Brevet FR2179624A1 — publié le 19731123

L'invention concerne des perfectionnements aux amplificateurs de force à levier. les amplificateurs de force au tJrpe à levier sont utilisés lorsque la force à exercer varie en fonction de la position de l'élément à commandeur0 C'est le cas en particulier de la commande des freins d'un silicule automobile dans laquelle l'effort à exercer est, dans une première partie de la course, assez faible et correspond seulement à la tarde, au rattrapage du jeu, etcs., sans action importante sur le maître-cylindre de freinage u Au contraire, dans la seconde partie de la course, l'effort à exercer est beaucoup plus important.L'utilisation d'un levier tel qu'une pédale de frein permet une amplification de la force de pression mais la force maximale transmissible est limitée par le fait qu'une faible partie seulement de la course du levier est utilisée pour l'action de freinage alors que la partie principale de cette course, dans laquelle le levier travaille avec le même taux d'amplification, ne sert pas à multiplier l'énergie de freinage0 Lorsque l'effort à exercer devient très important, comme c'est le cas par exemple pour des freins à disques, l'amplification produite par le levier de pédale devient insuffisante et on est obligé d'avoir recours à une amplification supplémentaire, telle qu'une servo-commande, qui augmente notablement le prix de l'installation, nécessite une source d'énergie propre et, de ce fait, n'est pas toujours en état de fonctionner convenablement. L'invention vise à pallier les inconvénients des dispositifs à levier connus sans nécessiter d'amplification auxiliaire. Le dispositif selon l'invention permet de ne consacrer qu'une faible partie initiale de la course pour vaincre les efforts d'approche, et ceci avec un faible taux d'amplification, en préservant un maximum de course utile pour exercer l'effort terminal, et ceci avec un taux d'amplification plus élevé. A cet effet, l'invention a pour objet un amplificateur de force à levier, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour maintenir fixe un premier point de pivotement du levier tant que l'effort résistant est inférieur à une valeur prédéterminée et pour le lisérer dès QJC cette valeur est dépassée, ainsi que des moyens pour laisser libre un deuxième point de pivotement d le-; er tant 'que ladite valeur Lw evt pas atteinte et pour le maintenir fixe dès que cette valeur est dépassée. Les moyens de maintien du premier point de pivotement peuvent être constitués d'une butée fixe et d'une pièce de bu tée liée audit point et soumise à l'action d'un ressort de rappel taré de manière à ne permettre à ladite pièce de butée de s'écarter de la butée qu'après dépassement d'une force ap pliquée à ladite pièce de butée par ledit levier correspon dant à ladite valeur de seuil prédéterminée de l'effort ré distante Les moyens de maintien du second point de pivotement peu vent être constitués d'une pièce de butée liée audit second point et d'une butée mobile montée de manière à s'immobiliser et à coopérer avec ladite pièce de butée mobile quand l'effort résistant sur le levier atteint ladite valeur de seuil. Cette butée mobile peut être une came profilée de maniè re à suivre l'extrémité d'une bielle dont l'autre extrémité est articulée sur le levier audit second point de pivotement et à servir de butée à ladite bielle dès que ledit premier point de pivotement n'est plus fixé. Dans une forme de réalisation, la butée mobile est assu jettie au mouvement de ladite pièce de butée dans au moins ;m sens de déplacement. La butée mobile peut être assujettie à des moyens pour la faire revenir à sa position de repos lors du retour du levier. Ces moyens peuvent consister en un levier couqé uont une extrémité est liée audit levier et dont l'autre ex- trémité appuie sur la pièce de butée pendant au moins une par tie de la course du levier. L'invention sera bien comprise à la lecture de la des cription suivante faite en se référant au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention - la figure 2 est analogue à la figure 1, mais pour une position différente ; - la figure 3 est une vue d'un détail à plus grande echel- le pour une variante - la figure 4 est analogue à la figure 3, mais pour une autre variante se se réfère Sout da abord aux igeres 1 et 2. Le dispositif selon l'invention est constitué d'un levier 1 pouvant s'articuler sur dieux axes différents à savoir l'axe 2 pour