Domaine de l'invention

La présente invention se rapporte à un Servofrein à dépression comprenant un boîtier à dépression subdivisé par un piston en une chambre à vide et une chambre à pression variable pour amplifier l'effort d'entrée et appliquer l'effort de sortie sur le maître cylindre 2, le piston étant porté par un corps de clapet relié à la tige de commande par un piston plongeur coopérant avec le clapet pour commander d'une part la mise sous vide de la chambre à pression variable et d'autre part la mise à l'atmosphère de cette chambre au moment du freinage, en fonction de l'ac tionnement de la tige de commande déplaçant le piston plongeur par rapport au corps, l'arrière du corps étant muni d'ouvertures d'entrée d'air et d'un filtre d'entrée, le chemin de l'air étant composé de l'ouverture à travers le filtre d'entrée, de l'intérieur du corps et du passage du siège d'étanchéité commandé par le clapet pour traverser un canal du corps débouchant entre le couvercle et le piston dans la chambre à pression variable.

Etat de la technique

On connaît déjà un tel servofrein à dépression de façon générale. Ce servofrein à dépression a l'inconvénient d'être d'un fonctionnement bruyant par l'arrivée brusque et rapide de l'air extérieur dans la chambre à pression variable au moment d'une action de freinage.

But de l'invention

La présente invention a pour but de réduire le bruit de fonctionnement d'un servofrein à dépression du type défini ci-dessus à la fois pour réduire le bruit de fonctionnement pour le ou les passagers du véhicule et les nuisances vis-à-vis de l'environnement sans dégrader les caractéristiques d'assistance au freinage.

Exposé et avantages de l'invention

A cet effet, l'invention a pour objet un servofrein à dépression comprenant un boîtier à dépression subdivisé par un piston en une chambre à vide et une chambre à pression variable pour amplifier l'effort d'entrée et appliquer l'effort de sortie sur le maître cylindre,

le piston étant porté par un corps de clapet relié à la tige de commande par un piston plongeur coopérant avec le clapet du corps pour commander d'une part la mise sous vide de la chambre à pression variable et d'autre part la mise à l'atmosphère de cette chambre au moment du freinage, en fonction de l'actionnement de la tige de commande déplaçant le piston plongeur par rapport au corps, l'arrière du corps étant muni d'ouvertures d'entrée d'air avec un filtre d'entrée, le chemin de l'air étant composé de l'ouverture à travers le filtre d'entrée, l'intérieur du corps et le passage du siège d'étanchéité commandé par le clapet pour traverser un canal du corps débouchant entre le couvercle et le piston dans la chambre à pression variable, ce servofrein à dépression étant caractérisé en ce que le débouché du canal du corps dans l'entrée de la chambre à pression variable est couvert par un filtre ralentisseur qui freine le flux d'air arrivant dans la chambre à pression variable.

Le servofrein à dépression selon l'invention a l'avantage d'être d'un fonctionnement très silencieux sans sifflement perceptible du fait du ralentissement de l'air arrivant dans la chambre à pression variable au moment d'une action de freinage, à l'ouverture de la soupape du clapet commandant l'alimentation en air de la chambre à pression variable.

Le filtre ralentisseur sur le chemin de l'air réduit certes la vitesse instantanée de l'air entrant dans la chambre à pression variable mais ce ralentissement ne dégrade pas les caractéristiques du servofrein à dépression car il se fait sur une période très courte de la phase de freinage. De plus, cette action au niveau du servofrein à dépression n'intervient pas sur les systèmes de freinage en aval du maître-cylindre.

La réalisation de l'invention est particulièrement simple puisqu'elle ne modifie pas la ligne de fabrication du servofrein à dépression. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le filtre ralentisseur est une mousse perméable telle qu'une mousse de polyuré- thane à pores ouvertes.

Suivant une autre caractéristique, le filtre ralentisseur est fixé sur le corps du clapet au-dessus du débouché du canal par collage. Suivant une autre caractéristique, le filtre ralentisseur est fixé sur le corps du clapet au-dessus du débouché du canal par collage. Suivant une autre caractéristique, le filtre est un collier de mousse engagé sur le corps de clapet. L'élasticité de la matière du collier formant le filtre as- sure la tenue du filtre sur le corps de clapet. Cette réalisation a l'avantage de permettre un montage particulièrement simple.

