Brevet FR2828859A1 — publié le 20030228

Mécanisme de commande manuelle, notamment pour frein à main de véhicule, et application de ce mécanisme à un montage de frein à main sur un bâti de siège L'invention concerne un mécanisme de commande manuelle destiné à un organe mécanique mobile, sensiblement en va-et-vient, avec application d'une force de traction à cet organe mécanique, notamment pour un frein d'immobilisation dans un véhicule, comprenant un levier articulé à une première extrémité autour d'un axe de pivot fixe par rapport à une plaque porteuse, et doté à sa deuxième extrémité d'une poignée pour application manuelle d'un couple de rotation au levier autour de l'axe de pivot, le mécanisme comprenant un élément de sortie situé sensiblement dans une direction opposée au levier par rapport à l'axe de pivot fixe et destiné à être raccordé à l'organe mécanique. Ces mécanismes de commande sont souvent utilisés pour actionner les freins d'immobilisation dans des véhicules, appelés couramment"freins à main"ou"freins de parking". Dans le type le plus courant, le levier est prolongé par un court bras, du côté opposé au-delà de l'axe de pivot, et ce bras attaque en traction l'organe mécanique. Pour des raisons ergonomiques évidentes, le levier s'étend sensiblement dans le sens longitudinal du véhicule, dirigé vers l'avant, de sorte qu'il décrit généralement un mouvement rotatif vers l'arrière, avec pour corollaire que la traction exercée sur l'organe mécanique a lieu au contraire de l'arrière vers l'avant. Cette solution est simple et satisfaisante dans la majeure partie des applications. En effet, dans la plupart des véhicules, les freins d'immobilisation sont prévus sur les roues arrière. De plus, la plaque porteuse fixe est fixée sur le plancher du véhicule vers le centre entre le siège du conducteur et celui du passager. Il est actuellement parfois envisagé d'installer les freins d'immobilisation sur les roues avant d'un véhicule. Pour ce faire, on peut envisager de compléter le mécanisme de commande par un mécanisme de renvoi, sur un angle de l'ordre de 1800, afin de renvoyer le mouvement de traction de l'avant vers l'arrière et de pouvoir ainsi actionner ces freins situés en avant du levier manuel. L'addition d'un tel mécanisme de renvoi entraîne naturellement des inconvénients multiples : poids, coût, place disponible, pièces supplémentaires, tolérances, fiabilité réduite, etc., que l'on cherche à éviter. Ainsi, l'objectif de l'invention est de réaliser un mécanisme de commande de ce type avec lequel il est possible d'actionner des appareils situés globalement en avant du levier manuel, sans nécessité d'ajouter un mécanisme de renvoi après l'élément de sortie du mécanisme de commande. Conformément à l'invention, dans un mécanisme de commande du type indiqué en introduction, cet objectif est atteint lorsque l'élément de sortie est porté par une platine articulée sur le levier et sur la plaque porteuse en formant sensiblement un parallélogramme articulé, de sorte que l'élément de sortie décrit un mouvement en direction généralement parallèle à celui du levier, et dans le même sens. Grâce à cette disposition structurelle très simple, on obtient avantageusement une inversion du sens de déplacement de l'organe mécanique, ce qui permet de placer l'appareil ainsi commandé, comme les freins d'immobilisation dans un véhicule automobile, sur les roues avant du véhicule, ou ce qui permet de nouvelles implantations, comme dans le cadre de simulateurs de poste de conduite, ou encore un montage de l'ensemble du mécanisme de commande "embarqué" sur le bâti du siège du conducteur, comme on le verra par la suite. Cette application constitue un deuxième objet de l'invention. Selon d'autres aspects de l'invention : - l'articulation de la platine mobile par rapport à la plaque porteuse est réalisée au moyen d'une biellette de réaction qui forme un axe d'articulation fixe par rapport à la plaque porteuse et un axe d'articulation mobile par rapport à la platine mobile ; - la platine mobile a sensiblement une forme en T, dont la barre horizontale s'étend entre l'axe d'articulation par rapport au levier et l'axe d'articulation mobile par rapport à la biellette de réaction, et dont la jambe verticale se termine par une extrémité formant l'élément de sortie du mécanisme