Brevet FR2825335A1 — publié le 20021206

Dispositif de freinage pour véhicule automobile La présente invention concerne un dispositif de freinage pour véhicule automobile, du type comprenant un servomoteur d'assistance pneumatique associé à un maître-cylindre dont un piston primaire est déplaçable en translation, pour générer un effort de freinage, par un piston du servomoteur et par une tige de commande reliée à une pédale de frein. Pour faciliter et améliorer les freinages d'urgence, le piston primaire est de forme cylindrique tubulaire et contient : un piston de réaction, lui-même de forme cylindrique tubulaire, qui est muni d'un ressort de rappel et qui est destiné à coopérer avec la tige de commande reliée à la pédale de frein, - une tige de commande de rapport d'assistance montée coulissante dans le piston de réaction et qui a une extrémité arrière destinée à coopérer avec l'extrémité avant de la tige de commande reliée à la pédale de frein et une extrémité avant portant un clapet, - et un piston rapide monté coulissant dans la partie avant du piston primaire et comportant un passage communiquant avec une chambre primaire du maître-cylindre, l'extrémité arrière de ce passage étant destinée à être soit obturée par le clapet précité pour isoler le piston de réaction de la pression régnant dans la chambre primaire du maîtrecylindre, soit ouverte pour faire agir cette pression sur le piston de réaction. De façon connue, lorsqu'un effort est appliqué à la pédale de frein pour un freinage normal, la tige de commande reliée à la pédale n'est pas déplacée plus vite que le piston du servomoteur quand ce dernier est alimenté en air à la pression atmosphérique, et le piston primaire est déplacé vers l'avant par le servomoteur d'assistance sans que la tige de commande reliée à la pédale agisse sur la tige de commande de rapport d'assistance pour fermer le passage du piston rapide qui communique avec la chambre primaire du maître-cylindre. La pression générée dans la chambre primaire par l'effort de freinage agit sur le piston de réaction qui transmet un retour d'effort à la pédale de frein par l'intermédiaire de la tige de commande reliée à cette pédale, ce qui permet au conducteur de moduler l'effort qu'il applique à la pédale de frein. Lors d'un freinage d'urgence, la tige de commande reliée à la pédale est déplacée vers l'avant plus vite que le piston du servomoteur et agit sur la tige de commande de rapport d'assistance pour obturer le passage du piston rapide qui communique avec la chambre primaire du maître-cylindre. Le piston de réaction est alors isolé de la chambre primaire et la pression qui règne dans cette chambre agit uniquement sur le clapet monté à l'extrémité avant de la tige de commande de rapport d'assistance. La force exercée alors sur cette tige de commande est transmise comme retour d'effort à la pédale de frein et a une amplitude inférieure à celle du retour d'effort dans un freinage normal parce que la section du clapet sur laquelle agit la pression de la chambre primaire est nettement inférieure à la section de l'extrémité avant du piston de réaction soumise à cette pression lors d'un freinage normal. Le retour d'effort à la pédale, qui est plus faible lors du freinage d'urgence, incite le conducteur à maintenir plus longtemps l'effort qu'il applique à la pédale, ce qui améliore l'efficacité du freinage d'urgence. Lorsque le conducteur, après un freinage d'urgence, relâche au moins partiellement l'effort appliqué à la pédale, la pression dans la chambre primaire du maître-cylindre repousse vers l'arrière le piston primaire et les pièces qui lui sont liées, qui suivent le mouvement de recul de la pédale de frein et de la tige de commande reliée à la pédale. Lorsque les pièces ont suffisamment reculé, le passage formé dans le piston rapide, jusque-là obturé par le clapet, est ouvert et la pression de la chambre primaire du maître-cylindre est appliquée sur l'extrémité avant du piston de réaction qui recule davantage vers l'arrière en comprimant son ressort de rappel. Dans ce dispositif connu, le passage formé dans le piston rapide ne peut être fermé que si la tige de commande reliée à la pédale de frein est