coque avant (10).
5. Commande de frein principal selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les plateaux déformables (202, 301) présentent une forme complexe, ajourée, proche de celle d'un diaphragme d'embrayage, permettant une déformation adéquate en phase de freinage.
6. Commande de frein principal selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les plateaux déformables (202, 301) présentent une forme complexe, ajourée, proche de celle d'un diaphragme d'embrayage, avec des variations d'épaisseur permettant une déformation adéquate en phase de freinage.
7. Commande de frein principal selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les plateaux déformables (202, 301) présentent une forme constituée de pales radiales, angulairement réparties de manière régulière, par exemple de 16 pales radiales.
8. Commande de frein principal selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le plateau non déformable (201) présente une zone annulaire concave (204).
9. Commande de frein principal selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le plateau non déformable (201) présente un trou central (203A) et une pluralité de trous (203B) répartis angulairement de manière régulière à équidistance du centre dudit plateau non déformable (201).
10. Véhicule, en particulier véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte une commande de frein principal perfectionnée conforme à l'une quelconque des 35 revendications précédentes.