FR2779111A1

FR2779111A1 - Pneumatic servomotor for an assisted breaking system for an automobile

Info

Publication number: FR2779111A1
Application number: FR9806783A
Authority: FR
Inventors: Jean Pierre Boisseau; Roland Levrai
Original assignee: Bosch Systemes de Freinage SAS
Current assignee: Bosch Systemes de Freinage SAS
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-03
Anticipated expiration: 2018-05-29
Also published as: FR2779111B1

Abstract

The motor comprises a case with two chambers for receiving differing pressures. A piston (3), an actuating a control that receives an input force from a plunger (5), actuates a three way valve (6) rod is mounted within the chambers. A force transmitting member (10) is mounted such that it slides axially to the piston. The force transmitting member slides axially to the piston and the plunger

Description

-1 SERVOMOTEUR PNEUMATIQUE A DISQUE DE REACTION FLOTTANT-1 PNEUMATIC SERVOMOTOR WITH FLOATING REACTION DISC

La présente invention concerne un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage. The present invention relates to a pneumatic brake booster.

Plus précisément, l'invention concerne un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage comprenant: une enveloppe rigide; une cloison mobile délimitant, de façon étanche, une chambre avant et une chambre arrière à l'intérieur de l'enveloppe, la chambre avant étant en fonctionnement soumise à une première pression et la chambre arrière étant sélectivement reliée à la chambre avant ou soumise à une seconde pression supérieure à la première; un piston pneumatique se déplaçant avec la cloison mobile; une tige de commande axiale se déplaçant dans le piston en fonction d'une force d'entrée sélectivement exercée à l'encontre d'une force de rappel et orientée suivant une direction axiale d'actionnement pointant vers la chambre avant, la force de rappel sollicitant la tige de commande vers une position de retour et la force d'entrée sollicitant la tige de commande vers une position d'actionnement qui dépend de la force d'entrée; un plongeur entraîné en coulissement dans le piston par la tige de commande; un clapet à trois voies reliant la chambre arrière à la chambre avant lorsque la tige de commande est en position de repos, et soumettant la chambre arrière à la seconde pression lorsqu'il est actionné par un déplacement de la tige de commande vers sa position d'actionnement; des moyens de transmission de force, propres à recevoir et à retransmettre une partie au moins de la force d'entrée transmise par une face avant du plongeur, et une force d'assistance exercée par une face avant du piston lorsque le clapet est actionné, ces moyens de transmission de force comprenant eux-mêmes une tige de poussée dont une extrémité adjacente au plongeur est coiffée par une coupelle dans laquelle est logé un disque de réaction, une première face du disque de réaction recevant la force d'entrée et la force d'assistance, et une seconde face du disque de réaction prenant appui sur la coupelle; et des moyens de butée More specifically, the invention relates to a pneumatic brake booster comprising: a rigid casing; a movable partition delimiting, sealingly, a front chamber and a rear chamber inside the envelope, the front chamber being in operation subjected to a first pressure and the rear chamber being selectively connected to the front chamber or subjected to a second pressure greater than the first; a pneumatic piston moving with the movable partition; an axial control rod moving in the piston as a function of an input force selectively exerted against a restoring force and oriented in an axial actuation direction pointing towards the front chamber, the restoring force biasing the control rod to a return position and the input force biasing the control rod to an actuation position which depends on the input force; a plunger sliding in the piston by the control rod; a three-way valve connecting the rear chamber to the front chamber when the control rod is in the rest position, and subjecting the rear chamber to the second pressure when it is actuated by a displacement of the control rod towards its position d 'actuation; force transmission means, suitable for receiving and retransmitting at least part of the input force transmitted by a front face of the plunger, and an assistance force exerted by a front face of the piston when the valve is actuated, these force transmission means themselves comprising a push rod of which one end adjacent to the plunger is capped by a cup in which is housed a reaction disc, a first face of the reaction disc receiving the input force and the force assistance, and a second face of the reaction disc bearing on the cup; and stop means

pour limiter à une course déterminée le coulissement du plongeur par rapport à la coupelle. to limit the sliding of the plunger relative to the cup to a determined stroke.

Des dispositifs de ce type sont bien connus dans l'art antérieur, tel qu'illustré par exemple par Devices of this type are well known in the prior art, as illustrated for example by

les documents de brevets US - 3 470 697, FR - 2 532 084, et FR - 2 658 466. US patent documents - 3,470,697, FR - 2,532,084, and FR - 2,658,466.