déplacée vers l'avant plus vite que le piston du servomoteur. Cela peut être un inconvénient pour certains conducteurs qui, pour des raisons diverses, appuient fort, mais lentement, sur la pédale de frein et ne la déplacent pas suffisamment vite pour bénéficier des avantages fournis par les moyens de freinage d'urgence. La présente invention a notamment pour but d'éviter cet inconvénient, d'une façon simple, efficace et peu coûteuse. Elle propose, à cet effet, un dispositif de freinage pour véhicule automobile, comprenant un servomoteur d'assistance pneumatique associé à un maître-cylindre dont un piston primaire est déplaçable, pour générer un effort de freinage, par un piston du servomoteur et par une tige de commande reliée à une pédale de frein, le piston primaire étant tubulaire et contenant un piston de réaction muni d'un ressort de rappel et coopérant avec la tige de commande, le piston de réaction étant tubulaire et contenant une tige de commande de rapport d'assistance montée entre la tige de commande reliée à la pédale de frein et un piston rapide monté dans le piston primaire du côté du maître-cylindre, le piston rapide comportant un passage de communication avec une chambre primaire du maître-cylindre pour faire agir la pression régnant dans cette chambre sur une extrémité du piston de réaction ou sur une extrémité de la tige de commande de rapport d'assistance, et un clapet monté à l'extrémité de la tige de commande de rapport d'assistance pour fermer ou ouvrir ce passage en fonction de la position axiale de la tige de commande de rapport d'assistance dans le piston primaire, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens autorisant le déplacement de la tige de commande de rapport d'assistance vers sa position de fermeture du passage précité, en cours de freinage quand le piston de réaction est en appui sur la tige de commande reliée à la pédale de frein et quand l'effort de poussée exercé pour le freinage sur la tige de commande est inférieur à la poussée exercée en sens contraire sur le piston de réaction par la pression régnant dans la chambre primaire du maître-cylindre. Ainsi, dans le dispositif selon l'invention, lorsque le conducteur n'a pas appuyé sur la pédale de frein suffisamment vite pour fermer le passage de communication formé dans le piston rapide, il peut néanmoins fermer ce passage et bénéficier alors des avantages fournis par les moyens de freinage d'urgence, en augmentant un peu la force qu'il applique à la pédale de frein jusqu'à une valeur qui est inférieure à la force qu'il faudrait normalement appliquer pour déplacer la tige de commande de rapport d'assistance et le piston de réaction vers l'avant en surmontant la force qui leur est appliquée par la pression régnant dans la chambre primaire du maître-cylindre. Selon une autre caractéristique de l'invention, ces moyens autorisant le déplacement de la tige de commande de rapport d'assistance vers sa position de fermeture du passage précité sont des moyens élastiquement déformables en compression. Avantageusement, ces moyens peuvent être constitués par une rondelle de caoutchouc ou d'élastomère. En variante, ces moyens pourraient être constitués par un ressort. La raideur de ces moyens élastiquement déformables peut être choisie pour qu'une augmentation relativement faible de la poussée appliquée à la pédale de frein par le conducteur comprime élastiquement ces moyens et donc déplace vers l'avant le piston de réaction et la tige de commande de rapport d'assistance sur une distance suffisante pour obturer le passage formé dans le piston rapide et pour faire fonctionner le dispositif en freinage d'urgence. Dans une première forme de réalisation de l'invention, ces moyens élastiquement déformables sont portés par le piston de réaction, à son extrémité située du côté de la tige de commande reliée à la pédale de frein. En variante, ces moyens peuvent être portés par la tige de commande, à son extrémité située du côté du piston de réaction. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le piston de réaction est réalisé en deux parties axialement juxtaposées, et les moyens élastiquement déformables précités sont interposés entre les deux parties du piston de réaction. L'invention permet donc de faire fonctionner un dispositif de freinage du type précité en freinage d'urgence, même lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein à une vitesse relativement lente, qui serait normalement insuffisante pour déclencher un freinage d'urgence. L'invention est facilement applicable aux dispositifs de freinage préexistants, moyennant une modification mineure et bon marché de ces derniers. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un dispositif selon l'invention, représenté dans des conditions de freinage normal ; - la figure 2 est une vue correspondant à la figure 1 mais représente le dispositif dans des conditions de freinage d'urgence ; - la figure 3 représente schématiquement une variante de réalisation du dispositif selon l'invention. Par convention, dans toute la description, l'avant correspond à ce qui est à gauche sur les dessins et l'arrière à ce qui est à droite. On se réfère d'abord à la figure 1, dans laquelle la référence 10 désigne le piston axial d'un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage, qui est associé à un maître-cylindre tandem 12 d'un type classique. De façon bien connue de l'homme du métier, le piston 10 du servomoteur est déplacé vers l'avant quand une tige de commande 14 reliée à une pédale de frein commande l'alimentation d'une chambre arrière 16 du servomoteur en air à la pression atmosphérique, la chambre avant 18 du servomoteur étant reliée à une source de dépression, telle que la dépression du collecteur d'admission du moteur à combustion interne du véhicule automobile. Une pièce annulaire 20 de renfort du piston 10 du servomoteur est en appui sur une extrémité arrière d'un piston primaire 22 du maître-cylindre 12, la partie avant de ce piston primaire étant guidée en coulissement à étanchéité dans une partie d'extrémité arrière du maître-cylindre 12. Le piston primaire 22 est tubulaire et contient, à son extrémité arrière, un piston de réaction 24 sollicité en permanence vers l'avant par un ressort de rappel 26 et venant en contact, à son extrémité arrière, avec un palpeur 28 monté axialement à l'extrémité avant de la tige de commande 14. Le piston de réaction 24 est tubulaire et est traversé axialement, à étanchéité, par une tige 30 de commande de rapport d'assistance dont l'extrémité arrière est, dans la position représentée en figure 1, en appui sur le palpeur 28 et dont l'extrémité avant porte un clapet 32 en caoutchouc, en élastomère ou analogue, destiné à obturer le débouché d'un passage 34 formé axialement dans un piston rapide 36 qui est monté axialement coulissant, à étanchéité, dans le piston primaire 22. A son extrémité avant, le piston rapide 36 est en appui sur une butée mobile 38 sollicitée constamment vers l'arrière par un ressort de rappel 40. Le passage 34 formé dans le piston rapide 36 est en communication avec une chambre primaire 42 du maître-cylindre par l'intermédiaire d'un canal 44 formé dans l'extrémité avant du piston primaire 22. Un ressort de rappel 46 monté entre l'extrémité arrière du piston rapide 36 et l'extrémité avant de la tige 30 de commande de rapport d'assistance permet, au repos, de maintenir le clapet 32 écarté de l'extrémité arrière du passage 34, comme représenté en figure 1. Le passage 34 étant ouvert, la pression régnant dans la chambre primaire 42 du maîtrecylindre 12 peut agir sur la partie d'extrémité avant 48 du piston de réaction 24, qui est ici réalisé en deux parties axialement juxtaposées, la partie d'extrémité avant 48 précitée et une partie d'extrémité arrière 50, entre lesquelles est interposé un élément 52 élastiquement déformable en compression, tel qu'une rondelle de caoutchouc ou d'élastomère par exemple. Dans des conditions de freinage normal, le piston primaire 22 est déplacé vers l'avant par le piston 10 du servomoteur, ce qui a pour effet d'isoler la chambre primaire 42 du maître-cylindre 12 de son réservoir d'alimentation en liquide de freinage et d'augmenter la pression dans la chambre primaire 42 et donc dans le circuit de freinage, après rattrapage des jeux et des courses mortes. Par le passage 34 resté ouvert, la pression régnant dans