de commande et qui est située au-delà de l'axe de pivot par rapport au levier : - dans l'application du mécanisme de commande à l'actionnement d'un frein de stationnement monté sur au moins une roue arrière du véhicule, la plaque porteuse est fixée sur le bâti de siège du conducteur et est réglable avec celui-ci, et la transmission depuis l'organe mécanique depuis le frein est assurée au moyen d'un câble gainé qui décrit au moins partiellement une demi-boucle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures cijointes, dans lesquelles : - la figure 1 est une vue latérale schématique d'un mécanisme de commande classique pour un frein d'immobilisation - ou frein à main-dans un véhicule automobile ; - la figure 2 est une vue latérale correspondante d'un mécanisme de commande selon l'invention ; - la figure 3 est un diagramme représentant les forces agissant sur la platine mobile du mécanisme de l'invention ; - la figure 4 est une vue latérale schématique illustrant une partie de la transmission à câble gainé depuis un mécanisme de frein à main classique ; - la figure 5 est une vue latérale schématique correspondante d'une application du mécanisme de commande de l'invention au montage du levier de frein à main "embarqué" sur le bâti de siège ; - les figures 6a, 6b et 6c forment un groupe de trois vues de dessus schématiques d'un siège de gauche dans un véhicule équipé du mécanisme de commande de l'invention, en position moyenne, en position avancée et en position reculée respectivement ; et - les figures 7a, 7b et 7c forment un groupe de trois vues correspondantes, mais dans lesquelles le levier de frein main est disposé à gauche du siège. Dans la vue latérale schématique de la figure 1, le mécanisme de commande 10 classique comprend une plaque porteuse fixe 12 fixée sur le châssis du véhicule non représenté, ou sur un élément de structure de caisse, qui porte un axe transversal de pivotement 14, dirigé sensiblement horizontalement et perpendiculaire à la direction longitudinale (flèche AV) du véhicule, et sur lequel est monté pivotant un levier manuel 16 dirigé sensiblement horizontalement en direction de l'avant (AV) du véhicule. Le levier 16 est articulé sur l'axe de pivot 14 vers une première extrémité 16a, tandis qu'il est doté à sa deuxième extrémité libre 16b d'une poignée 18 à l'aide de laquelle on peut appliquer à la main un couple de rotation autour de l'axe de pivot 14, comme symbolisé par la flèche R, généralement de l'avant vers l'arrière du véhicule, comme cela est bien connu. Le levier 16 se prolonge par un court bras 20, au-delà de l'extrémité 16a, auquel est accroché un organe mécanique 22 de transmission de mouvement et d'effort. Le bras 20 constitue ainsi l'élément de sortie du mécanisme 10 et, lorsque le levier 16 est pivoté dans le sens de la flèche R dans la figure 1, le bras 20 se déplace globalement vers l'avant et entraîne avec lui par traction l'organe mécanique 22 vers la gauche, donc vers l'avant (flèche AV) du véhicule. Comme également connu, la plaque porteuse fixe 12 porte, centré sur l'axe de pivot 14, un secteur de roue à rochet 24, et le levier 14 porte un cliquet pivotant 26 de telle manière que la dent terminale du cliquet 26 est sollicitée en permanence dans la denture de la roue à rochet 24, afin d'arrêter le levier dans une position donnée. Le levier porte aussi un bouton 28, à l'extrémité 16a proche de la poignée 18, qui coopère avec le cliquet 26 via une tringle 30, de manière à soulever le cliquet 26 en éloignement de la roue à rochet 24 quand on enfonce le bouton 28, et à permettre une rotation libre du levier 16 en retour, dans le sens opposé à la flèche R, jusqu'à une position de repos non représentée dans laquelle le levier 16 est pratiquement horizontal et proche du plancher du véhicule, ou de la partie de structure inférieure du véhicule sur laquelle est fixée la plaque porteuse fixe 12. Dans cette position, l'organe mécanique 22 retourne vers l'arrière (en sens inverse de la flèche indiquée) et libère le frein d'immobilisation. Comme connu, ce retour est assuré par des moyens élastiques intégrés à l'appareil commandé. Comme on le remarque, le mouvement de va-et-vient de l'organe mécanique se fait en première approximation suivant un segment de droite. De plus, compte tenu du rapport des longueurs