Le souci permanent d'une réduction des distances de freinage a récemment conduit à développer divers agencements visant à réduire le temps de réponse des servomoteurs, en The constant concern to reduce braking distances has recently led to the development of various arrangements aimed at reducing the response time of servomotors, in particular

particulier lors d'un freinage en urgence. especially during emergency braking.

L'invention se situe dans ce contexte et a pour but de proposer une solution simple à ce problème, en permettant à la fois une exploitation optimale et immédiate de la force de freinage exercée par le conducteur, une ouverture plus grande du clapet d'entrée du servomoteur, et un The invention is situated in this context and aims to propose a simple solution to this problem, by allowing both optimal and immediate exploitation of the braking force exerted by the driver, a greater opening of the inlet valve. servo motor, and a

meilleur écoulement de l'air vers la chambre arrière du servomoteur. better air flow to the rear chamber of the actuator.

A cette fin, le servomoteur de l'invention, par ailleurs conforme à la définition qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que les moyens de transmission de force comprennent un organe intermédiaire monté axialement coulissant par rapport au plongeur et au piston, et susceptible d'être entraîné par le plongeur, par rapport au piston, sur une distance d'entraînement supérieure à la course déterminée, en ce que cet organe intermédiaire est au moins en partie interposé entre la face avant du piston et la première face du disque de réaction pour pouvoir retransmettre au disque de réaction la force d'assistance, lorsqu'elle apparaît, et en ce que les moyens de butée sont portés par le plongeur et l'organe intermédiaire et définissent un débattement maximum du plongeur par rapport à l'organe intermédiaire. 2. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'organe intermédiaire est en partie au moins radialement disposé entre le plongeur et un alésage axial étagé du piston, et en partie au To this end, the booster of the invention, moreover conforms to the definition given in the preamble above, is essentially characterized in that the force transmission means comprise an intermediate member mounted axially sliding relative to the plunger and to the piston, and capable of being driven by the plunger, relative to the piston, over a drive distance greater than the determined stroke, in that this intermediate member is at least partially interposed between the front face of the piston and the first face of the reaction disc in order to be able to retransmit to the reaction disc the assistance force, when it appears, and in that the stop means are carried by the plunger and the intermediate member and define a maximum deflection of the plunger relative to the intermediate organ. 2. According to a preferred embodiment of the invention, the intermediate member is partly at least radially disposed between the plunger and a stepped axial bore of the piston, and partly at

moins radialement disposé entre la coupelle et l'alésage axial étagé du piston. less radially disposed between the cup and the stepped axial bore of the piston.

Les moyens de butée peuvent par exemple comprendre un jonc solidaire du plongeur et monté coulissant dans une gorge de l'organe intermédiaire, ainsi qu'un épaulement du plongeur, The abutment means may for example comprise a rod integral with the plunger and mounted to slide in a groove in the intermediate member, as well as a shoulder for the plunger,

susceptible de venir en appui sur une face arrière de l'organe intermédiaire. likely to come to bear on a rear face of the intermediate member.

Grâce à l'agencement donné au servomoteur de l'invention, il est possible de faire en sorte que le piston soit sollicité vers sa position de repos par un ressort qui n'exerce aucune force sur Thanks to the arrangement given to the booster of the invention, it is possible to ensure that the piston is biased towards its rest position by a spring which exerts no force on

l'organe intermédiaire lui-même.the intermediate organ itself.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description Other characteristics and advantages of the invention will emerge clearly from the description

qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la Figure 1 est une vue en coupe partielle d'un servomoteur conforme à l'invention, observé au repos; - la Figure 2 est une vue en coupe partielle d'un servomoteur conforme à l'invention, observé juste à l'instant o une force d'entrée brutale est appliquée sur la tige de commande; et which is made of it below, by way of indication and in no way limiting, with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a partial sectional view of a booster according to the invention, observed at rest; - Figure 2 is a partial sectional view of a booster according to the invention, observed just at the instant when a sudden input force is applied to the control rod; and

- la Figure 3 est une vue agrandie d'une partie de la Figure 1. - Figure 3 is an enlarged view of part of Figure 1.

Un servomoteur pneumatique d'assistance conforme à l'invention comprend, de façon connue, une enveloppe rigide 1 définissant un volume interne qu'une cloison mobile 2 sépare de façon étanche en une chambre avant 11 et une chambre arrière 12, la chambre avant 1l1 étant en A pneumatic booster according to the invention comprises, in a known manner, a rigid casing 1 defining an internal volume which a movable partition 2 separates in a sealed manner in a front chamber 11 and a rear chamber 12, the front chamber 11 being in

fonctionnement soumise à une première pression P 1, relativement basse. operation subject to a relatively low first pressure P 1.