la chambre primaire 42 est appliquée sur la partie d'extrémité avant 48 du piston de réaction 24, qui transmet un effort de réaction au palpeur 28 et à la tige de commande 14 reliée à la pédale de frein, ce qui permet au conducteur de moduler l'effort qu'il applique à la pédale de frein. Dans des conditions de freinage d'urgence, la tige de commande 14 est déplacée très rapidement vers l'avant sur la totalité de sa course, plus vite que le piston 10 du servomoteur, et le palpeur 28 monté à l'extrémité avant de la tige de commande 14 pousse vers l'avant la tige 30 de commande de rapport d'assistance dont le clapet 32 vient obturer l'extrémité arrière du passage 34 formé dans le piston rapide 36. Le piston primaire 22 du maîtrecylindre est déplacé axialement vers l'avant à la fois par la tige de commande 14 reliée à la pédale de frein et par le piston 10 du servomoteur alimenté en air à la pression atmosphérique et vient augmenter la pression dans la chambre primaire 42 du maîtrecylindre 12 et dans le circuit de freinage. Le passage 34 étant obturé par le clapet 32, la pression régnant dans la chambre primaire 42 du maître-cylindre 12 ne peut agir sur la partie d'extrémité avant 48 du piston de réaction 24 et agit uniquement sur la tige 30 de commande de rapport d'assistance. Cette tige 30 transmet, par le palpeur 28 et la tige de commande 14, une force de réaction à la pédale de frein, mais cette force de réaction est nettement inférieure à celle qui serait transmise à la pédale si la pression dans la chambre primaire 42 agissait sur la partie d'extrémité avant 48 du piston de réaction 24, la surface du clapet 32 sur laquelle agit la pression lors d'un freinage d'urgence étant nettement inférieure à la surface de la partie d'extrémité avant 48 du piston de réaction 24. Cette force de réaction plus faible incite le conducteur à maintenir l'effort qu'il exerce sur la pédale de frein, ce qui garantit une efficacité maximale du freinage. Toutefois, comme cela vient d'être indiqué, le fonctionnement du dispositif en freinage d'urgence n'est possible que si la tige de commande 14 reliée à la pédale de frein est déplacée vers l'avant plus rapidement que le piston 10 du servomoteur d'assistance pneumatique. Si cela n'est pas le cas, il subsiste un jeu axial entre le clapet 32 et l'extrémité arrière du passage 34, comme représenté en figure 1, ce jeu axial dépendant de la vitesse de déplacement de la tige de commande 14. Dans un dispositif de freinage classique, dans lequel le piston de réaction 24 est en une seule pièce, il faudrait, pour annuler le jeu axial précité, surmonter la force exercée par la pression dans la chambre primaire 42 sur l'extrémité avant du piston de réaction 24. Dans le dispositif selon l'invention, le jeu axial entre l'extrémité arrière du passage 34 et le clapet 32 peut être annulé en exerçant sur la partie arrière 50 du piston de réaction 24 une poussée orientée vers l'avant et suffisante pour comprimer axialement la rondelle 52, le déplacement correspondant vers l'avant de la tige 30 étant suffisant pour obturer le passage 34 par le clapet 32 comme représenté en figure 2. En sélectionnant la raideur de la rondelle 52, on détermine la force qu'il faut appliquer à la partie arrière 50 du piston de réaction 24 pour comprimer axialement cette rondelle et obturer le passage 34 sans devoir pour autant surmonter la force de réaction appliquée par la pression de la chambre 42 sur la partie avant 48 du piston de réaction 24. L'invention permet donc de compenser la vitesse insuffisante de déplacement de la tige de commande 14 pour retrouver les conditions de freinage d'urgence qui correspondent à l'état du dispositif représenté en figure 2. Dans la variante de réalisation représentée schématiquement en figure 3, le piston de réaction 24 est d'une seule pièce et la rondelle élastiquement déformable 52 est montée à l'extrémité arrière du piston 24, entre cette extrémité arrière et le palpeur 28 monté à l'extrémité avant de la tige de commande 14. Comme dans le mode de réalisation précédent, la rondelle 52 est traversée librement par la tige 30 de commande de rapport d'assistance. Le fonctionnement correspond sensiblement