FR3021937A1

FR3021937A1 - Servofrein a depression

Info

Publication number: FR3021937A1
Application number: FR1455161A
Authority: FR
Inventors: Bruno Berthomieu
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2015-12-11
Anticipated expiration: 2034-06-06
Also published as: WO2015185355A1; JP2017516711A; US20160339892A1; CN106414193A; FR3021937B1

Abstract

Servofrein à dépression comprenant un boîtier à dépression (100) subdivisé par un piston (110) en une chambre à vide (CH1) et une chambre à pression variable (CH2) pour amplifier l'effort d'entrée Fe et appliquer l'effort de sortie (Fs) sur le maître cylindre 2. Le piston (110) est porté par un corps de clapet (120) relié à la tige de commande (3) par un piston plongeur (130) coopérant avec le clapet (140) pour commander la mise sous vide de la chambre à pression variable (CH2) ou sa mise à l'atmosphère au moment du freinage. Le chemin de l'air (CAE) passe par l'ouverture (183) à travers le filtre d'entrée (160), l'intérieur du corps (120) et le passage du siège d'étanchéité (132) commandé par le clapet (140) pour traverser le canal (128) du corps (120) débouchant entre le couvercle (103) et le piston (110, 111) dans la chambre (CH2). Le débouché du canal (128) est couvert par un filtre ralentisseur (170).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un Servofrein à dé- pression 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'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 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 tra- is verser 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 fonc- 20 tionnement 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 25 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 30 A cet effet, l'invention a pour objet un servofrein à dé- pression 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 com- 35 mande 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 pis- ton 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 pres- sion 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 polyuréthane à pores ouvertes. Suivant une autre caractéristique, le filtre ralentisseur est fixé sur le corps du clapet au-dessus du débouché du canal par col- Tage. 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 assure 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 se- lon 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 repré- senté schématiquement qui alimente en liquide de frein sous pression le ou les circuits de frein C1, 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 CH1, CH2. La chambre CH1 est à dépression (P1<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 110. La chambre CH1 est dite chambre à vide et la chambre CH2, chambre à pression variable. L'admission d'air à la pression atmosphérique Pat., est commandée par la pédale de frein qui agit par la tige de commande 3 sur un clapet d'admission d'air décrit en- suite. Le piston 110 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 110, entre le vide de la chambre avant CH1 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 pres- sion 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 ser- vofrein 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 servo- frein à dépression 1 se compose du boîtier 100 en tôle, formé d'un cy- lindre 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 110. Le piston 110 formé d'une jupe centrale 111 reliée au contour extérieur du boîtier 100 au niveau de la ligne d'assemblage du cylindre 101 et du couvercle 102 par un diaphragme 112 permettant le déplacement du piston 110 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 111 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 110 a pour fonction de transmettre au maître cylindre 2 la poussée (ef- fort 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 AP=(P2-Pi) multipliée par la section du piston 110 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, commandée dans le volume annulaire formé au débouché du canal, dans le prolongement 103 du couvercle 102. La jupe 111 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 110 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 piston 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 CH1 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 solida- risé, 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 com- munication 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 111 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 CH2, celle de soupape de communication 144 entre la chambre avant CH1 et la chambre arrière CH2. L'admission d'air dans la chambre arrière CH2 com- mande 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 CH1 pour que le piston 110 revienne dans sa position de repos (absence de freinage) La chambre avant CH1 est reliée à une source de dépres- sion qui maintient la chambre avant naturellement sous vide (pression Pl) 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 12 lb 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 12 lb. 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 communica- tion 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 mou- vement 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 pneu- matique 110, 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 111 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 assem- blage avec le piston 110 par sa jupe 111 et avant le montage de cet ensemble dans le boîtier 100.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Servofrein à dépression 2 Maître cylindre/maître cylindre tandem 3 Tige de commande 4 Cloison 100 Boîtier à dépression 101 Cylindre 102 Couvercle 103 Prolongement du couvercle 104 Joint arrière 105 Ressort de rappel 110 Piston 111 Jupe 112 Diaphragme 120 Corps de clapet 120a Partie avant 120b Partie arrière 121 Palier 122 Cylindre 123 Epaulement 124 Canal 125 Siège d'étanchéité 126 manchon 127 cylindre de guidage 128 canal 130 Piston plongeur 131 Couronne 132 Siège d'étanchéité 133 Collerette de guidage 134 Collerette de guidage 135 Clef 138 Disque de réaction 139 Pastille 140 Clapet 141 Ressort 142 Piston 143 Soupape d'admission 144 Soupape de communication 150 Tige de poussée 160 Filtre à air d'entrée 170 Filtre ralentisseur 180 soufflet 180a fond de soufflet 181 palier 182 ressort 183 ouverture(s) AV Avant AR Arrière C 1 Circuit de frein C2 Circuit de frein CAE Chemin de l'air extérieur Fe Effort d'entrée Fs Effort de sortie P1 Pression de la chambre sous vide CH1 P2 Pression variable de la chambre CH2 Patin Pression atmosphérique XX Axe du servofrein25

Claims

REVENDICATIONS1°) Servofrein à dépression comprenant un boîtier à dépression (100) subdivisé par un piston (110) en une chambre à vide (CH1) et une chambre à pression variable (CH2) pour amplifier l'effort d'entrée Fe et appliquer l'effort de sortie (Fs) sur le maître cylindre 2, le piston (110) étant porté par un corps de clapet (120) relié à la tige de commande (3) par un piston plongeur (130) coopérant avec le clapet (140) du corps (120) pour commander d'une part la mise sous vide de la chambre à pression variable (CH2) et d'autre part la mise à l'atmosphère de cette chambre (CH2) au moment du frei- nage, en fonction de l'actionnement de la tige de commande (3) déplaçant le piston plongeur (130) par rapport au corps (120), l'arrière du corps (120) étant muni d'ouvertures (183) d'entrée d'air à travers un filtre d'entrée (160), le chemin de l'air (CAE) étant composé de l'ouverture (183) à tra- vers le filtre d'entrée (160), l'intérieur du corps (120) et le passage du siège d'étanchéité (132) commandé par le clapet (140) pour traverser un canal (128) du corps (120) débouchant entre le couvercle (103) et le piston (110, 111) dans la chambre à pression variable (CH2), servofrein à dépression caractérisé en ce que le débouché du canal (128) du corps (120) dans l'entrée de la chambre à dépression variable (CH2) est couvert par un filtre ralentisseur (170) qui freine le flux d'air arrivant dans la chambre à pression variable (CH2).
2°) Servofrein à dépression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre (170) est une mousse perméable telle qu'une mousse de polyuréthane à pores ouvertes.
3°) Servofrein à dépression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre ralentisseur (170) est fixé sur le corps (120) au-dessus du débouché du canal (128) par collage.354°) Servofrein à dépression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre ralentisseur (170) est un collier de mousse installé sur le corps de clapet.5