Un piston pneumatique 3 se déplace avec la cloison mobile 2 et traverse à coulissement une A pneumatic piston 3 moves with the movable partition 2 and slides through a

ouverture 13 de l'enveloppe 1.opening 13 of envelope 1.

Le servomoteur est commandé par une tige de commande 4 mobile dans le piston 3 entre une position de repos (figures 1 et 3) et une position d'actionnement extrême (figure 2), la position de cette tige dans le piston dépendant notamment à la fois d'une force d'entrée Fe qui est appliquée sur cette tige, suivant une direction axiale d'actionnement X+, par la pédale de frein (non représentée), de la vitesse avec laquelle est appliquée cette force d'entrée Fe, d'une force de rappel Fr exercée dans la direction inverse par tout moyen approprié, et d'une force de The actuator is controlled by a control rod 4 movable in the piston 3 between a rest position (FIGS. 1 and 3) and an extreme actuation position (FIG. 2), the position of this rod in the piston depending in particular on the times of an input force Fe which is applied to this rod, in an axial direction of actuation X +, by the brake pedal (not shown), of the speed with which this input force Fe is applied, d '' a restoring force Fr exerted in the reverse direction by any appropriate means, and a force of

réaction de même sens que la force de rappel. reaction in the same direction as the restoring force.

Lorsque la force d'entrée Fe est appliquée lentement sur la tige de commande 4, cette dernière adopte une position d'actionnement intermédiaire entre sa position de repos (figures 1 et 3) et sa position d'actionnement extrême (figure 2), la tige de commande n'atteignant sa position d'actionnement extrême que lorsque la force d'entrée Fe est appliquée avec une vitesse When the input force Fe is applied slowly to the control rod 4, the latter adopts an intermediate actuation position between its rest position (FIGS. 1 and 3) and its extreme actuation position (FIG. 2), the control rod reaching its extreme actuation position only when the input force Fe is applied with speed

supérieure à une vitesse limite donnée. higher than a given speed limit.

Un plongeur 5, entraîné par la tige de commande 4, est monté coulissant dans le piston 3 pour A plunger 5, driven by the control rod 4, is slidably mounted in the piston 3 to

contrôler l'état d'un clapet à trois voies 6. check the condition of a three-way valve 6.

-2--2-

3 27791113 2779111

Lorsque le servomoteur est au repos (figures 1 et 3), le clapet 6 isole la chambre arrière 12 vis- When the servomotor is at rest (Figures 1 and 3), the valve 6 isolates the rear chamber 12 screws-

à-vis d'une source de pression, en général constituée par l'atmosphère, qui délivre une pression vis-à-vis a pressure source, generally constituted by the atmosphere, which delivers a pressure

P2 supérieure à la pression P1 à laquelle est soumise la chambre avant 11. P2 higher than the pressure P1 to which the front chamber 11 is subjected.

En revanche, lorsqu'une force d'entrée Fe sensiblement supérieure à la force de rappel Fr est exercée sur la tige 4, cette force Fe provoque un déplacement du plongeur 5 dans la direction On the other hand, when an input force Fe substantially greater than the restoring force Fr is exerted on the rod 4, this force Fe causes a displacement of the plunger 5 in the direction

d'actionnement X+, et le clapet 6 ouvre la chambre arrière 12 à la pression P2. X + actuation, and the valve 6 opens the rear chamber 12 at the pressure P2.

L'admission d'air dans la chambre arrière repousse la cloison mobile 2 dans la direction d'actionnement X+ et engendre une force d'assistance Fa (non représentée) qui s'exerce sur la The admission of air into the rear chamber pushes the movable partition 2 in the direction of actuation X + and generates an assistance force Fa (not shown) which is exerted on the

face avant 31 du piston 3.front face 31 of the piston 3.

La force d'entrée Fe, qui est transmise par la face avant 51 du plongeur 5, et la force d'assistance Fa, qui est transmise par la face avant 31 du piston 3, sont appliquées conjointement à des organes de transmission de force qui les utilisent pour actionner un The input force Fe, which is transmitted by the front face 51 of the plunger 5, and the assistance force Fa, which is transmitted by the front face 31 of the piston 3, are applied together with force transmission members which use them to operate a

émetteur de pression de freinage (non représenté). brake pressure transmitter (not shown).

De façon classique, ces organes de transmission de force comprennent essentiellement une tige de poussée 7 dont une extrémité 71 adjacente au plongeur est coiffée par une coupelle 8, et un Conventionally, these force transmission members essentially comprise a push rod 7 of which one end 71 adjacent to the plunger is capped by a cup 8, and a

disque de réaction 9 logé dans la coupelle 8. reaction disc 9 housed in the cup 8.

