Brevet FR2225639A1 — publié le 19741108

La présente demande est une demande divisionnaire issue de la demande 72/19686 déposée le 1er Juin 1972. L'invention concerne un dispositif d'actionnement du type comportant un dispositif de commande relié à un organe récepteur qui constitue l'organe dlun quelconque ensemble mécanique. le plus souvent, le dispositif de commande est mis en oeuvre directement par un opérateur. Pour diminuer la fatigue de ltopérateur en cas de mises en oeuvre répétées, et également pour augmenter la force transmise à l'organe récepteur, il est connu d'utiliser un dispositif d'assistance, comportant par exemple une pompe hydraulique, un accumulateur hydraulique ou pneumatique, ou encore un accumulateur à ressort avec des moyens pour recharger cet accumulateur. Ces différentes solutions donnent des résultats satisfaisants, mais leur complexité et leur prix, surtout dans les cas où la force d'appoint nécessaire reste faible et où l'adjonction d'une source d'énergie suEtémentaire est discutable, rendent leur utilisation problématique. Il est connu, d'autre part, que lors de l'actionnement d'un moteur, une certaine quantité d'énergie est emmagasinée dans les différents éléments élastiques du moteur, cette énergie étant restituée lors du relâchement des contraintes exercées sur ces éléments. Le but de l'invention est de récupérer une partie de cette énergie élastique restituée et de la stocker dans un accumulateur d'énergie afin de pouvoir l'utiliser comme appoint lors de la mise en oeuvre suivante. L'invention propose un dispositif d'actionnement dont l'organe récepteur est commandé par un générateur hybride comportant un élément moteur associé audit récepteur, sensible d'une part à une pression de fluide engendrée par une source de pression de commande, d'autre part à une force d'assistance engendrée par un dispositif accumulateur d'énergie par l'intermédiaire de moyens de transmission mécanique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déverrouiller le dispositif accumulateur d'énergie lorsque la pression de commande atteint-une valeur prédéterminée et en ce que l'élément moteur sensible à la force engendrée par les différents éléments élastiques du récepteur, agit sur lesdits moyens de transmission mécanique de façon à recharger ledit dispositif accumulateur lors du relâchement de ladite pression de commande, jusqu'à son retour à une position dans laquelle le dispositif accumulateur d'énergie est à nouveau verrouillé, ledit accumulateur d'énergie comportant des moyens élastiques susceptibles d'emmagasiner ou de restituer de l'énergie, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission mécanique comportent un embiellage monté sur un support, comprenant deux bras articulés et pivotants autour d'axes parallèles qui, associé aux moyens élastiques dudit accululateur d'énergie constitue un système présentant une position d'équilibre instable lorsque l'axe d'articulation des deux bras est situé dans le plan des axes de pivotement desdits bras et une position d'équilibre stable lorsque un des deux bras vient en appui contre une butée solidaire dudit support, cette position d'équilibre stable étant la position de verrouillage. On comprend qu'avec un tel dispositif, la force d'assistance est obtenue sans nécessiter l'adjonction d'une source d1 énergie supplémentaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui vasuivre et se réfère aux dessins qui l'accompagnent et sur lesquels La figure 1 représente une vue en coupe d'un dispositif d'actionnement selon l'invention, dans une application, à titre d'exemple, à un système de freinage pour véhicule automobile. la figure 2 est une coupe partielle, suivant la ligne 2-2 du dispositif représenté figure 1. En se référant à'la figure 1, le dispositif d'actionnement 10 est disposé entre une source de pression de commande représentée par un mattre-cylindre 12 et un organe récepteur représenté par un moteur de freins 14. le dispositif 10 comprend un générateur de pression 16, relié respectivement au mattre-cylindre 12 et au moteur de freins 14 par des orifices 18 et 20 prévus dans son bottier 22, des moyens de transmission mécaniques comportant un embiellage 24, et un accumulateur d'énergie 26. Le générateur 16 comporte une tige 28 munie d'un cro- chet 30 guidée dans le bottier 22 d'une part par un manchon 32, d'autre part dans un piston 34 monté coulissant dans l'alésage 38 du bottier 22, par l'intermédiaire d'un fourreau 36. Un élément moteur 40 est monté coulissant de façpn étanche dans l'alésage 38, séparant deux chambres 42 et 44 dans ledit alésage, communiquant respectivement avec les orifices 18 et 20. l'élément moteur 40 est susceptible de coulisser sur la tige 28 avec un jeu 46 permettant le passa-ge