WO1996022208A1 - Dispositif de freinage assiste a course reduite - Google Patents

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WO1996022208A1
WO1996022208A1 PCT/FR1995/001664 FR9501664W WO9622208A1 WO 1996022208 A1 WO1996022208 A1 WO 1996022208A1 FR 9501664 W FR9501664 W FR 9501664W WO 9622208 A1 WO9622208 A1 WO 9622208A1
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cylinder
braking device
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hydraulic piston
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Philippe Castel
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Bosch Systemes De Freinage
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/24—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release the fluid being gaseous
    • B60T13/46—Vacuum systems
    • B60T13/52—Vacuum systems indirect, i.e. vacuum booster units
    • B60T13/569—Vacuum systems indirect, i.e. vacuum booster units characterised by piston details, e.g. construction, mounting of diaphragm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60T13/46—Vacuum systems
    • B60T13/52—Vacuum systems indirect, i.e. vacuum booster units
    • B60T13/565—Vacuum systems indirect, i.e. vacuum booster units characterised by being associated with master cylinders, e.g. integrally formed

Definitions

  • the present invention relates to an assisted braking device, of the type which is used for braking motor vehicles.
  • Such braking devices have been known for a long time and conventionally comprise on the one hand a master cylinder filled with a brake fluid and equipped with a main hydraulic piston intended to receive an actuating force consisting of a input force and an assistance force both acting in an axial direction, and on the other hand a pneumatic assistance servomotor capable of being controlled by application of the input force on a control rod controlling the opening of a valve, to exert the actuating force on the main hydraulic piston, the actuator comprising a rigid envelope separated in leaktight manner into two chambers by means of a movable partition capable of being stressed by a difference of pressure between the two chambers resulting from opening the valve and driving a pneumatic piston movable relative to the envelope and carrying the valve, the input force being transmitted by means of a reaction disk on which the pneumatic piston also rests to provide it with at least part of the assistance force.
  • a device of this type is well known in the prior art and is, for example, described in document US-A-4,491,058.
  • the stroke of the control rod must be just sufficient for the driver to be able to optimally control the deceleration of the vehicle during braking.
  • the total stroke of the control rod is necessarily extended by a relatively large initial stroke during which the hydraulic pressure in the braking circuit reaches a minimum value, beyond which any increase in pressure will result in an action effective braking.
  • the main hydraulic piston of the master cylinder itself comprises a cylinder hollow mobile communicating with the master cylinder, which receives at least part of the assistance force and inside which slides over an axial distance L, in a sealed manner and in the axial direction, a secondary hydraulic piston capable of receiving at least the input force, the movable partition being slidably mounted on the pneumatic piston so as to be able to slide over the axial distance L relative to it in the direction of the master cylinder, from an initial relative position in which it is in abutment backwards against the pneumatic piston, and pressing at least indirectly on the movable cylinder forwards when it is stressed by a difference of p recession.
  • Such a solution makes it possible to obtain the minimum braking pressure in response to an initial stroke of the control rod which is very low, and even imperceptible to the driver of the vehicle.
  • This solution however involves an increase in the stroke of the main piston of the master cylinder, and correspondingly an increase in the axial length of the latter, and therefore an increase in the length of the braking device, whose total size may prevent its location in the engine compartment of certain vehicles.
  • the present invention therefore aims to provide an assisted braking device whose effectiveness is manifested from the start of braking, that is to say after a very small initial stroke of the brake pedal, and whose bulk is not greater than that of a conventional braking device, as illustrated for example by the first aforementioned document.
  • the invention provides an assisted braking device of the type defined above, in which an annular piston is held integral with the main hydraulic piston when the stroke of the latter in the bore is less than the axial distance L, the annular piston capable of sliding on the main hydraulic piston when the stroke of the latter in the bore is greater than the axial distance L.
  • the main hydraulic piston has a variable section depending on its position in the bore, this section being significantly larger over the first part of its stroke.
  • Such an enlarged section thus makes it possible to obtain the minimum braking pressure desired after a stroke of the piston corresponding to the axial distance L.
  • FIG. 2 is a partial and schematic sectional view of an assisted braking device according to the present invention, shown in the rest position;
  • FIG. 3 is a view similar to that of FIG. 2, on a larger scale, the device being shown in a second position, and
  • Figure 4 is a view similar to that of Figure 3, the device being shown in a third position.
  • Figure 1 shows a partial sectional view of an assisted braking device, consisting of a pneumatic brake booster, designated as a whole by the reference 100, and of a master cylinder, designated as a whole by reference 200.
  • the servomotor 100 is designed to be fixed in the usual way on an apron of separation between an engine compartment and the passenger compartment of a vehicle, and to be actuated by a brake pedal located in this passenger compartment.
  • the master cylinder 200 controlling the hydraulic braking circuit of the vehicle is designed to be fixed on the servomotor 100.
  • the part of the braking device that faces the master cylinder 200 is called “front” of the braking device and the part facing the brake pedal is called the "rear”. In the Figures, the front is thus on the left and the rear on the right.
  • the servomotor 100 itself comprises a shell 10 in the form of a shell of axis XX * and separated in leaktight manner into a front chamber 12 and a rear chamber 14 by a movable partition structure 16 comprising a rolling membrane 18 and a rigid skirt 20 connected to a pneumatic piston 22, the assembly being movable inside the envelope 10 along the axis XX ′.