Ces opérations de montage du servofrein à dépression selon l'invention ne sont pratiquement pas modifiées par la présence du filtre ralentisseur et son installation au moment du montage.

Dessins

La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un servofrein à dépression représenté dans les dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 est une vue en coupe axiale de l'ensemble du servofrein selon l'invention,

la figure 2 est une coupe axiale de détail à échelle agrandie du corps de clapet portant le piston et les différents composants.

Description de mode de réalisation de l'invention

Selon la figure 1 , le servofrein à dépression 1 est associé à un maître -cylindre 2, notamment un maître -cylindre tandem représenté schématiquement qui alimente en liquide de frein sous pression le ou les circuits de frein C l , C2 du véhicule. Il est fixé à la cloison 4 séparant l'habitacle de l'enceinte du moteur.

Par convention d'orientation, le maître cylindre 2 est si- tué à l'avant AV du servofrein 1 et la tige de commande 3 est à l'arrière AR.

Le servofrein à dépression 1 est actionné par la tige de commande 3 reliée à la pédale de frein. Le servofrein 1 est composé d'un boîtier à dépression 100 à deux chambres CH 1 , CH2. La chambre CH 1 est à dépression (Pi<Patm) reliée à une source de vide et la chambre ar- rière CH2 est à dépression/ pression, séparée de l'autre chambre CH1 par un piston 1 10. La chambre CH1 est dite chambre à vide et la chambre CH2, chambre à pression variable. L'admission d'air à la pression atmosphérique P _a tm est commandée par la pédale de frein qui agit par la tige de commande 3 sur un clapet d'admission d'air décrit ensuite. Le piston 1 10 est relié au maître-cylindre 2 pour le commander dans le sens d'une mise en pression du liquide de frein par une poussée engendrée par la différence de pression appliquée au piston 1 10, entre le vide de la chambre avant CH 1 et la pression régnant dans la chambre arrière CH2 ; la chambre arrière CH2 est sous vide au repos lorsque le servofrein n'est pas actionné ; elle se remplit d'air pour être à la pression atmosphérique Patm au moment du freinage.

La chambre avant CH1 en général à un vide relatif créé par la source de vide reliée à cette chambre avant AV et la chambre arrière CH2 à la pression du vide comme la chambre CH1 lorsque le servofrein n'est pas actionné mais que la source de vide (moteur) fonctionne. Au repos cette chambre arrière CH2 communique avec la chambre avant CH1 et elle est au même niveau de vide.

De façon plus détaillée, selon les figures 1 et 2, le servofrein à dépression 1 se compose du boîtier 100 en tôle, formé d'un cylindre 101 relié à un couvercle 102, l'ensemble ayant une forme de révolution autour de l'axe XX dont la section est assimilable à un contour polygonal ou elliptique. Le boîtier 100 est subdivisé par le piston 1 10.

Le piston 1 10 formé d'une jupe centrale 1 1 1 reliée au contour extérieur du boîtier 100 au niveau de la ligne d'assemblage du cylindre 101 et du couvercle 102 par un diaphragme 1 12 permettant le déplacement du piston 1 10 à l'intérieur du boîtier 100 selon la pression régnant dans les deux chambres et créant la poussée du servofrein.

Au centre, suivant l'axe XX qui est en quelque sorte un axe de symétrie de rotation, le boîtier 100 loge un corps de clapet 120 de forme complexe à fonctions multiples.

Le corps de clapet 120 porte la jupe 1 1 1 et coulisse de manière étanche dans le joint arrière 104 formant palier de glissement, porté par l'ouverture du prolongement 103 du couvercle 102. Le piston 1 10 a pour fonction de transmettre au maître cylindre 2 la poussée (effort d'entrée) Fe exercée sur la pédale de frein et amplifiée par le servofrein 1.

