Brevet FR2719539A1 — publié le 19951110

SERVOMOTEUR UTILISANT UN AMPLIFICATEUR DE FORCE A RAMPE La présente invention concerne un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage comprenant une enveloppe rigide; un piston pneumatique susceptible de se déplacer dans l'enveloppe suivant une direction axiale et divisant cette enveloppe en deux chambres; un clapet contrôlant sélectivement une différence de pression entre les deux chambres, ce clapet étant porté par un moyeu coulissant axialement par rapport au piston et à l'enveloppe; un organe d'entrée porté par le moyeu et susceptible de recevoir une force d'entrée axiale actionnant le clapet; un organe de sortie également porté par le moyeu pour exercer une force de sortie axiale à destination d'un maître-cylindre; et un amplificateur d'effort reliant le moyeu au piston et à l'enveloppe, pour faire correspondre à tout mouvement relatif axial du moyeu par rapport à l'enveloppe un mouvement relatif axial déterminé du piston par rapport à l'enveloppe. Des servomoteurs de ce type, dans lesquels un amplificateur d'effort est utilisé à la place d'une structure tandem pour augmenter la force d'assistance représentée par le produit de la différence de pression entre les deux chambres par la section utile du piston pneumatique, sont déjà connus dans l'art antérieur, par exemple grâce au brevet US 4 480 526 qui est incorporé ici par référence. L'un des problèmes rencontrés dans la réalisation des servomoteurs de ce type réside dans le fait que la valeur du gain de l'amplificateur d'effort, qui est en première approximation égale au rapport de la course du piston à la course correspondante du moyeu, ne peut pas être choisie arbitrairement, la valeur de ce gain étant en particulier nécessairement égale à deux dans le cas illustré par le brevet précédemment cité dans lequel l'amplificateur d'effort est constitué par une poulie. Dans ce contexte, I'invention a pour but de proposer un servomoteur équipé d'un amplificateur d'effort introduisant une amplification dont la valeur peut être librement choisie dans une certaine gamme de valeurs. A cette fin, le servomoteur de l'invention est essentiellement caractérisé en ce que l'amplificateur d'effort comprend une bague solidaire en translation du moyeu et montée rotative par rapport à lui autour de la direction axiale, cette bague portant des premier et second filets hélicoïdaux de sens inverse, le premier filet de la bague étant engagé sur un troisième filet qui lui correspond et qui est formé sur un premier cylindre solidaire de l'enveloppe, et le second filet de la bague étant engagé sur un quatrième filet qui lui correspond et qui est formé sur un second cylindre solidaire du piston pneumatique. Il est très préférable, pour réduire les frottements, que chaque filet soit engagé sur le filet qui lui correspond par l'intermédiaire d'organes de roulement telles que des billes. Par ailleurs, il est souhaitable, pour éviter des contraintes sur le piston pneumatique, que ce dernier soit lié en rotation à l'enveloppe au moyen d'au moins une colonne qui le traverse, sur laquelle il coulisse, et qui est fixée à l'enveloppe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence au dessin annexé dont l'unique figure est une vue en coupe d'un servomoteur conforte à l'invention. Comme le montre cette figure 1, I'invention concerne un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage comprenant une enveloppe rigide 1; un piston pneumatique 2 susceptible de se déplacer dans l'enveloppe suivant une direction axiale D et divisant cette enveloppe en deux chambres3a, 3b; un clapet 4 contrôlant sélectivement une différence de pression entre les deux chambres, ce clapet étant porté par un moyeu 5 coulissant axialement par rapport au piston 2 et à l'enveloppe 1; une tige de commande 6 portée par le moyeu 5 et susceptible de recevoir une force d'entrée axiale actionnant le clapet 4; une tige de poussée 7 également portée par le moyeu 5 pour exercer une force de sortie axiale à destination d'un maître-cylindre 8; et un amplificateur d'effort 9 reliant le moyeu 5 au piston 2 et à l'enveloppe 1, pour faire correspondre à tout mouvement relatif axial du moyeu par rapport à l'enveloppe un mouvement relatif axial déterminé du piston par rapport à l'enveloppe. Selon l'invention, I'amplificateur d'effort comprend essentiellement une bague 10 coopérant avec un premier cylindre 11 solidaire de l'enveloppe I et avec un second cylindre 12 solidaire du piston pneumatique 2. La bague 10 est à la fois rendue solidaire en translation du moyeu 5 et montée à rotation par rapport à lui autour de la direction axiale D au moyen d'un roulement à billes ou à rouleaux 13. Par ailleurs, la bague 10 porte des premier et second filets hélicoïdaux de sens inverse 101, 102, le premier filet 101 étant engagé sur un troisième filet 113 qui lui correspond et qui est formé sur le premier cylindre 11, et le second filet 102 étant engagé sur un quatrième filet 124 qui lui correspond et qui est formé sur le second cylindre 12. De préférence, chaque filet, tel que 101, 113 d'une part et 102. 