  • the movable partition 16 is, preferably by means of the central part 21 of its rigid skirt 20, mounted to slide freely relative to the pneumatic piston 22.
  • the front chamber 12 is permanently connected to a source of vacuum (not shown) by means of a non-return valve 24.
  • the pressure in the rear chamber 14 is controlled by a valve 26, controlled by a control rod 28 disposed along the axis XX and connected to a pedal brake 25 ( Figure 2).
  • the piston 22 is biased towards its rear position of rest, to the right, by a spring
  • the master cylinder 200 comprises a main hydraulic piston 34, which is composite and which comprises on the one hand a movable and hollow cylinder 38, and on the other hand a secondary hydraulic piston 40.
  • the interior volume 42 of the movable cylinder 38 communicates with the interior volume 36 of the master cylinder by means of at least one orifice, such as 44, formed in the movable cylinder 38 in an axial direction.
  • this movable cylinder 38 slides in leaktight manner in the master cylinder 200, the seal being obtained by virtue of the less to an annular cup 46.
  • the secondary hydraulic piston 40 slides inside the movable cylinder 38, in leaktight manner thanks to an annular cup 48. Furthermore, the movable cylinder 38 is made integral with the rigid skirt 20 by means of a connecting piece 50.
  • the secondary hydraulic piston 40 constitutes the axial extension of a push rod 52 of the booster, capable of transmitting on the one hand the input force exerted on the control rod 28, and on the other hand a fraction of the force assistance developed by the pneumatic piston 22, these forces being transmitted, in a manner known per se, by means of a reaction disc 54 on one face of which rests this pneumatic piston and a plunger 56 actuated by the rod control, and the other side of which rests on a bearing surface 58 secured to the push rod 52. Provision may be made to provide the cylinder 38 with a stop to limit the free sliding of the secondary hydraulic piston 40 relative to the hollow movable cylinder 38, and consequently limit the free sliding of the movable partition 16 relative to the pneumatic pisto 22. The the same limitation may be obtained by means of stops provided on the central part 21 of the rigid skirt 20 and on the pneumatic piston 22.
  • valve 26 When the control rod 28 is in the rest position shown in Figure 1, that is to the right, the valve 26 normally establishes communication between the two chambers 12 and 14 of the booster.
  • the actuation of the control rod 28 to the left has the effect, firstly, of moving the valve 26 so that it isolates the chambers 12 and 14 from each other, then secondly, to move this valve so that it opens the rear chamber 14 at atmospheric pressure.
  • the movable partition 20 in its movement drives the main hydraulic piston 38 via the connecting piece 50, thereby increasing the hydraulic pressure in the interior volume 36 of the master cylinder 200, which rises sharply and s 'establishes, by circulation of hydraulic fluid through the passages 44, in the internal volume 42 of the movable cylinder 38.
  • the movement of the movable partition 20 continues until it abuts on the pneumatic piston 22, or until the hollow cylinder 38 abuts on the secondary hydraulic piston 40.
  • the pressure obtained in this operating phase corresponds to the minimum pressure necessary to initiate braking. This minimum pressure was thus obtained for a very short stroke of the control rod.
  • the pressure in the internal volume 42 also causes a force to appear on the secondary hydraulic piston 40 which tends to push this secondary piston 40 towards the rear towards the control rod 28, that is to say to the right in FIG. 1.
  • This force on the secondary hydraulic piston thus constitutes a reaction force depending on the assistance force, and opposing the force transmitted through the reaction disc 54, and allowing the control of the force d assistance by the input force, by means of a mixed reaction, that is to say both hydraulic and mechanical.
  • a mixed reaction that is to say both hydraulic and mechanical.
  • the length of the master cylinder must be such that it allows the main hydraulic piston 34 to carry out this additional stroke of the piston 34 relative to that of the control rod 28, added to the stroke necessary to obtain the desired effective braking pressure and force.
  • the present invention specifically aims to avoid this drawback, and to allow the braking device to operate as just described, and therefore to allow the main hydraulic piston 34 to perform an additional stroke to obtain the minimum pressure. braking, without significantly increasing the total length of the master cylinder.
  • the bore in which the hollow cylinder 38 slides is stepped, and has a radial shoulder 60 between the front portion 62 of smaller diameter and the rear portion 64 of larger diameter .
  • the hollow movable cylinder 38 is itself a stage, and has a radial shoulder 66 between its front 38a and rear 38b parts cooperating respectively with the bore parts 62 and 64.
  • An annular seal 65 is disposed in the bore portion 62, and is capable of cooperating with the front portion 38a of the cylinder 38 after a predetermined stroke of the latter, as will be seen later.
  • An annular piston 70 is capable of sliding in leaktight manner on the cylinder 38a thanks to two seals 72 and 73, and in the bore 64 thanks to a seal 74.
  • the annular piston 70, the bore 64, the shoulder 66 and the cylinder 38a thus define an annular chamber 76 of variable volume, capable of communicating with the interior volume 42 of the movable cylinder
  • the cylinder 38 also comprises a calibrated non-return valve 80, disposed between a passage 82 (FIGS. 3 and 4) for communication with the annular chamber 76, and a radial passage 84 opening onto the external surface of the part 38b of the cylinder 38, behind the annular cup 46.