de fluide entre les chambres 42 et 44, et joue égale ment le relue de clapet à l'aide d'un joint annulaire 48 coopérant avec un épaulement 50 de la tige 28.La section du joint 48 peut être avantageusement choisie de forme trapezoIdale de façon à évi ter le décollement dudit joint de son logement sous l'effet de la pression. Au repos, l'élément moteur 40 est en butée sur un cir clips 52 solidaire du boitier sous l'action d'un ressort 54 et par l'intermédiaire de la cuvette 56 solidaire de la tige 28. Le res sort 54 prend appui sur le piston 34 lui-même maintenu en butée sur un épaulement 58 du boîtier par un ressort 60 plus fort que le res sort 54. La tige 28 est maintenue au repos en butée sur le cir clips 52 par l'intermédiaire de la cuvette 56 et de l'élément moteur 40, de telle façon que le joint 48 soit écarté de l'épaulement 50, maintenant une libre communication entre les chambres 42 et 44.Un épaulement 62 est prévu sur le fourreau 36 coopérant avec le piston 34 de telle façon qu'en se déplaçant vers la gauche si lton consi dère la figure, le piston 34 sollicite la tige 28 vers la gauche par l'intermédiaire du fourreau 36. L'étanchéité des chambres 42 et 44 est assurée par des joints 64, 66 et 68, et en période de freinage par le joint 48. les moyens de transmission mécanique comportent la partie de la tige 28 située à l'extérieur du boîtier 22 et l'em- biellage 24 coopérant à l'aide du crochet 30 avec ladite tige. l'embiellage 24 est monté sur un support 70 fixé au boîtier 22 à l'aide de deux boulons 72. Il comprend un levier de renvoi 74 dont la branche 76 coopère avec le crochet 30 par l'inter médiaire d'un galet 78 pouvant tourner iiur un pivot 80. Labranche -82 dudit levier coopère avec un pivot 84 commun avec la biellette 86. Le levier 74 s'articule sur un pivot 88 solidaire du support 70. La biellette 86 porte un galet 90 qui est susceptible de rouler sur une rampe 92 pratiquée sur le boîtier 22, et est guidé d'autre part par le plat d'une vis 94. Le pivot 96 est commun à la biellette 86, au galet 90 et à une chape 98 coopérant à l'aide d'une tige 100 avec l'accumul teur d'énergie. le levier 74 et la biellette 86 peuvent être avant*u-eusement constitués par des plaques de tôle doublées et disposées comme représenté sur la figure 2. Au repos, la biel lette 86 vient en butée sur un appui 102 de la rampe 92. L'accumulateur d'énergie 26 comporte un ressort 104 encagé dns un manchon 106, et comprimé entre une coupelle fixe 108 et une coupelle flottante 110 coopérant avec un épaulement 112 prévu sur la tige 100. la coupelle 108 est vissée dans un filetage 114 prévu dans le manchon 106, de telle sorte qu'en la positionnant, on peut régler la compression du ressort 104. -IS est prévu d'autre part sur le boîtier 22 un dispositif d'armement initial de l'accumulateur d'énergie, compre nant un boulon 116 coopérant avec un cra écrou 118 solidaire du bot- tier 22. En vissant le boulon dans son écrou, le boulon sollicite la tige 28 vers la droite si l'on considère la figure 1, par l'intermédiaire d'une bille 120 fixée sur la tige 28 à l'aide d'un manchon 122. La bille 120 a pour objet d'une part d'éviter le dé- vissage du manchon 122 lors de l'actionnement du boulon 116, et d'autre part d'assurer l'étanchéité de la chambre 44, un joint 121 étant par ailleurs disposé entre le fourreau 36 et le manchon 122. Il est prévu également une canalisation 124 reliant directement le maître-cylindre 12 et le moteur de freins 14, et comportant une valve anti-retour 126 telle que le fluide ne puisse passer que dans le sens allant du maitre-cylindre vers le moteur de freins. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus est le suivant Au repos, le dispositif est dans la configuration de la figure 1. le levier 86 est en butée sur la surface d'appui 102, la ligne qui joint les centres des pivots 96, 84 et 88 étant brisée, conférant ainsi une position stable au système élastique comportant l'embiellage 24 et l'accumulateur d'énergie 26. Le ressort 104 est alors comprimé sensiblement au maximum. La tige 28 est sollicitée vers la droite par le ressort 54 et prend appui par l'intermédiaire de l'épaulement 62 sur le piston 34, îui-mme en appui sur ltépau- lement 58 du boîtier 22. L'élément moteur 40 bute sur le circlips 52 de telle sorte que le libre passage du fluide est assuré depuis l'orifice 18 jusqu'à l'orifice 20. Lorsque l'opérateur actionne le maitre-cylindre, le fluide passe librement de l'orifice 18 à l'orifice 20 jusqu'à ce que la pression atteigne une valeur prédéterminée, assurant ainsi le rattrapage des jeux dans les freins. Le ressort 60 maintient jusqu'à cette valeur prédéterminée de la pression le piston 34 en butée sur l'épaulement 58, tandis que le ressort 54 maintient la tige 