L'effort d'entrée Fe exercé est amplifié pour donner un ef- fort de sortie Fs égal à la différence de pression ΔΡ=(Ρ2-Ρι) multipliée par la section du piston 1 10 du servofrein 1 et transmis au maître cylindre 2. Il résulte de la différence des pressions créée entre pression Pi de la chambre avant CH1 et la pression P2 de la chambre arrière CH2, initialement toutes les deux sous vide et créée par l'admission d'air, com- mandée dans le volume annulaire formé au débouché du canal, dans le prolongement 103 du couvercle 102. La jupe 1 1 1 porte un filtre à air 170 qui freine le flux d'air entrant dans ce volume annulaire et ainsi dans la chambre arrière CH2 lorsque le clapet d'admission d'air est ouvert. Le chemin de l'air extérieur CAE entrant dans la chambre arrière CH2 lors de l'ouverture du clapet d'admission est schématisé par un trait interrompu.

De façon plus détaillée, le corps de clapet 120 fonctionne comme un piston entre la tige de commande 3 et la tige de poussée 150. Le corps 120 se compose d'une partie avant 120a solidaire du piston 1 10 et d'une partie arrière 120b fixée à la partie avant 120a en fin d'assemblage du corps 120 et des composants qu'il reçoit. Il commande la mise sous vide de la chambre CH2 ou son remplissage et il transmet aussi directement l'effort d'entrée Fe au maître cylindre 2 en cas de défaillance du servofrein 1. La partie avant 120a, loge, suivant l'axe XX un piston plongeur 130 recevant à l'arrière la tête de la tige de commande 3 en étant solidaire en mouvement de celle-ci ; à l'avant il est engagé dans un palier 121 du corps 120, pour agir sur un disque de réaction 138 par l'intermédiaire d'une pastille 139. Le disque de réaction 138 est lui- même appliqué sur l'arrière de la tige de poussée 150 solidaire du pis- ton d'entrée ou piston primaire du maître cylindre 2.

Le piston plongeur 130 guidé dans le cylindre 122 de la partie avant 120a a une couronne 131 dépassant de l'arrière du cylindre 122 et formant un siège d'étanchéité 132 pour la soupape d'admission d'air dans la chambre arrière CH2. Le piston plongeur 130 est guidé dans le cylindre 122 par deux collerettes de guidage 133, 134 séparées d'un intervalle recevant la clef 135 portée par la partie 120a et délimitant la course du piston plongeur 130 par rapport au cylindre 122 et donc au corps 120.

A titre d'accessoire, pour des raisons de construction, le piston plongeur 130 est logé dans un cylindre 122 du corps 120 autour de l'axe XX en y étant retenu par la clef 135 portée par le corps 120 et qui limite le mouvement de recul du piston 130 dans le corps 120 auquel il reste relié solidairement tout en étant libre en translation suivant la course nécessaire au fonctionnement du servofrein.

Le corps 120 est repoussé en position de repos, vers l'arrière (AR) par un ressort de rappel 105 logé dans la chambre CH 1 avant du boîtier 100 autour de l'axe XX.

Le corps 120 loge dans sa partie avant 120a le clapet 140 retenu par la partie arrière 120b avec interposition d'un ressort hélicoïdal 141. La partie arrière 120b en forme de cylindre rentrant dans le manchon 126 de l'extrémité arrière de la partie 120a en y étant solidarisé, réalise un cylindre de guidage 127 par une double couronne pour le piston 142 du clapet 140 de forme annulaire, dont le bord extérieur est soutenu par le ressort 141.

Le clapet 140 forme une soupape 143 pour l'admission d'air dans la chambre CH2 et une soupape 144 pour la mise en communication des deux chambres CH1 , CH2. Le clapet 140 est en appui contre l'épaulement intérieur 123 de la partie avant 120a.

Un canal 124 débouche à l'avant du corps 120 au-delà de la jupe 1 1 1 et communique ainsi avec la chambre CH1 alors qu'à l'arrière, ce canal 124 débouche dans l'épaulement 123 en y formant un siège d'étanchéité 125 coopérant avec la soupape 144 du clapet 140.

Ainsi, par ses soupapes 143, 144, le clapet 140 coopère avec ses deux sièges d'étanchéité 132, 125 qui commandent deux passages d'air :

un siège d'admission d'air 132 par le passage 128 dans la chambre arrière CH2

un siège de communication entre la chambre avant CH1 et la chambre arrière CH2.

Le clapet 140 a ainsi une double fonction : celle de soupape d'admission d'air 143 dans la chambre arrière cm,

celle de soupape de communication 144 entre la chambre avant CH 1 et la chambre arrière CH2.