124 d'autre part est engagé sur le filet qui lui correspond, c'est-à-dire respectivement 113, 101 d'une part et 124, 102 d'autre part, par l'intermédiaire d'organes de roulement telles que des billes 14. Par ailleurs, le piston pneumatique 2 est avantageusement lié en rotation à l'enveloppe 1 au moyen d'au moins une colonne 15 qui le traverse, sur laquelle ce piston coulisse, et qui est fixée à l'enveloppe 1. Le fonctionnement de l'amplificateur d'effort 9 dans le servomoteur est le suivant. Lorsque le clapet 4 est actionné par application d'une force sur la tige de commande 6, la chambre arrière 3b, initialement soumise à une basse pression, est progressivement mise à la pression atmosphérique. Comme la chambre avant 3a se trouve en permanence raccordée à une source de basse pression à travers un clapet anti-retour 16, le piston 2 se trouve alors soumis, par la différence de pression entre les chambres 3a et 3b, à une force axiale pointant vers le maître-cylindre 8. Cette force axiale exerce sur le second filet 102 un couple qui fait tourner la bague 10 dans un sens propre à la visser sur le second cylindre 12 et à accroître le recouvrement de cette bague et du second cylindre d'une longueur qui dépend de l'angle dont tourne la bague et du pas commun des second et quatrième filets 102 et 124. Ce même mouvement de rotation de la bague 10 entraîne par ailleurs le vissage de celle-ci sur le premier cylindre 11, I'accroissement du recouvrement de cette bague et du premier cylindre ayant une longueur qui dépend de l'angle dont tourne la bague et du pas commun des premier et troisième filets 101 et 113. Pour un angle de rotation donné de la bague, et pour des premier et second filets de pas identiques, le piston 2 parcourt donc une distance deux fois plus grande que celle que parcourt le moyeu 5. Cependant, la possibilité de choisir librement les pas des premier et second filets 101, 102 permet de modifier à volonté le rapport de la course effectuée par le piston 2 à la course correspondante effectuée par le moyeu 5. Or, comme l'énergie transmise à la tige de poussée 7 par le piston 2 pour un déplacement donné du moyeu est une fonction croissante non seulement de la force appliquée au piston 2 par la différence de pression entre les deux chambres, mais aussi du déplacement de cette force, donc de la course correspondante du piston 2, la possibilité de choisir les pas des premier et second filets permet de choisir le gain caractéristique de l'amplificateur d'effort 9. REVENDICATIONS 1. Servomoteur pneumatique d'assistance au freinage comprenant une enveloppe rigide (1); un piston pneumatique (2) susceptible de se déplacer dans l'enveloppe suivant une direction axiale (D) et divisant cette enveloppe en deux chambres (3a, 3b); un clapet (4) contrôlant sélectivement une différence de pression entre les deux chambres, ce clapet étant porté par un moyeu (5) coulissant axialement par rapport au piston et à l'enveloppe; un organe d'entrée (6) porté par le moyeu et susceptible de recevoir une force d'entrée axiale actionnant le clapet; un organe de sortie (7) également porté par le moyeu pour exercer une force de sortie axiale à destination d'un maître-cylindre (8); et un amplificateur d'effort (9) reliant le moyeu au piston et à l'enveloppe, pour faire correspondre à tout mouvement relatif axial du moyeu par rapport à l'enveloppe un mouvement relatif axial déterminé du piston par rapport à l'enveloppe, caractérisé en ce que l'amplificateur d'effort (9) comprend une bague (10) solidaire en translation du moyeu (5) et montée rotative par rapport à lui autour de la direction axiale, cette bague portant des premier et second filets hélicoïdaux de sens inverse (101, 102), le premier filet (101) de la bague étant engagé sur un troisième filet (113) qui lui correspond et qui est formé sur un premier cylindre (11) solidaire de l'enveloppe, et le second filet (102) de la bague étant engagé sur un quatrième filet (124) qui lui correspond et qui est formé sur un second cylindre (12) solidaire du piston pneumatique. 2. Servomoteur pneumatique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque filet (101, 102, 113, 124) est engagé sur le filet qui lui correspond (113, 124, 101, 102) par l'intermédiaire d'organes de roulement (14) telles que des billes. 3. Servomoteur pneumatique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le piston pneumatique (2) est lié en rotation à l'enveloppe (1) au moyen d'au moins une colonne (15) qui le traverse, sur laquelle il coulisse, et qui est fixée à l'enveloppe (1).