Brevet FR2779111A1 — publié le 19991203

-1 SERVOMOTEUR PNEUMATIQUE A DISQUE DE REACTION FLOTTANT La présente invention concerne un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage. 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 pour limiter à une course déterminée le coulissement du plongeur par rapport à la coupelle. Des dispositifs de ce type sont bien connus dans l'art antérieur, tel qu'illustré par exemple par les documents de brevets US - 3 470 697, FR - 2 532 084, et 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 particulier lors d'un freinage en urgence. 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 meilleur écoulement de l'air vers la chambre arrière du servomoteur. 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 moins radialement disposé entre la coupelle et l'alésage axial étagé du 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, susceptible de venir en appui sur une face arrière de l'organe intermédiaire. 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 l'organe intermédiaire lui-même. 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 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 - la Figure 3 est une vue agrandie d'une partie de la 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 fonctionnement soumise à une première pression P 1, relativement basse. Un piston pneumatique 3 se déplace avec la cloison mobile 2 et traverse à coulissement une ouverture 13 de l'enveloppe 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 réaction de même sens que la force de rappel. 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 supérieure à une vitesse limite donnée. Un plongeur 5, entraîné par la tige de commande 4, est monté coulissant dans le piston 3 pour contrôler l'état d'un clapet à trois voies 6. -2- 3 2779111 Lorsque le servomoteur est au repos (figures 1 et 3), le clapet 6 isole la chambre arrière 12 vis- à-vis d'une source de pression, en général constituée par l'atmosphère, qui délivre une pression P2 supérieure à la pression P1 à laquelle est soumise la chambre avant 11. 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 d'actionnement X+, et le clapet 6 ouvre la chambre arrière 12 à la pression 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 face avant 31 du 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 émetteur de pression de freinage (non représenté). 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 disque de réaction 9 logé dans la coupelle 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 coupelle 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 de butée ayant dans l'invention une autre disposition et assurant une autre fonction. 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 coupelle 8 (figure 3). L'organe intermédiaire 10 est monté coulissant dans un alésage axial étagé 32 du piston et radialement disposé entre le plongeur 5 et la coupelle 8 d'une part, et l'alésage 32 d'autre part. 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 Fa apparaît et sollicite l'organe intermédiaire 10 dans la direction axiale d'actionnement 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 l'organe intermédiaire 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 ouverture optimale du clapet 6, donc une réduction du temps de réponse du servomoteur. 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 cette même direction axiale 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 n'exerce aucune force sur l'organe intermédiaire 10 lui-même. -4- REVENDICATIONS 1. Servomoteur pneumatique d'assistance au freinage comprenant: une enveloppe rigide (1); une cloison mobile (2) délimitant, de façon étanche, une chambre avant (11) et une chambre arrière (12) à l'intérieur de l'enveloppe (1), la chambre avant (11) étant en fonctionnement soumise à une première pression (P1) et la chambre arrière (12) étant sélectivement reliée à la chambre avant (11) ou soumise à une seconde pression (P2) supérieure à la première (P1); un piston pneumatique (3) se déplaçant avec la cloison mobile (2); une tige de commande axiale (4) se déplaçant dans le piston (3) en fonction d'une force d'entrée (Fe) sélectivement exercée à l'encontre d'une force de rappel (Fr) et orientée suivant une direction axiale d'actionnement (X+) pointant vers la chambre avant (11), la force de rappel (Fr) sollicitant la tige de commande (4) vers une position de retour et la force d'entrée (Fe) sollicitant la tige de commande (4) vers une position d'actionnement qui dépend de la force d'entrée (Fe); un plongeur (5) entraîné en coulissement dans le piston (3) par la tige de commande (4); un clapet à trois voies (6) reliant la chambre arrière (12) à la chambre avant (11) lorsque la tige de commande (4) est en position de repos, et soumettant la chambre arrière (12) à la seconde pression (P2) lorsqu'il est actionné par un déplacement de la tige de commande (4) vers sa position d'actionnement; et des moyens de transmission de force (7, 8, 9, ), propres à recevoir et à retransmettre une partie au moins de la force d'entrée (Fe) transmise par une face avant (51) du plongeur (5), et une force d'assistance (Fa) exercée par une face avant (31) du piston (3) lorsque le clapet (6) est actionné, ces moyens de transmission de force (7, 8, 9, 10) comprenant eux-mêmes une tige de poussée (7) dont une extrémité (71) adjacente au plongeur est coiffée par une coupelle (8) dans laquelle est logé un disque de réaction (9), une première face (91) du disque de réaction (9) recevant la force d'entrée (Fe) et la force d'assistance (Fa), et une seconde face (92) du disque de réaction (9) prenant appui sur la coupelle (8); et des moyens de butée (14, 101, 52, 102) pour limiter à une course déterminée (K) le coulissement du plongeur (5) par rapport à la coupelle (8), caractérisé en ce que les moyens de transmission de force (7, 8, 9, 10) comprennent un organe intermédiaire (10) monté axialement coulissant par rapport au plongeur (5) et au piston (3), et susceptible d'être entraîné par le plongeur (5), par rapport au piston (3), sur une distance d'entraînement (E) supérieure à la course déterminée (K), en ce que cet organe intermédiaire (10) est au moins en partie interposé 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), lorsqu'elle apparaît, et en ce que les moyens de butée (14, 101, 52, 102) sont portés par le plongeur (5) et l'organe intermédiaire (10) et définissent un débattement maximum (D) du plongeur (5) par rapport à l'organe intermédiaire (10). 2. Servomoteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe intermédiaire (10) est en partie au moins radialement disposé entre le plongeur (5) et un alésage axial étagé (32) du piston (3). 3. Servomoteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe intermédiaire (10) est en partie au moins radialement disposé entre la coupelle (8) et l'alésage axial étagé (32) du piston (3). 4. Servomoteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de butée (14, 101, 52, 102) comprennent un jonc (14) solidaire du plongeur (5) et monté coulissant dans une gorge (101) de l'organe intermédiaire (10). -5 - 5. Servomoteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de butée (14, 101, 52, 102) comprennent un épaulement (52) du plongeur susceptible de venir en appui sur une face arrière (102) de l'organe intermédiaire (10). 6. Servomoteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston est sollicité vers une position de repos par un ressort (15) qui n'exerce aucune force sur l'organe intermédiaire (10). -6-