28 en appui sur l'élément moteur 40 par l'intermédiaire de la cuvette 56, et l'élément moteur 40 en appui sur le circlips 52. Lorsque la pression excède ladite valeur prédéter minée, le piston 34 est repoussé vers la gauche et comprime le ressort 60. Le piston 34 entraîne, en coopérant avec l'dpaulement 62 du fourreau 36, la tige 28 qui vient au contact du joint 48. La communication entre les chambres 42 et 44 est alors interrompue. la course du piston 34 est elle que l'axe du pivot 84 passe d'un côté à l'autre de la ligne des axes des pivots 96 et 88 et dès lors, le ressort 104 peut se détendre et par l'intermédiaire de l'embiellage 24 et de la tige 28, ajouter sur l'élé- ment moteur 40, son action à celle provenant du maitre-cylindre, de telle sorte qu'il règne dans la chambre 44 en communication avec les freins une pression nettement supérieure à celle de la chambre 42 reliée au mattre-cylindre. Lorsque l'opérateur cesse son action sur le mattre- cylindre, la pression dans chambre 42 chute rapidement. les différents éléments élastiques des freins se détendent, en libérant 11 énergie accumulée pendant le freinage. le moteur de freins restitue, en fonction des déformations élastiques des freins, une certaine quantité de fluide dans la chambre 44. La pression dans la chambre 44 agit sur l'élément moteur 40 et sur le piston 34. Ce dernier ayant une surface epficace moins importante que ltélément moteur 40, l'élément moteur 40 se déplace vers la droite, ramenant la tige 28 et l'embiellage 24 en position initiale de repos. On notera que lors du déclenchement de l'accumulateur d'énergie, la force engendrée par le ressort 104 est dans une première phase opposée à la force de pression agissant sur l'élé- ment moteur 40. C'est la force de verrouillage qui~maintient l'accumulateur en configuration chargée. Cette première phase se termine lorsque l'axe du pivot 84 arrive dans le plan formé par les axes des pivots 96 et 88. lorsque l'axe du pivot 84 passe de l'autre côté de ce plan, le ressort 104, dans une deuxième phase, se détend et ajoute sa force à la force de pression engendrée par le maître cylindre. La surface d ' appui102 est es disposée de telle sorte que la course du pivot 84 soit, dans la première phase, très faible, juste suffisante pour obtenir une force de verrouillage substantielle. En conséquence, les dimensionnements de la vis 94 et de la rampe 92 sont calculés en fonction de la course du galet 90 dans la première et dans la deuxième phase respectivement. En effet, le galet 90 est sollicité par une force radiale tendant à l'qppliquer sur la vie 94 dans la première phase et sur la rampe 92 dans la deuxième phase. le fonctionnement du dispositif tel qu'il vient d'être décrit peut parfois être mis en défaut, par exemple si une légère fuite intervient au niveau d'un moteur de frein, lors d'une application prolongée des freins. La pression dans la chambre 44 peut dans ce cas devenir insuffisante pour reamorcer le dispositif accumulateur d'énergie. Les freins restant serrés. A la longue, le desserrage des freins se produirait par suite de la fuite, mais l'attent, en circulation, serait inadmissible et d'autre part, le dispositif accumulateur resterait désamorcé et le freinage rendu impossible. Il a donc été prévu un dispositif pour pallier à l'inconvénient. Une canalisation 1 24 relie directement le maitre-cy- lindre et le moteur de freins, un clapet anti-retour 126 étant placé dans la canalisation~124de telle sorte que le débit de fluide ne puisse se faire que du maître-cylindre vers les freins. Lorsque les pressions sont égales en amont et en aval du clapet, il peut y avoir transfert, ce qui ne nuit pas pendant la période de rattrapage des jeux. Dès que les jeux sont rattrapés, la pression devient prépondérante c8té freins, le clapet 126 est donc fermé. Si par suite, par exemple, d'une fuite dans le moteur de freins, l'accumulateur d'énergie est désarmé, le transfert de fluide par le générateur étant impossible et les freins étant serrés, une action énergique et rapide sur le mattre-cylindre entraîne un passage de fluide par le clapet 126 et une montée en pression telle que les freins sont déformés élastiquement au maximum. L'opé- rateur relâche alors rapidement la pédale du maître-cylindre, de telle façon que les freins soient en mesure de réamorcer l'accumulateur d'énergie. Un tel dispositif se révèle donc être également un indicateur de défaut de pression plus sensible qu'un indicateur clastique de chute de pression. le rapport d'assistance défini comme le rapport de la force d'assistance à la force exercée par l'opérateur sur la pédale de maître-cylindre est choisi de telle sorte que l'opérateur garde un contrôle du freinage du véhicule, en ayant à fournir au cours du freinage