  • a calibrated non-return valve 80 disposed between a passage 82 (FIGS. 3 and 4) for communication with the annular chamber 76, and a radial passage 84 opening onto the external surface of the part 38b of the cylinder 38, behind the annular cup 46.
  • a compression spring 86 is disposed in the chamber 76 between the shoulder 66 of the cylinder 38 and the annular piston 70, to urge the latter permanently forward.
  • a stop 88 consisting for example of a shoulder, is formed on the part 38a of the cylinder 38 to define the rest position of the annular piston 70 relative to the cylinder 38.
  • a stop 90 is likewise formed inside the cylinder 38 to limit the rearward movement of the secondary hydraulic piston 40 relative to the cylinder 38.
  • the stop 88 maintains the annular piston 70 at an axial distance L from the shoulder 60 of the bore, and the stop 90 is located at the same axial distance L in rear of the secondary hydraulic piston 40.
  • the annular seal 65 is at an axial distance L in front of the front end of the part 38a of the cylinder 38. At rest, all the moving parts occupy their rear position shown in FIG. 2, except for the annular piston 70 which bears forwards on the stop 88.
  • the actuation of the pedal 25 causes the movement of the control rod 28 and of the plunger 56 to the left.
  • the movable partition 20 in its movement drives the main hydraulic piston 3 via the connecting piece 50.
  • the hydraulic pressure in the interior volumes 36 of the master- cylinder and 4 of cylinder 38, in volume 91 and in annular chamber 76 begins to rise.
  • the non-return valve 80 being calibrated so as not to open in this phase of operation, the annular piston 70 accompanies the cylinder 38 in its movement under the action of the spring 86, so that the volume swept by this cylinder mobile equipment 38 / pisto
  • the different elements of the master cylinder are then in the position which has been represented in FIG. 3.
  • the volume 91 is then isolated from the rest of the master cylinder since it is then confined by the seals 73, 74 and 65.
  • the non-return valve 80 is ta é to open to the value of the pressure reached at this time of operation.
  • this pressure acting on the secondary hydraulic piston 40 creates a reaction force dependent on the assistance force, and allowing the control of the assistance force by the input force, by means of of a mixed reaction, ie both hydraulic and mechanical.
  • the different elements of the master cylinder are then in the position which has been shown in FIG. 4.
  • the operation of the master cylinder 200 and of the booster 100 is then identical to that of a conventional assisted braking device.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de freinage assisté pour véhicule automobile, comprenant un maître-cylindre (200) et un servomoteur pneumatique d'assistance (100) susceptible d'être commandé par une tige de commande (28) contrôlant l'ouverture d'un clapet (26), pour actionner le piston hydraulique principal (34) du maître-cylindre. Le servomoteur comporte une enveloppe rigide (10) séparée de façon étanche en deux chambres (12, 14) au moyen d'une cloison mobile (16) susceptible d'entraîner un piston pneumatique (22) mobile par rapport à l'enveloppe (10). Le piston hydraulique principal (34) du maître-cylindre comporte un cylindre mobile creux (38) à l'intérieur duquel coulisse de façon étanche un piston hydraulique secondaire (40). La cloison mobile (16) est solidaire du cylindre mobile (38) et elle est montée coulissante sur le piston pneumatique (22) de manière à pouvoir coulisser par rapport à lui vers l'avant sur une distance axiale (L), depuis une position initiale dans laquelle elle est en butée vers l'arrière contre le piston pneumatique (22), dans une position finale où le cylindre mobile (38) est en butée sur le piston secondaire (40). Selon l'invention, un piston annulaire (70) est maintenu solidaire du piston hydraulique principal (34) lorsque la course de ce dernier dans l'alésage (62, 64) est inférieure à la distance axiale (L), le piston annulaire (70) étant susceptible de coulisser sur le piston hydraulique principal (34) lorsque la course de ce dernier dans l'alésage (62, 64) est supérieure à la distance axiale (L).

Description

DISPOSITIF DE FREINAGE ASSISTE A COURSE REDUITE
La présente invention concerne un dispositif de freinage assisté, du type de ceux qui sont utilisés pour assurer le freinage des véhicules automobiles.
De tels dispositifs de freinage sont connus depuis longtemps et comprennent de façon classique d'une part un maître-cylindre rempli d'un fluide de freinage et équipé d'un piston hydraulique principal destiné à recevoir une force d'actionnement se composant d'une force d'entrée et d'une force d'assistance agissant toutes deux suivant une direction axiale, et d'autre part un servomoteur pneumatique d'assistance susceptible d'être commandé par application de la force d'entrée sur une tige de commande contrôlant l'ouverture d'un clapet, pour exercer la force d'actionnement sur le piston hydraulique principal, le servomoteur comportant une enveloppe rigide séparée de façon étanche en deux chambres au moyen d'une cloison mobile susceptible d'être sollicitée par une différence de pression entre les deux chambres résultant de l'ouverture du clapet et d'entraîner un piston pneumatique mobile par rapport à l'enveloppe et portant le clapet, la force d'entrée étant transmise par l'intermédiaire d'un disque de réaction sur lequel s'appuie également le piston pneumatique pour lui fournir une partie au moins de la force d'assistance.
Un dispositif de ce type est bien connu dans l'art antérieur et se trouve par exemple décrit dans le document US-A-4 491 058.