L'admission d'air dans la chambre arrière CH2 commande l'amplification de la force d'entrée Fe pour donner la force de sortie Fs. La communication entre la chambre avant CH1 et la chambre arrière CH2 permet de créer une dépression dans la chambre arrière CH2 à partir de la chambre avant CH 1 pour que le piston 1 10 revienne dans sa position de repos (absence de freinage)

La chambre avant CH1 est reliée à une source de dépression qui maintient la chambre avant naturellement sous vide (pression PI) aussi longtemps que le système de freins fonctionne, par exemple aussi longtemps que le moteur du véhicule tourne.

Le clapet 140 est poussé contre ses deux sièges 125 par le ressort de rappel 141 prenant appui sur la partie arrière 120b.

Le corps 120 porte un soufflet 180 fixé au prolongement 103 au-dessus du joint arrière 104 et derrière la partie 121b pour fermer le corps 120 en laissant passer la tige de commande 3 dans un palier 181 également soutenu par le ressort hélicoïdal 182 s'appuyant contre la partie arrière 121b. Le fond 180a du soufflet a des ouvertures 183 devant le filtre 160 pour l'entrée de l'air.

L'ouverture des deux soupapes, celle 144 de communication entre la chambre avant CH1 et la chambre arrière CH2 et celle 143 de la mise à l'atmosphère de la chambre arrière CH2 résulte du mouvement relatif suivant l'axe XX entre :

le piston plongeur 130 solidaire de la tige de commande 3, le corps 120 poussé par le piston plongeur 130 et le piston pneumatique 1 10,

le mouvement de retenue du clapet 140 par l'épaulement 123, et par le siège du piston plongeur 130, qui, à un instant donné, est le siège le plus à l'arrière dans le mouvement de freinage qui se compose du déclenchement du freinage, de l'amplification de la force de freinage par le servofrein, le maintien de la force de freinage et enfin le défreinage. Le chemin d'arrivée d'air CAE dans la chambre arrière CH2 comprend l'entrée d'air par les ouvertures 183, la traversée du filtre d'entrée 160, puis la traversée de la partie arrière 120b et ensuite le passage entre le siège 132 et la soupape 143, et enfin le canal 128 dans la partie 120a pour déboucher dans l'espace libre entre le palier 103 du couvercle et la fixation de la jupe 1 1 1 à travers le filtre ralentis- seur 170 porté par le corps 120 (partie avant 120a) du débouché du canal 128. Le filtre 170 occupe tout l'intervalle entre la partie 121a et le prolongement 103, pour freiner le flux d'air entrant et réduire le bruit.

Le filtre ralentisseur 170 est de préférence une mousse à cellules ouvertes telle qu'une mousse de polyuréthane. Le filtre est par exemple collé sur le corps de clapet ou encore le filtre se présente sous la forme d'un collier adapté élastiquement au corps de clapet sur lequel il est emmanché. L'installation du filtre est dans ces conditions particulièrement simple.

Le filtre 170 s'installe sur le corps 120 après son assemblage avec le piston 1 10 par sa jupe 1 1 1 et avant le montage de cet ensemble dans le boîtier 100.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX Servofrein à dépression

Maître cylindre /maître cylindre tandem

Tige de commande

Cloison

Boîtier à dépression

Cylindre

Couvercle

Prolongement du couvercle

Joint arrière

Ressort de rappel

Piston

Jupe

Diaphragme

Corps de clapet

a Partie avant

b Partie arrière

Palier

Cylindre

Epaulement

Canal

Siège d'étanchéité

manchon

cylindre de guidage

canal

Piston plongeur

Couronne

Siège d'étanchéité

Collerette de guidage

Collerette de guidage

Clef

Disque de réaction

Pastille

Clapet 41 Ressort

42 Piston

43 Soupape d'admission

44 Soupape de communication

50 Tige de poussée

60 Filtre à air d'entrée

70 Filtre ralentisseur

80 soufflet

80a fond de soufflet

81 palier

82 ressort

83 ouverture(s)

AV Avant

AR Arrière

Cl Circuit de frein

C2 Circuit de frein

CAE Chemin de l'air extérieur

Fe Effort d'entrée

Fs Effort de sortie

Pl Pression de la chambre sous vide CH 1

P2 Pression variable de la chambre CH2

Patm Pression atmosphérique

XX Axe du servofrein