un effort progressif. Ce contrôle du freinage par l'opé- rateur est obtenu par tailleurs en choisissant pour le système d'asservissement, une loi de variation de l'effort semblable à celle de la déformation élastique des freins, ctest-à-dire en général une loi linéaire. On peut utiliser à cet effet divers type d'accumulateurs d'énergie comportant un ou plusieurs ressorts, ou des accumulateurs pneumatiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'actionnement dont organe récepteur est commandé par un générateur comportant un élément moteur associé audit récepteur, sensible d'une part à une force de commande engendrée par un opérateur, d'autre part à une force d'assistance engendrée par un dispositif accumulateur d'énergie par l'intermédiaire de moyens de transmission mécanique, comportant des moyens pour déverrouiller le dispositif accumulateur d'énergie lorsque la force de commande atteint une valeur prédéterminée, et dont l'élément moteur sensible à la force engendrée par les différents éléments élastiques du récepteur agit sur lesdits- moyens de transmission mécanique de façon à recharger ledit dispositif accumulateur lors du relâchement de ladite force de commande, jusqu'à son retour à une position dans laquelle le dispositif d'accumulateur d'énergie est à nouveau verrouillé, ledit accumulateur d'énergie comportant des moyens élastiques susceptibles d'emmagasiner ou de restituer de l'énergie, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission mécanique comportent un embiellage monté sur un support, comprenànt deux bras articulés et pivotants autour d'axes parallèles et qui sont séparément reliés aux moyens élastiques dudit accumulateur d'énergie et audit élément moteur, lesdits moyens de transmission associés aux moyens élastiques dudit accumulateur d'énergie constituent un système présentant une position d'équilibre instable lorsque l'axe d'articulation des deux bras est situé dans le plan des axes de pivotement desdits bras et une position d'équilibre stable lorsque un des deux bras vient en appui contre une butée solidaire dudit support, cette position d'équilibre stable étant la position de verrouillage. 2. Dispositif d'actionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un desdits bras est un levier pivotant autour d'un pivot fixe par rapport au support, l'autre bras étant une biellette pivotant autour d'un pivot mobile en translation par rapport audit support, le plan défini par les deux axes de pivotement étant fixe par rapport audit support, un galet coaxial dudit pivot mobile étant prévu pour guider oye dernier en translation, ledit galet glissant entre deux parties planes parallèles solidaires du support. 3. Dispositif d'actionnement selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit accumulateur d'énergie comporte un ressort comprimé entre deux coupelles à l'intérieur d'un manchon, une des coupelles étant solidaire du fond dudit manchon, et l'autre coopérant avec lesdits moyens de transmission mécanique. 4. Dispositif d'actionnement selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite coupelle solidaire du manchon est vissée dans un taraudage prévu dans ledit manchon, permettant un réglage de la compression dudit ressort. 5. Dispositif d'actionnement selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qutil comporte un dispositif mécanique d'armement initial ou de réarmement de secours du dispositif accumulateur d'énergie, agissant surales moyens de transmission mécanique. 6. Dispositif dlactionnement suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit dispositif mécanique armement initial du dispositif accumulateur d'énergie comporte un boulon coopérant avec un écrou solidaire du boîtier du générateur et agissant sur lesdits moyens de transmission de force, de telle façon que lors du vissage dudit boulon, ces derniers soient sollicités jusqu'à prendre une configuration dans laquelle l'accumulateur d'énergie est chargé. 7. Dispositif d'actionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément moteur est mobile suivant une direction qui forme un angle aigu avec la droite joignant les deux points de pivotement des bras articulés. 8. Dispositif d1actionnement selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la force de commande résulte d'une pression hydraulique de commande, caractérisé en ce que lesdits moyens de déverrouillage comportent un piston soumis à ladite pression de commande et agissant à l'encontre de moyens élastiques, ledit piston coulissant parallèlement audit élément moteur et coopérant avec lesdits moyens de transmission de façon telle que lorsque la pression de commande dépasse une valeur prédéterminée, lesdits moyens de transmission sont entraînés hors de leur position d'équilibre stable.