du bras de levier principal 16 et du bras court 20, on peut appliquer à l'organe mécanique, et par l'intermédiaire de celui-ci au frein d'immobilisation du véhicule, des efforts importants. Toutefois, comme déjà dit en introduction, du fait que son élément de sortie décrit un mouvement actif de l'arrière vers l'avant, ce mécanisme de commande ne convient pratiquement que pour actionner des appareils situés derrière lui. Le mécanisme de commande 10 de l'invention est illustré schématiquement dans la figure 2 comprend de nouveau les composants essentiels déjà décrits que sont la plaque porteuse fixe 12, l'axe de pivot 14, le levier 16 avec sa poignée 18, le secteur de roue à rochet 26, avec le cliquet 26, le bouton 28 et la tringle 30. Dans ce cas, le mécanisme 10 comprend des moyens afin d'inverser le mouvement de l'organe mécanique commandé 22 par rapport au mouvement général du levier manuel 16. Ces moyens comprennent une platine mobile 32 montée articulée par rapport au levier 16 par l'intermédiaire d'un axe d'articulation 34 situé du même côté que le levier 16 vis-à-vis de l'axe de pivot 14 du levier, et articulée par rapport à la plaque porteuse 12 via une biellette de réaction 36, celle-ci définissant deux axes d'articulation, un axe d'articulation fixe 38 sur la plaque porteuse 12 et un axe d'articulation mobile 40 sur la platine 32. Cette disposition forme un parallélogramme articulé. La platine 32 a une forme en T, dont la barre horizontale s'étend généralement entre l'axe d'articulation 34 vers le levier 16 et l'axe d'articulation mobile 40 de la biellette de réaction 36, et dont la jambe verticale 42 se termine en un point d'extrémité 44 situé au-delà de l'axe de pivot 14 par rapport au levier 16, et constitue donc ici l'élément de sortie (équivalent du bras court 20 du mode de réalisation classique) du mécanisme de commande, qui attaque l'organe mécanique 22. Lors d'un actionnement du levier 16, de manière identique au mécanisme de l'état de la technique de la figure 1, par rotation dans le sens de la flèche R autour de l'axe de pivot 14, la poussée exercée par le levier 16 sur la platine mobile 32 via l'axe d'articulation 34 entraîne un mouvement de la platine mobile 32 vers l'arrière (sens inverse à la flèche AV) en première approximation assimilable à une translation, par coopération avec la biellette de réaction 36. L'extrémité 44 de la jambe 42 de la platine 32 décrit le même mouvement de translation de l'avant vers l'arrière et l'applique à l'organe mécanique 22. Dans le schéma de la figure 3, on a représenté uniquement la plaque mobile 32 et la plaque porteuse 12, afin d'illustrer les forces qui s'exercent sur la platine mobile 32. Sans procéder à une explication théorique détaillée, on constate que les trois forces qui s'exercent sur l'axe d'articulation 34 (depuis le levier 16), sur l'axe d'articulation mobile 40 (depuis la biellette de réaction 36), et sur l'extrémité 44 de la jambe 42 (depuis l'organe mécanique 22), convergent en un point et que leur addition vectorielle est nulle. Cela exprime simplement le fait que la platine 32 est immobile en état d'équilibre. Grâce à ce schéma, il est aisé de concevoir la forme et les dimensions de la platine mobile 32, du levier 16 et de la biellette de réaction 36, et d'en choisir les matériaux, pour obtenir la meilleure résistance mécanique pour un poids optimal. Avantageusement, la platine mobile 32 sera une pièce en tôle d'acier de formes simples et son usinage, c'est-à-dire surtout la réalisation des perçages pour les axes 34 et 40 et celui de l'extrémité 44 pour la liaison avec l'organe mécanique 22, pourra être effectué par des techniques extrêmement simples et bon marché, sans que le respect des tolérances représente un aspect critique. Comme déjà indiqué, l'invention s'applique en premier lieu à des véhicules automobiles dans lesquels les freins d'immobilisation sont montés sur les roues avant, donc en avant du mécanisme de commande à levier, sans nécessité d'ajouter un mécanisme de renvoi. Elle pourra aussi s'appliquer à une nouvelle conception des simulateurs statiques ou dynamiques de postes de conduite de véhicules, permettant de placer les appareillages dans des positions différentes des positions habituelles, en particulier optimisées sur le plan conception et