à celui qui vient d'être décrit : la compression axiale de la rondelle 52 par le palpeur 28 permet de déplacer vers l'avant la tige 30 pour obturer le passage 34, sans devoir déplacer vers l'avant le piston de réaction 24 sur lequel agit la pression régnant dans la chambre primaire 42 du maîtrecylindre. Dans une autre variante, représentée en traits fantômes en figure 3, la rondelle 52 n'est pas fixée à l'extrémité arrière du piston de réaction 24 mais sur la face d'extrémité avant du palpeur 28, et comporte un orifice central qui peut être traversé librement par l'extrémité arrière de la tige 30 de commande de rapport d'assistance. Le fonctionnement est le même que celui qui vient d'être décrit. L'invention permet ainsi, de façon simple et à peu de frais, d'améliorer les dispositifs existants de freinage pour véhicule automobile, de façon à ce que des freinages d'urgence puissent être déclenchés plus facilement que dans la technique antérieure. REVENDICATIONS 1-Dispositif de freinage pour véhicule automobile, comprenant un servomoteur d'assistance pneumatique associé à un maître-cylindre (12) dont un piston primaire (22) est déplaçable, pour générer un effort de freinage, par un piston (10) du servomoteur et par une tige de commande (14) reliée à une pédale de frein, le piston primaire étant tubulaire et contenant un piston de réaction (24) coopérant avec la tige de commande (14), le piston de réaction (24) étant tubulaire et contenant une tige (30) de commande de rapport d'assistance montée entre la tige de commande (14) reliée à la pédale de frein et un piston rapide (36) monté dans le piston primaire (22) du côté du maître-cylindre (12), le piston rapide (36) comportant un passage (34) de communication avec une chambre primaire (42) du maître-cylindre pour faire agir la pression de la chambre primaire sur une extrémité du piston de réaction (24) ou sur une extrémité de la tige de commande (30) de rapport d'assistance, et un clapet (32) monté à l'extrémité de la tige (30) de commande de rapport d'assistance pour fermer ou ouvrir ce passage en fonction de la position axiale de la tige (30) de commande de rapport d'assistance dans le piston primaire (22), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (52) autorisant le déplacement de la tige (30) de commande de rapport d'assistance vers sa position de fermeture du passage (34) précité, en cours de freinage quand le piston de réaction (24) est en appui sur la tige de commande (14) reliée à la pédale de frein et quand l'effort de poussée exercé pour le freinage sur cette tige de commande (14) est inférieur à la poussée exercée en sens inverse sur le piston de réaction (24) par la pression régnant dans la chambre primaire (42) du maître-cylindre. 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (52) sont élastiquement déformables en compression. 3-Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une rondelle (52) de caoutchouc ou d'élastomère. 4-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens (52) sont agencés entre le piston de réaction (24) et la tige de commande (14) reliée à la pédale de frein. 5-Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens (52) sont traversés librement par la tige (30) de commande de rapport d'assistance. 6-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens (52) sont portés par le piston de réaction (24) à son extrémité située du côté de la tige de commande (14) reliée à la pédale de frein. 7-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens (52) sont portés par la tige de commande (14), à son extrémité située du côté du piston de réaction (24). 8-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le piston de réaction (24) est réalisé en deux parties (48,50) axialement juxtaposées et en ce que lesdits moyens (52) sont interposés entre les deux parties du piston de réaction (24). 9-Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la raideur des moyens élastiquement déformables (52) est choisie pour que la force à exercer sur ces moyens pour leur compression axiale soit inférieure à la force exercée sur le piston de réaction (24) par la pression régnant dans la chambre primaire (42) du maîtrecylindre.