Plus précisément, une première face 91 du disque de réaction 9 reçoit la force d'entrée Fe et la force d'assistance Fa, et une seconde face 92 du disque de réaction 9 prend appui sur la More specifically, a first face 91 of the reaction disc 9 receives the input force Fe and the assistance force Fa, and a second face 92 of the reaction disc 9 is supported on the

coupelle 8.cup 8.

Des moyens de butée, qui prennent généralement la forme d'une clé d'arrêt disposée entre le plongeur 5 et le piston 3 dans l'art antérieur, sont également prévus pour limiter à une course déterminée K (figure 3) le coulissement du plongeur 5 par rapport à la coupelle 8, ces moyens Stop means, which generally take the form of a stop key disposed between the plunger 5 and the piston 3 in the prior art, are also provided to limit the sliding of the plunger to a determined stroke K (FIG. 3) 5 relative to the cup 8, these means

de butée ayant dans l'invention une autre disposition et assurant une autre fonction. stop having in the invention another arrangement and ensuring another function.

Selon l'invention, la transmission des forces appliquées est partiellement assurée par un organe intermédiaire 10, qui est monté axialement coulissant par rapport au plongeur 5 et au piston 3, et qui est susceptible d'être entraîné par le plongeur 5, par rapport au piston 3, sur une distance d'entraînement E supérieure à la course K que le plongeur 5 peut parcourir par rapport à la According to the invention, the transmission of the applied forces is partially ensured by an intermediate member 10, which is mounted axially sliding relative to the plunger 5 and to the piston 3, and which is capable of being driven by the plunger 5, relative to the piston 3, over a drive distance E greater than the stroke K that the plunger 5 can travel relative to the

coupelle 8 (figure 3).cup 8 (figure 3).

L'organe intermédiaire 10 est monté coulissant dans un alésage axial étagé 32 du piston et The intermediate member 10 is slidably mounted in a stepped axial bore 32 of the piston and

radialement disposé entre le plongeur 5 et la coupelle 8 d'une part, et l'alésage 32 d'autre part. radially disposed between the plunger 5 and the cup 8 on the one hand, and the bore 32 on the other hand.

Cet organe intermédiaire 10 est par ailleurs au moins en partie interposé, suivant la direction axiale X+, entre la face avant 31 du piston 3 et la première face 91 du disque de réaction 9 pour pouvoir retransmettre au disque de réaction 9 la force d'assistance Fa, lorsque cette force This intermediate member 10 is also at least partially interposed, in the axial direction X +, between the front face 31 of the piston 3 and the first face 91 of the reaction disc 9 in order to be able to retransmit the assistance force to the reaction disc 9 Fa, when this force

Fa apparaît et sollicite l'organe intermédiaire 10 dans la direction axiale d'actionnement X+. Fa appears and requests the intermediate member 10 in the axial direction of actuation X +.

Enfin, selon l'invention, les moyens de butée sont portés par le plongeur 5 et par l'organe intermédiaire 10 et servent à définir un débattement maximum D du plongeur 5 par rapport à Finally, according to the invention, the stop means are carried by the plunger 5 and by the intermediate member 10 and serve to define a maximum clearance D of the plunger 5 relative to

l'organe intermédiaire 10 (figure 3). the intermediate member 10 (Figure 3).

Dans ces conditions, non seulement l'application rapide d'une force d'entrée Fe sur la tige de commande 4 permet d'actionner immédiatement la tige de poussée 7 sans avoir à entraîner le -3 - piston 3, mais en outre, la valeur importante donnée à la distance d'entraînement E permet une Under these conditions, not only the rapid application of an input force Fe on the control rod 4 allows immediate actuation of the push rod 7 without having to drive the -3 - piston 3, but also, the important value given to the drive distance E allows a

ouverture optimale du clapet 6, donc une réduction du temps de réponse du servomoteur. optimal opening of the valve 6, thus reducing the response time of the actuator.