On a cherché depuis longtemps à perfectionner ces dispositifs pour que la course totale de 1a tige de commande, et donc disponible pour la pédale de frein, soit le résultat d'un compromis entre deux paramètres contradictoires, de façon à obtenir ce qu'il est convenu d'appeler dans la technique une bonne sensation pédale.
En effet, la course de la tige de commande doit être juste suffisante pour que le conducteur puisse contrôler de façon optimale de la décélération du véhicule lors d'un freinage. Cependant, la course totale de la tige de commande se trouve nécessairement allongée d'une course initiale relativement importante au cours de laquelle la pression hydraulique dans le circuit de freinage atteint une valeur minimale, au delà de laquelle toute augmentation de pression résultera en une action effective de freinage.
Pour résoudre ce problème, on a déjà proposé une solution, par exemple dans le document FR-A-2 696 141, correspondant au préambule de la revendication principale, et selon laquelle le piston hydraulique principal du maître-cylindre comporte lui-même un cylindre mobile creux communiquant avec le maître-cylindre, qui reçoit une partie au moins de la force d'assistance et à l'intérieur duquel coulisse sur une distance axiale L, de façon étanche et suivant la direction axiale, un piston hydraulique secondaire susceptible de recevoir au moins la force d'entrée, la cloison mobile étant montée coulissante sur le piston pneumatique de manière à pouvoir coulisser sur la distance axiale L par rapport à lui en direction du maître-cylindre, depuis une position relative initiale dans laquelle elle est en butée vers l'arrière contre le piston pneumatique, et appuyant au moins indirectement sur le cylindre mobile vers l'avant lorsqu'elle est sollicitée par une différence de pression. Une telle solution permet d'obtenir la pression minimale de freinage en réponse à un course initiale de la tige de commande très faible, et même imperceptible pour le conducteur du véhicule. Cette solution implique toutefois une augmentation de la course du piston principal du maître-cylindre, et corrélativement une augmentation de la longueur axiale de celui-ci, et par conséquent une augmentation de la longueur du dispositif de freinage, dont l'encombrement total peut interdire son implantation dans le compartiment moteur de certains véhicules. La présente invention a donc pour objet de proposer un dispositif de freinage assisté dont l'efficacité se manifeste dès le début du freinage, c'est-à-dire après une très faible course initiale de la pédale de frein, et dont l'encombrement ne soit pas supérieur à celui d'un dispositi de freinage classique, tel qu'illustré par exemple par le premier document précité. Dans ce but, l'invention propose un dispositif de freinage assisté du type défini plus haut, dans lequel un piston annulaire est maintenu solidaire du piston hydraulique principal lorsque la course de ce dernier dans l'alésage est inférieure à la distance axiale L, le piston annulaire étant susceptible de coulisser sur le piston hydraulique principal lorsque la course de ce dernier dans l'alésage est supérieure à la distance axiale L.
De la sorte, le piston hydraulique principal présente une section variable en fonction de sa position dans l'alésage, cette section étant notablement plus importante sur la première partie de sa course. Une telle section agrandie permet ainsi d'obtenir la pression minimale de freinage désirée après une course du piston correspondant à la distance axiale L.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui suit d'un mode de réalisation, donné à titre indicatif et nullement limitatif) en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue en coupe partielle d'un dispositif de freinage assisté de type connu par exemple du deuxième document précité;
- la Figure 2 est une vue en coupe partielle et schématique d'un dispositif de freinage assisté conforme à la présente invention, représenté en position de repos;
- la Figure 3 est une vue semblable à celle de la Figure 2, à plus grande échelle, le dispositif étant représenté dans une deuxième position, et
- la Figure 4 est une vue semblable à celle de la Figure 3, le dispositif étant représenté dans une troisième position.
La Figure 1 représente une vue en coupe partielle d'un dispositif de freinage assisté, constitué d'un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage, désigné dans son ensemble par la référence 100, et d'un maître-cylindre, désigné dans son ensemble par la référence 200.
Le servomoteur 100 est prévu pour être fixé de façon habituelle sur un tablier de séparation entre un compartiment moteur et l'habitacle d'un véhicule, et pour être actionné par une pédale de freinage située dans cet habitacle. Le maître-cylindre 200 commandant le circuit de freinage hydraulique du véhicule est prévu pour être fixé sur le servomoteur 100. Par convention, on appelle "avant" du dispositif de freinage la partie de ce dernier tournée vers le maître-cylindre 200 et "arrière" la partie tournée vers la pédale de frein. Sur les Figures, l'avant est ainsi à gauche et l'arrière à droite.
Le servomoteur 100 comprend lui-même une enveloppe 10 en forme de coquille d'axe X-X* et séparée de façon étanche en une chambre avant 12 et une chambre arrière 14 par une structure de cloison mobile 16 comprenant une membrane déroulante 18 et une jupe rigide 20 reliées à un piston pneumatique 22, l'ensemble étant mobile à l'intérieur de l'enveloppe 10 selon l'axe X-X'.