implantation. L'avantage important pour le conducteur, c'est que le levier 16, c'est-à-dire le seul composant du mécanisme de commande qui le concerne réellement, est identique au levier d'un mécanisme classique, aussi bien dans sa structure que dans son fonctionnement. Un avantage important pour les constructeurs automobiles, c'est la possibilité d'utiliser en grande partie des composants existants. Les composants additionnels sont en nombre réduit et sont simples. Les modifications nécessaires aux composants existants sont également simples et peu coûteuses à réaliser. On va maintenant décrire une application de l'invention particulièrement intéressante, celle du montage du mécanisme de commande "embarqué" sur le siège du conducteur, à l'aide des figures 4 à 7. La figure 4 représente schématiquement l'application d'un mécanisme de commande classique à l'actionnement des freins d'immobilisation montés sur les roues arrière d'un véhicule. Par simplification, les freins eux-mêmes n'ont pas été représentés, mais seulement les mécanismes, du type à câble gainé, qui relient le mécanisme de commande manuelle 10 à ces freins. Dans ce système classique, la plaque porteuse 12 est fixée sur une partie fixe proche du plancher du véhicule, non représenté, typiquement entre les deux sièges, ce qui facilite la conception de véhicules avec poste de conduite à gauche comme à droite. De plus, cette implantation"centrale"dans le véhicule rend le trajet depuis le mécanisme de commande jusqu'au frein particulièrement simple et court. L'organe mécanique 22 en sortie du mécanisme 10 tire sur un câble 46 qui emprunte une première gaine 48 semi-rigide montée entre deux points fixes sur le châssis du véhicule. À sa sortie de la gaine 48, le câble 46 attaque un fléau d'équilibrage et de distribution 50, vers le centre de celui-ci, qui attaque, à ses deux extrémités, deux câbles 52 et 54 qui empruntent à leur tour deux gaines semi-rigides 56 et 58 pour se terminer à proximité des freins de roue (non représentés). Ce montage simple est certes satisfaisant dans la majeure partie des cas, mais ne donne pas, ou mal, la possibilité d'implanter le mécanisme de commande avec la souplesse souhaitée. En particulier, on désire parfois monter le levier 16 non pas au centre, mais latéralement à "l'extérieur" du siège du conducteur, donc à gauche du siège de gauche lorsqu'il s'agit d'un véhicule pour circulation à droite, et vice versa. On cherche par ailleurs, dans les véhicules offrant une possibilité de réglage du siège dans des plages importantes, à améliorer l'ergonomie en "embarquant"le levier de frein à main, c'est-à-dire en le montant sur le bâti du siège afin qu'il soit mobile conjointement avec celuici lors du réglage. En effet, si les réglages en hauteur et en inclinaison impliquent des déplacements de faible amplitude uniquement, les réglages longitudinaux peuvent s'étendre sur des longueurs très importantes, de sorte qu'un levier de frein à main situé en position fixe sur le plancher pourrait se trouver à des emplacements différents par rapport à des conducteurs différents, ce qui est pour le moins ergonomique, voire dangereux. Avec un mécanisme classique, il serait nécessaire d'augmenter considérablement la longueur du premier tronçon de gaine 48, ou même de lui faire décrire une boucle complète. Outre qu'elle détériore le rendement mécanique de la transmission à câble gainé, cette solution est difficilement praticable car la surlongueur ou la boucle de gaine se trouve précisément dans la région des pieds des passagers arrière du véhicule, déjà problématique en raison de l'existence des rails du siège avant. L'invention trouve dans ce cas une application particulièrement judicieuse. En effet, malgré une contradiction apparente, c'est-à-dire de vouloir actionner des freins situés à l'arrière du véhicule avec un mécanisme conçu pour actionner des freins situés à l'avant du véhicule, on pourra conférer au premier tronçon de gaine 48 une longueur suffisante pour accommoder toute la plage de réglage du siège ou encore pour implanter le levier de frein de l'autre côté du siège, permettant un montage"embarqué"du mécanisme sur le bâti du siège, et la surlongueur de gaine nécessaire à cet effet est disposée suivant une demi-boucle dont le tracé sera compris dans tous les cas dans