Dans le mode de réalisation illustré, donné à titre d'exemple, les moyens de butée comprennent d'une part un jonc 14 solidaire du plongeur 5 et monté coulissant dans une gorge 101 de l'organe intermédiaire 10 pour définir la position la plus avancée de l'organe intermédiaire 10 par rapport au plongeur 5 dans la direction axiale X+, et d'autre part un épaulement 52 du plongeur coopérant sélectivement avec une face arrière 102 de l'organe intermédiaire 10, pour définir la position la plus avancée du plongeur 5 par rapport à l'organe intermédiaire 10 dans In the illustrated embodiment, given by way of example, the abutment means comprise on the one hand a rod 14 secured to the plunger 5 and mounted to slide in a groove 101 of the intermediate member 10 to define the most advanced position of the intermediate member 10 relative to the plunger 5 in the axial direction X +, and on the other hand a shoulder 52 of the plunger cooperating selectively with a rear face 102 of the intermediate member 10, to define the most advanced position of the plunger 5 with respect to the intermediate member 10 in

cette même direction axiale X+.this same axial direction X +.

Grâce à l'agencement donné au servomoteur de l'invention, il est ainsi possible de faire en sorte que le piston 3 soit sollicité vers sa position de repos (figures 1 et 3) par un ressort 15 qui Thanks to the arrangement given to the booster of the invention, it is thus possible to ensure that the piston 3 is biased towards its rest position (Figures 1 and 3) by a spring 15 which

n'exerce aucune force sur l'organe intermédiaire 10 lui-même. exerts no force on the intermediate member 10 itself.

-4--4-

Claims

1. Pneumatic brake booster comprising: a rigid casing (1); a movable partition (2) sealingly delimiting a front chamber (11) and a rear chamber (12) inside the enclosure (1), the front chamber (11) being in operation subjected to a first pressure (P1) and the rear chamber (12) being selectively connected to the front chamber (11) or subjected to a second pressure (P2) greater than the first (P1); a pneumatic piston (3) moving with the movable partition (2); an axial control rod (4) moving in the piston (3) as a function of an input force (Fe) selectively exerted against a restoring force (Fr) and oriented in an axial direction d actuation (X +) pointing towards the front chamber (11), the restoring force (Fr) urging the control rod (4) towards a return position and the input force (Fe) urging the control rod (4 ) towards an actuation position which depends on the input force (Fe); a plunger (5) slidingly driven in the piston (3) by the control rod (4); a three-way valve (6) connecting the rear chamber (12) to the front chamber (11) when the control rod (4) is in the rest position, and subjecting the rear chamber (12) to the second pressure (P2 ) when actuated by a displacement of the control rod (4) towards its actuation position; and force transmission means (7, 8, 9,), suitable for receiving and retransmitting at least part of the input force (Fe) transmitted by a front face (51) of the plunger (5), and an assistance force (Fa) exerted by a front face (31) of the piston (3) when the valve (6) is actuated, these force transmission means (7, 8, 9, 10) themselves comprising a push rod (7) of which one end (71) adjacent to the plunger is capped by a cup (8) in which is housed a reaction disc (9), a first face (91) of the reaction disc (9) receiving the input force (Fe) and assistance force (Fa), and a second face (92) of the reaction disc (9) bearing on the cup (8); and stop means (14, 101, 52, 102) for limiting the sliding of the plunger (5) relative to the cup (8) to a determined stroke (K), characterized in that the force transmission means ( 7, 8, 9, 10) comprise an intermediate member (10) mounted axially sliding relative to the plunger (5) and to the piston (3), and capable of being driven by the plunger (5), relative to the piston ( 3), over a drive distance (E) greater than the determined stroke (K), in that this intermediate member (10) is at least partially interposed between the front face (31) of the piston (3) and the first face (91) of the reaction disc (9) in order to be able to retransmit to the reaction disc (9) the assistance force (Fa), when it appears, and in that the stop means (14, 101, 52 , 102) are carried by the plunger (5) and the intermediate member (10) and define a maximum clearance (D) of the plunger (5) by

relation to the intermediate member (10).

2. Booster according to claim 1, characterized in that the intermediate member (10) is at least partially radially disposed between the plunger (5) and a stepped axial bore

(32) of the piston (3).

3. Booster according to claim 2, characterized in that the intermediate member (10) is partly at least radially disposed between the cup (8) and the stepped axial bore

(32) of the piston (3).

4. Booster according to any one of the preceding claims, characterized in that

that the stop means (14, 101, 52, 102) comprise a rod (14) integral with the plunger (5)

and slidably mounted in a groove (101) of the intermediate member (10).

-5 -

5. Booster according to any one of the preceding claims, characterized in that

that the stop means (14, 101, 52, 102) comprise a shoulder (52) of the plunger

capable of coming to bear on a rear face (102) of the intermediate member (10).

6. Booster according to any one of the preceding claims, characterized in that

that the piston is biased towards a rest position by a spring (15) which exerts no

force on the intermediate member (10).

-6-