De façon plus précise, la cloison mobile 16 est, de préférence par l'intermédiaire de la partie centrale 21 de sa jupe rigide 20, montée librement coulissante par rapport au piston pneumatique 22. La chambre avant 12 est en permanence raccordée à une source de dépression (non représentée) par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour 24. La pression dans la chambre arrière 14 est contrôlée par un clapet 26, commandé par une tige de commande 28 disposée selon l'axe X-X et reliée à une pédale de frein 25 (Figure 2). Le piston 22 est sollicité vers sa position arrière de repos, vers la droite, par un ressort
30 prenant appui sur la face avant de l'enveloppe 10, et la jupe rigide 20 est elle-même sollicitée vers sa position arrière de repos, vers la droite, par un ressort 32 prenant appui sur le piston 22. Le maître-cylindre 200 comporte un piston hydraulique principal 34, qui est composite et qui comprend d'une part un cylindre 38 mobile et creux, et d'autre part un piston hydraulique secondaire 40.
Le volume intérieur 42 du cylindre mobile 38 communique avec le volume intérieur 36 du maître-cylindre par l'intermédiaire d'au moins un orifice, tel que 44, ménagé dans le cylindre mobile 38 suivant une direction axiale.
En dehors du passage de fluide que permettent ces passages 44 entre le volume intérieur 36 du maître-cylindre 200 et celui du cylindre mobile 38, ce cylindre mobile 38 coulisse de façon étanche dans le maître-cylindre 200, l'étanchéité étant obtenue grâce au moins à une coupelle annulaire 46.
Le piston hydraulique secondaire 40, quant à lui, coulisse à l'intérieur du cylindre mobile 38, de façon étanche grâce à une coupelle annulaire 48. Par ailleurs, le cylindre mobile 38 est rendu solidaire de la jupe rigide 20 au moyen d'une pièce de liaison 50.
Le piston hydraulique secondaire 40 constitue le prolongement axial d'une tige de poussée 52 du servomoteur, susceptible de lui transmettre d'une part la force d'entrée exercée sur la tige de commande 28, et d'autre part une fraction de la force d'assistance développée par le piston pneumatique 22, ces forces étant transmises, de façon en soi connue, par l'intermédiaire d'un disque de réaction 54 sur une face duquel s'appuient ce piston pneumatique et un plongeur 56 actionné par la tige de commande, et dont l'autre face s'appuie sur une surface d'appui 58 solidaire de la tige de poussée 52. On pourra prévoir de munir le cylindre 38 d'une butée pour limiter le libre coulisseme du piston hydraulique secondaire 40 par rapport au cylindre mobile creux 38, et p conséquent limiter le libre coulissement de la cloison mobile 16 par rapport au pisto pneumatique 22. La même limitation pourra être obtenue au moyen de butées prévues sur l partie centrale 21 de la jupe rigide 20 et sur le piston pneumatique 22.
Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant.
Lorsque la tige de commande 28 est dans la position de repos représentée sur la Figur 1, c'est à dire vers la droite, le clapet 26 établit normalement une communication entre les deu chambres 12 et 14 du servomoteur.
La chambre arrière 14 étant alors soumise à la même dépression que la chambre avan 12, le piston 22 et la jupe rigide 20 sont repoussés vers la droite, en position de repos, par le ressorts 30 et 32 respectivement.
L'actionnement de la tige de commande 28 vers la gauche a pour effet, dans un premie temps, de déplacer le clapet 26 de façon qu'il isole l'une de l'autre les chambres 12 et 14 puis dans un deuxième temps, de déplacer ce clapet de façon qu'il ouvre la chambre arrière 14 à l pression atmosphérique.
La différence des pressions régnant dans les deux chambres 12 et 14, alors ressentie pa la membrane 18, exerce sur la cloison mobile 20 une poussée qui tend à les déplacer ver l'avant. La précontrainte au repos du ressort 32 étant notablement inférieure à celle du ressor 30, la cloison mobile 20 se déplace seule en comprimant le ressort 32.
La cloison mobile 20 entraîne dans son mouvement le piston hydraulique principal 38 par l'intermédiaire de la pièce de liaison 50, faisant ainsi augmenter la pression hydraulique dans le volume intérieur 36 du maître-cylindre 200, qui s'élève de façon nette et s'établit, par circulation de fluide hydraulique à travers les passages 44, dans le volume interne 42 du cylindre mobile 38.
Le mouvement de la cloison mobile 20 se poursuit jusqu'à ce qu'elle vienne en butée sur le piston pneumatique 22, ou jusqu'à ce que le cylindre creux 38 vienne en butée sur le piston hydraulique secondaire 40. La pression obtenue dans cette phase de fonctionnement correspond à la pression minimale nécessaire pour amorcer le freinage. Cette pression minimale a ainsi été obtenue pour une course très faible de la tige de commande.
Il n'y a plus à ce moment de mouvement relatif entre la jupe 20 et le piston 22 qui se déplacent alors ensemble quand le piston pneumatique 22 se déplace lui-même, c'est à dire si le conducteur du véhicule augmente son effort sur la pédale de frein.