des efforts fables et l'axe 3 pour des efforts importants. L'effort d'entrée P est appliqué à l'extrémité 4 du levier 1 et l'effort de sortie F est exerce sur la tige 5, pivotant en 5' sur le levier 1, qui le transmet à l'organe -utilisa- teur (non représenté). L'axe 2 est solidaire d'une tige coulissante 6 munie d'un épaulement 7 maintenu en appui sur une butée fixe 8 par l'extrémité d'un ressort hélicoïdal 9 fixé à son autre extrémité. Le ressort 9 est taré à une valeur prédéterminée fo correspondant à un effort Fo sur la tige 5, de sorte que X L fo = Fo T-T- avec X = L représentant la distance entre les points 4 et 5', et D la distance entre les points 5' et 2. L'axe 3 est solidaire d'un coulisseau ou bielle 10 mobile dans un logement fixe. Le coulisseau 10 transmet l'effort de réaction à un appui dont la position est variable lorsque l'effort F est inférieur à Fo. Cet appui s'immobilise lorsque F dépasse la valeur Fo. L'appui est, dans l'exemple illustré, constitué d'une came il à déplacement transversal à mouvement rectiligne (cas de l'exemple) ou courbe. Dans le sens actif de la pression P (déplacement de l'extrémité 4 vers la gauche de la figure), le coulisseau 10 est entraîné dans la même direction en laissant un léger jeu entre son extrémité libre 10' et la came 11 qui est entraînée vers -le bas par son propre poids au fur et à mesure de la rotation d'un levier coudé 13 pivotant autour d'un point fixe 14, une extrémité 15 du levier 13 étant reliée à un point 16 du levier 1 par une biellette 17, l'autre extrémité 18 du levier 13 servant de butée à la partie inférieure de la came 11. Une liaison positive de la came 11 au coulisseau 10 est assurée avec un léger jeu par un levier coudé 12 pivotant autour d'un axe fixe 19 et dont une extrémité coopère avec une broche 20 solidaire du coulisseau 10, l'autre extrémité du levier 12 coopérant avec une broche 21 solidaire de la came Il de manière que celle-ci soit entraînée positivement vers le bas au cours du déplacement du levier 1, en supplément rie l'effet de la gravité, Lorsque le point 2 cesse d'être fixé, l'extrémité 10' du coulisseau 10 se déplace vers la droite de la figure et vient buter contre la came 11 qui devient alors une butée fixe, l'extrémité 18 du levier 13 s'écartant de la base de la came 11 (figure 2)e En effet, le contact au point 10' est légèrement oblique, mais l'angle de contact étant choisi inférieur au coefficient de frottement de la pièce 10 sur la pièce 11, la composante tangentielle n'est pas suffisante pour provoquer le glissement de la came mobile 11. On peut d'ailleurs prévoir un état de surface particulier (stries, rugosités, etc..) pour augmenter l'adhérence ou garnir les zones de contact avec des matières de composition ou de forme permettant de renforcer cette caractéristique. Ceci s'applique également pour l'appui de la came 11 sur la partie fixe, à droite de la figure, qui peut être plan, comme dans le cas du dessin, ou courbe. Lorsque la pression P sur l'extrémité 4 du levier 1 est supprimée, des moyens élastiques de rappel (non représentés) ramènent le levier 1 à sa position initiale et l'extrémité 18 du levier coudé 13 soulève la came 11 jusqu'à sa position initiale, la butée de l'extrémité 10' du coulisseau 20 étant supprimée sur la came 11. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Lorsque F est inférieur à Fo (figure 1), le ressort 9 n'est pas comprimé et le point 2, qui reste fixe, sert d'axe de pivotement pour le levier 1. L'axe 3 se déplace avec le levier 1 en entralAnant le coulisseau 10 dont l'extrémité 10' ménage un certain jeu avec la came Il qui se déplace sous l'action du système de levier 12 et 13 tout en restant à proximité de latex trémité 10' du coulisseau 10. Dans ce cas, le taux d'amplification A a pour valeur A = g = 1 + X avec X = Lorsque 7 devient supérieur à Fo (figure 2), le ressort 9 commence à être comprimé et le point 2 se déplace vers la droite de la figure, la tige 5 s'immobilisant pendant un court ins- tant. Be coulisseau 10 se déplace alors de la valeur du jeu, vers la droite de la figure et son extrémité 10' vient i-- liser la came 11 qui sert alors de butée au coulisse au qui s immobilise.La tige 5 recommence à se déplacer mais le levier 1 pivote autour de l'axe 3 qui est devenu fixe0 Le taux d'amplification A a alors pour valeur avec a = K - X avec a - - , K = T , X = D d représentant la distance entre les points 5' et 3o On voit que le taux