l'emprise sous le siège du conducteur, sans empiéter dans le volume réservé aux pieds des passagers arrière. Les figures 6a, 6b, 6c, et 7a, 7b, 7c montrent deux cas d'application, donnés seulement à titre illustratif et non limitatif des nombreuses applications de ce genre. Dans ces figures, on voit schématiquement de dessus un siège de conducteur 60 disposé à gauche de l'axe longitudinal XX d'un véhicule, donc pour un véhicule destiné à la circulation à droite. Dans les figures 6a, 6b et 6c, le levier de frein à main 16 est disposé à droite du siège 60, donc au voisinage de l'axe XX, et le câble gainé 46-48 décrit une demi-boucle de 1800 qui aboutit à proximité du côté extérieur gauche du véhicule, et le câble se poursuit de cet emplacement en direction des roues arrière, donc vers le bas dans les figures. Dans les figures 7a, 7b et 7c, le levier de frein à main 16 est au contraire situé à gauche du siège 60 et le câble gainé 46-48 décrit une demi-boucle qui aboutit à proximité de l'axe XX. Dans les deux groupes de figures, celles qui portent l'indice a montrent le siège dans une position de réglage moyenne dans le sens avant/arrière, celles qui portent l'indice b le montrent dans une position avancée, et celles qui portent l'indice c dans une position reculée. S'Il s'agit d'un véhicule pour circulation à gauche, dans lequel le siège du conducteur est le siège de droite, on procède simplement à une symétrie par rapport au plan longitudinal médian XX. L'invention permet ainsi ce montage "embarqué" sur le bâti du siège au prix de concessions minimales en termes de poids, de composants, de complexité et de temps de production. En effet, le tronçon de gaine semi-rigide existe de toute façon, et il s'agit simplement de le rallonger d'une longueur raisonnable et parfaitement acceptable. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de commande manuelle (10) destiné à un organe mécanique (22) mobile, sensiblement en va-et-vient, avec application d'une force de traction à cet organe mécanique, notamment pour un frein d'immobilisation dans un véhicule, comprenant un levier (16) articulé à une première extrémité (16a) autour d'un axe de pivot fixe (14) par rapport à une plaque porteuse (12) et doté à sa deuxième extrémité libre (16b) d'une poignée (18) pour application manuelle d'un couple de rotation au levier (16) autour de l'axe de pivot (14), le mécanisme comprenant un élément de sortie (44) situé sensiblement dans une direction opposée au levier (16) par rapport à l'axe de pivot fixe (14) et destiné à être raccordé à l'organe mécanique (22), caractérisé en ce que l'élément de sortie est porté par une platine mobile (32) articulée par rapport au levier (16) et par rapport à la plaque porteuse (12) en formant sensiblement un parallélogramme articulé, de sorte que l'élément de sortie (44) décrit un mouvement dont la direction générale est parallèle au mouvement du levier (10) autour de son axe de pivot (14) et dans le même sens. 2. Mécanisme de commande manuelle (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'articulation de la platine mobile (32) par rapport à la plaque porteuse (12) est réalisée au moyen d'une biellette de réaction (36) qui forme un axe d'articulation fixe (38) par rapport à la plaque porteuse (12) et un axe d'articulation mobile (40) par rapport à la platine mobile (32). 3. Mécanisme de commande manuelle selon la revendication 2, caractérisé en ce que la platine mobile (32) a sensiblement une forme en T, dont la barre horizontale s'étend entre l'axe d'articulation (34) par rapport au levier (16) et l'axe d'articulation mobile (40) par rapport à la biellette de réaction (36), et dont la jambe verticale (42) se termine par une extrémité (44) formant l'élément de sortie du mécanisme de commande (10) et située au-delà de l'axe de pivot (14) par rapport au levier (16). 4. Application d'un mécanisme de commande selon l'une des revendications 1 à 3 à l'actionnement d'un frein de stationnement monté sur au moins une roue arrière d'un véhicule, caractérisé en ce que la plaque porteuse (12) est fixée sur le bâti de siège du conducteur (60) et réglable avec celui-ci, et en ce que la transmission depuis l'organe mécanique (22) depuis le frein est assurée au moyen d'un câble gainé (46-48) qui décrit au moins partiellement une demi-boucle.