La pression dans le volume interne 42 fait de plus apparaître, sur le piston hydraulique secondaire 40, une force qui tend à repousser vers l'arrière ce piston secondaire 40 vers la tige de commande 28, c'est-à-dire vers la droite sur la figure 1. Cette force sur le piston hydraulique secondaire constitue ainsi une force de réaction dépendant de la force d'assistance, et s'opposant à la force transmise à travers le disque de réaction 54, et permettant le contrôle de la force d'assistance par la force d'entrée, au moyen d'une réaction mixte, c'est à dire à la fois hydraulique et mécanique. Un tel dispositif permet donc d'obtenir une pression relativement élevée dans le maître- cylindre, du fait que la jupe 20 et le piston hydraulique principal 34 du maître-cylindre ont accompli une course supérieure à celle de la tige de commande 28, une partie de cette course du piston 34 ayant été imperceptible pour le conducteur. Il en résulte donc que la longueur du maître-cylindre doit être telle qu'elle permette au piston hydraulique principal 34 d'effectuer cette course supplémentaire du piston 34 par rapport à celle de la tige de commande 28, additionnée de la course nécessaire pour obtenir la pression et l'effort de freinage effectif désirés. La présente invention a précisément pour but d'éviter cet inconvénient, et de permettre au dispositif de freinage de fonctionner comme on vient de le décrire, et donc de permettre au piston hydraulique principal 34 d'effectuer une course supplémentaire pour obtenir la pression minimale de freinage, sans allonger pour autant de façon sensible la longueur totale du maître- cylindre.
Comme on l'a représenté sur les Figures 2 à 4, l'alésage dans lequel coulisse le cylindre creux 38 est étage, et comporte un épaulement radial 60 entre la partie avant 62 de plus petit diamètre et la partie arrière 64 de plus grand diamètre. Le cylindre mobile creux 38 est lui-même étage, et comporte un épaulement radial 66 entre ses parties avant 38a et arrière 38b coopérant respectivement avec les parties d'alésage 62 et 64.
Un joint annulaire 65 est disposé dans la partie d'alésage 62, et est susceptible de coopérer avec la partie avant 38a du cylindre 38 après une course prédéterminée de ce dernier, comme on le verra par la suite.
Un piston annulaire 70 est susceptible de coulisser de façon étanche sur le cylindre 38a grâce à deux joints 72 et 73, et dans l'alésage 64 grâce à un joint 74. Le piston annulaire 70, l'alésage 64, l'épaulement 66 et le cylindre 38a définissent ainsi une chambre annulaire 76 de volume variable, susceptible de communiquer avec le volume intérieur 42 du cylindre mobile
38 par au moins un passage radial 78.
Le cylindre 38 comporte encore un clapet anti-retour taré 80, disposé entre un passage 82 (Figures 3 et 4) de communication avec la chambre annulaire 76, et un passage radial 84 débouchant à la surface extérieure de la partie 38b du cylindre 38, en arrière de la coupelle annulaire 46.
Enfin, un ressort de compression 86 est disposé dans la chambre 76 entre l'épaulement 66 du cylindre 38 et le piston annulaire 70, pour solliciter ce dernier en permanence vers l'avant. Une butée 88, constituée par exemple d'un épaulement, est formée sur la partie 38a du cylindre 38 pour définir la position de repos du piston annulaire 70 par rapport au cylindre 38. Une butée 90 est de même formée à l'intérieur du cylindre 38 pour limiter le mouvement vers l'arrière du piston hydraulique secondaire 40 par rapport au cylindre 38.
Comme on le voit sur la Figure 2, en position de repos, la butée 88 maintient le piston annulaire 70 à une distance axiale L de l'épaulement 60 de l'alésage, et la butée 90 est située à la même distance axiale L en arrière du piston hydraulique secondaire 40. De plus, le joint annulaire 65 est à une distance axiale L en avant de l'extrémité avant de la partie 38a du cylindre 38. Au repos, toutes les pièces mobiles occupent leur position arrière représentée sur l Figure 2, sauf le piston annulaire 70 qui est en appui vers l'avant sur la butée 88. Le volum intérieur 36 du maître-cylindre, le volume interne 42 du cylindre mobile 38, le volume 91 situ entre le piston annulaire 70 et l'épaulement 60 et la chambre annulaire 76 communiquent entr eux et avec un réservoir de fluide sous basse pression (non représenté) par l'intermédiaire d'u orifice de dilatation 92
Comme on l'a vu plus haut, l'actionnement de la pédale 25 provoque le mouvement d la tige de commande 28 et du plongeur 56 vers la gauche. Le clapet 26, dans un premie temps, isole l'une de l'autre les chambres 12 et 14 puis, dans un deuxième temps, ouvre l chambre arrière 14 à la pression atmosphérique.
La différence des pressions régnant dans les deux chambres 12 et 14 exerce sur l cloison mobile 20 une poussée qui tend à la déplacer seule vers l'avant, le piston pneumatiqu 22 étant maintenu dans sa position arrière sous l'effet de la précontrainte du ressort 32.
La cloison mobile 20 entraîne dans son mouvement le piston hydraulique principal 3 par l'intermédiaire de la pièce de liaison 50. Dès que la coupelle annulaire 46 a dépassé l'orific de dilatation 92, la pression hydraulique dans les volumes intérieurs 36 du maître-cylindre et 4 du cylindre 38, dans le volume 91 et dans la chambre annulaire 76 commence à s'élever.
Le clapet anti-retour 80 étant taré pour ne pas s'ouvrir dans cette phase d fonctionnement, le piston annulaire 70 accompagne le cylindre 38 dans son mouvement sou l'action du ressort 86, de sorte que le volume balayé par cet équipage mobile cylindre 38/pisto
70 est défini par la section de l'alésage 64, diminuée de la section du piston hydrauliqu secondaire 40 qui reste fixe dans cette phase de fonctionnement.