d'amplification est fonction de l'effort F et croît depuis la valeur 1 + X lorsque a = 1 (F = Fo) jusqu'à la valeur 1 + K lorsque a = O (F devenant infiniment grand). Pour toutes les valeurs intermédiaires de a, donc de F, on obtiendra des taux d'amplification intermédiaires augmentant avec F. La valeur calculée de A est valable lorsque l'action fo du ressort 9 subsiste de manière constante pendant toute la seconde phase pendant laquelle F est supérieur à Fo. Cette réaction du ressort 9 peut être réduite ou même supprimée, pendant le déplacement initial du point 2, en faisant agir le ressort 9 différemment sur l'axe 2. Par exemple, le ressort 9 peut être disposé obliquement par rapport au levier 1 au lieu de lui être initialement perpendiculaire (figure 3). Au lieu de fixer le ressort 9 au point 2 du levier 1, on peut prévoir, tel que représenté à la figure 4, que le ressort 9 agit sur un palpeur 22 retenant initialement une came 23 solidaire du levier 1. Dès que la réaction de la tige 5 dépasse la valeur Pc, le ressort 9 se comprime et le palpeur 22 libère la came 23. Lorsque la réaction fo du ressort a été éliminée, le taux d'amplification A a pour valeur B=li-g On peut définir un coefficient d'assistance égal au rapport entre le taux 'd'amplification variable pour les valeurs de F supérieures à Fo et le taux d'amplification constant pour F De même que l'action du ressort 9 peut s'exercer de manière différente, le mouvement positif de la came 11, aussi bien pendant la phase active que pendant le retour du levier 1, peut être obtenu par d'autres moyens équivalents de ceux cités à titre d'exemple, par exemple par une liaison par câbles, par engrenages, etc.0. REVEND I CAT IONS 1.- Amplificateur de force à levier, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour maintenir fixe un premier point de pivotement du levier tant que l'effort résistant est inférieur à une valeur prédéterminée et pour le libérer dès que cette valeur est dépassée, ainsi que des moyens pour laisser libre un deuxième point de pivotement du levier tant que ladite valeur n'est pas atteinte et pour le maintenir fixe dès que cette valeur est dépassée. 2.- Amplificateur selon la revendication 1, dans lequel les moyens de maintien du premier point de pivotement sont constitués d'une butée fixe et d'une pièce de butée liée audit point et soumise à l'action d'un ressort de rappel taré de manière à ne permettre à ladite pièce de butée de s'écarter de la butée qu'après dépassement d'une force appliquée à ladite pièce de butée par ledit levier correspondant à ladite valeur de seuil prédéterminée de l'effort résistant. 3.- Awplificateur selon la revendication 2, dans lequel ledit ressort est fixé audit point obliquement audit levier. 4e~ Amplificateur selon la revendication 2, dans lequel ledit-ressort actionne un palpeur qui suit un profil de came solidaire dudit levier. 5.- Amplificateur selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel les moyens de maintien du second point de pivotement sont constitués d'une pièce de butée liée audit second point et d'une butée mobile montée de manière à s'immobiliser et coopérer avec ladite pièce de butée mobile quand l'effort résistant sur le levier atteint ladite valeur de seuil. 6.- Amplificateur selon la revendication 5, dans lequel cette butée mobile est une came profilée de manière à suivre l'extrémité d'une bielle dont l'autre extrémité est articulée sur le levier audit second point de pivotement et à servir de butée à ladite bielle dès que ledit premier point de pivotement n r est plus fixé. 7.- Amplificateur selon la revendication 6, dans lequel la butée mobile est assujettie au mouvement de ladite pièce -= butée dans au moins un sens de déplacement0 8.- Amplificateur selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel la butée mobile est assujettie à des moyens pour la faire revenir à sa position de repos lors du retour du levier0 9.- Amplificateur selon la revendication 8, dans lequel ces moyens consistent en un levier coudé dont une extrémité est liée audit levier et dont l'autre extrémité appuie sur ladite pièce de butée pendant au moins une partie de la course du levier. 10.- Amplificateur selon la revendication 7, dans lequel la butée mobile est reliée à ladite pièce de butée par un dispositif à câbles. 11.-Amplificateur selon la revendication 7, dans lequel la butée mobile est reliée à ladite pièce de butée par un dispositif à engrenages.