Ce mouvement se poursuit sur toute la distance axiale L, de même que l'augmentatio de la pression hydraulique, jusqu'à ce que le piston annulaire 70 vienne en butée contr l'épaulement 60, la butée 90 à l'intérieur du cylindre 38 venant pratiquement simultanément au contact du piston hydraulique secondaire 40 en fonction des tolérances de fabrication, de même que l'extrémité avant de la partie 38a du cylindre 38 vient coopérer avec le joint annulaire 65.
Les différents éléments du maître-cylindre sont alors dans la position qui a été représentée sur la Figure 3. Le volume 91 se trouve alors isolé du reste du maître-cylindre puisqu'il est alors confiné par les joints 73, 74 et 65. D'autre part, le clapet anti-retour 80 est ta é pour s'ouvrir à la valeur de la pression atteinte à cet instant du fonctionnement.
Il ne peut donc plus y avoir à ce moment de mouvement relatif entre le cylindre 38 et le piston secondaire 40, ni entre la jupe 20 et le piston 22 qui se déplacent alors ensemble quand le piston pneumatique 22 se déplace lui-même, c'est à dire si le conducteur du véhicule augmente son effort sur la pédale de frein.
Dans cette hypothèse, le cylindre 38 et le piston secondaire 40 se déplacent ensemble, de sorte que le passage radial 78 dépasse le joint annulaire 72 tout en restant en arrière du joint
73, fermant ainsi la communication entre la chambre annulaire 76 et le volume intérieur 42 du cylindre creux 38 d'une part et le volume intérieur 36 du maître-cylindre d'autre part peu après que le cylindre 38 ait parcouru la distance axiale L augmentée de la longueur axiale des joints 72 et 65. Le clapet 80 étant alors ouvert permet au fluide contenu dans la chambre annulaire 76 de retourner au réservoir par le passage radial 84 et l'orifice de dilatation 92 ou un orifice de compensation 94 communiquant avec le réservoir de fluide sous basse pression, le ressort 86 se comprimant progressivement.
La pression dans les volumes 36 et 42 continue ainsi d'augmenter, le volume balayé par cet équipage mobile cylindre 38/piston secondaire 40 étant défini par la section de la partie avant 38a du cylindre 38 coulissant dans le piston annulaire 70, qui reste fixe dans cette phase de fonctionnement. De façon avantageuse, on pourra prévoir que cette section soit égale à la section de la partie d'alésage de plus petit diamètre 62, cette disposition permettant d'utiliser un maître-cylindre en tandem comme on l'a représenté sur la Figure 2.
Comme on l'a vu plus haut, cette pression agissant sur le piston hydraulique secondaire 40 crée une force de réaction dépendant de la force d'assistance, et permettant le contrôle de la force d'assistance par la force d'entrée, au moyen d'une réaction mixte, c'est à dire à la fois hydraulique et mécanique.
Les différents éléments du maître-cylindre sont alors dans la position qui a été représentée sur la Figure 4. Le fonctionnement du maître-cylindre 200 et du servomoteur 100 est alors identique à celui d'un dispositif de freinage assisté classique.
Lorsque le conducteur du véhicule relâche son effort sur la pédale de frein pour mettre fin à l'action de freinage, tous les éléments mobiles sont rappelés vers l'arrière. En particulier, le clapet anti-retour 80 se referme, de sorte que le volume de la chambre annulaire 76 ne peut augmenter. Le piston annulaire 70 accompagne donc le cylindre 38 dans son mouvement vers l'arrière, jusqu'à ce que la coupelle annulaire 46 découvre l'orifice de dilatation 92.
A ce moment, l'extrémité avant de la partie 38a du cylindre 38 a cessé de coopérer avec le joint annulaire 65, de sorte que la communication entre le volume 91 et le reste du maître- cylindre a été rétablie et que le ressort 86 peut repousser le piston annulaire 70 vers l'avant, en appui sur la butée 88. Tous les éléments reprennent alors leur position de repos représentée sur la Figure 2, autorisant ainsi une nouvelle action de freinage telle qu'on vient de la décrire.
On voit donc bien qu'on a réalisé un dispositif de freinage assisté conforme au but que s'était fixé la présente invention. En effet, dans la première phase de fonctionnement pour obtenir la pression minimale de freinage effectif, pendant laquelle la cloison mobile 16 coulisse par rapport au piston pneumatique 22, et où le cylindre 38 coulisse sur le piston hydraulique secondaire 40, c'est à dire pour une course initiale L de la cloison mobile 16, le volume de fluide déplacé par l'équipage mobile cylindre 38/piston 70 est notablement supérieur au volume de fluide déplacé par l'équipage mobile cylindre 38/piston secondaire 40 au cours de la seconde phase de fonctionnement pendant laquelle tous les éléments se déplacent ensemble, sauf le piston annulaire 70, pour obtenir la pression et l'action de freinage désirées.
Tout se passe donc comme si le piston hydraulique principal du maître-cylindre avait une section variable le long de sa course dans son alésage, sa section étant plus grande sur la première partie L de sa course que sur la deuxième partie, après avoir parcouru la distance axiale L.
Ainsi, en fonction des caractéristiques du système de freinage d'un type de véhicule sur lequel on désire installer le dispositif de freinage assisté de l'invention, et par un choix judicieux des sections transversales du piston annulaire 70 et de la partie avant 38a du cylindre 38, de distance axiale L entre le piston annulaire 70 et l'épaulement 60 et entre la butée 90 et le pisto secondaire 40 au repos, et du tarage du clapet anti-retour 80, on pourra donc bien obtenir l pression minimale de freinage effectif sans avoir besoin d'allonger d'autant le maître-cylindre, tout en ayant une course du piston hydraulique principal 34, muni du piston annulaire 7 supérieure à la course de la tige de commande 28.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrit mais elle est susceptible au contraire de recevoir de nombreuses modifications qui apparaîtro à l'homme du métier, sans sortir du cadre des revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Dispositif de freinage assisté pour véhicule automobile, comprenant d'une part un maître-cylindre (200) rempli d'un fluide de freinage et équipé d'un piston hydraulique principal (34) destiné à recevoir une force d'actionnement se composant d'une force d'entrée et d'une force d'assistance agissant toutes deux suivant une direction axiale (X-X), et d'autre part un servomoteur pneumatique d'assistance (100) susceptible d'être commandé par application de la force d'entrée sur une tige de commande (28) contrôlant l'ouverture d'un clapet (26), pour exercer la force d'actionnement sur le piston hydraulique principal (34), le servomoteur (100) comportant une enveloppe rigide (10) séparée de façon étanche en deux chambres (12,14) au moyen d'une cloison mobile (16) susceptible d'être sollicitée par une différence de pression entre les deux chambres (12,14) résultant de l'ouverture du clapet (26) et d'entraîner un piston pneumatique (22) mobile par rapport à l'enveloppe (10), portant le clapet (26) et contribuant au moins à transmettre la force d'assistance, le piston hydraulique principal (34) du maître- cylindre (200) comportant lui-même un cylindre mobile creux (38) coulissant dans un alésage (62,64) et communiquant avec le maître-cylindre, recevant une partie au moins de la force d'assistance et à l'intérieur duquel coulisse sur une distance axiale (L), de façon étanche et suivant la direction axiale (X-X1), un piston hydraulique secondaire (40) susceptible de recevoir au moins la force d'entrée, la cloison mobile (16) étant montée coulissante sur le piston pneumatique (22) de manière à pouvoir coulisser sur la distance axiale (L) par rapport à lui en direction du maître-cylindre (200), depuis une position relative initiale dans laquelle elle est en butée vers l'arrière contre le piston pneumatique (22), et appuyant au moins indirectement sur le cylindre mobile (38) vers l'avant lorsqu'elle est sollicitée par une différence de pression, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'un piston annulaire (70) est maintenu solidaire du piston hydraulique principal (34) lorsque la course de ce dernier dans l'alésage (62,64) est inférieure à la distance axiale (L), le piston annulaire (70) étant susceptible de coulisser sur le piston hydraulique principal (34) lorsque la course de ce dernier dans l'alésage (62,64) est supérieure à la distance axiale (L).
2 - Dispositif de freinage assisté selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alésage (62,64) est étage, et comporte un épaulement radial (60) entre une partie avant (62) de plus petit diamètre et une partie arrière (64) de plus grand diamètre, et en ce que le cylindre mobile creux (38) est étage, et comporte un épaulement radial (66) entre une partie avant (38a) de plus petit diamètre et une partie arrière (38b) de plus grand diamètre.
3 - Dispositif de freinage assisté selon la revendication 2, caractérisé en ce que le piston annulaire (70) est susceptible de coulisser de façon étanche sur la partie avant (38a) du cylindre mobile creux (38) et dans la partie arrière (64) de l'alésage étage (62,64).
4 - Dispositif de freinage assisté selon la revendication 3, caractérisé en ce que le piston annulaire (70), la partie arrière (64) de l'alésage étage (62,64), l'épaulement (66) et la partie avant (38a) du cylindre mobile creux (38) définissent une chambre annulaire (76) de volume variable.
5 - Dispositif de freinage assisté selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chambre annulaire (76) de volume variable est susceptible de communiquer avec le volume intérieur (42) du cylindre mobile creux (38) par au moins un passage radial (78). 6 - Dispositif de freinage assisté selon la revendication 5, caractérisé en ce que l communication entre la chambre annulaire (76) de volume variable et le volume intérieur (4 du cylindre mobile creux (38) est interrompue peu après que le cylindre mobile creux (38) a parcouru la distance axiale (L).
7 - Dispositif de freinage assisté selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un clap anti-retour taré (80) est disposé dans une communication (82,84) entre la chambre annulair (76) et un réservoir de fluide sous basse pression. 8 - Dispositif de freinage assisté selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un resso de compression (86) est disposé dans la chambre annulaire (76) entre le piston annulaire (70 et l'épaulement (66) du cylindre mobile creux (38).
9 - Dispositif de freinage assisté selon l'une des revendications précédentes, caractéris en ce que, au repos, une butée (88) formée sur la partie avant (38a) du cylindre mobile creu
(38) maintient le piston annulaire (70) à la distance axiale (L) de l'épaulement 60) de l'alésag
(62,64), et en ce qu'une butée (90) formée dans le cylindre mobile creux (38) est située à l distance axiale (L) d'une extrémité arrière du piston hydraulique secondaire (40).
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