Brevet FR2835797A1 — publié le 20030815

La présente invention concerne un mécanisme d'hystérésis à friction pour un levier de commande, notamment une pédale de frein d'un véhicule automobile. Elle se rapporte plus particulièrement à un mécanisme destiné à créer de l'hystérésis, notamment sur la pédale de frein d'un véhicule automobile afin d'offrir au conducteur un agrément de conduite du fait du ressenti des efforts qu'il exerce sur le pédalier. Le but de l'invention est de proposer un mécanisme simple et facilement adaptable au niveau de la commande de freinage en particulier sur le retour de la pédale de frein afin d'éviter une entrée en fréquence ou un mouvement de saccade longitudinal du véhicule automobile en phase de freinage. A cet effet, la présente invention a pour objet un mécanisme d'hystérésis à friction pour un levier de commande, notamment une pédale de frein d'un véhicule automobile, ledit levier comportant un manchon articulé autour d'un axe fixe, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un plateau de friction monté coaxialement sur le manchon du levier de commande, ce plateau de friction étant muni d'un flasque fixe, d'un flasque mobile et de moyens de friction interposés entre lesdits flasques qui sont mobiles en rotation autour du manchon par l'intermédiaire d'une roue libre et en ce qu'un ressort de compression, monté coaxialement autour du manchon, maintient une pression sur le flasque mobile en direction du flasque fixe. Selon une caractéristique technique de la présente invention, le mécanisme d'hystérésis comporte également un moyen permettant de charger progressivement le ressort de compression en fonction de la rotation du levier de commande. Selon une autre caractéristique technique de la présente invention, le moyen de chargement progressif du ressort est constitué d'un écrou mobile en translation sur le manchon du levier, par l'intermédiaire d'une rampe hélicoïdale du type à trois filets réalisée sur ce manchon et d'un pion fixe engagé dans une encoche de l'écrou immobilisant ainsi ce dernier en rotation. Selon encore une caractéristique technique de la présente invention, un moyen de réglage est interposé sur l'une des faces d'appui du ressort de compression de manière à régler l'effort de compression dudit ressort. Ce moyen de réglage est constitué par exemple d'une cale ou d'une bague apte à être déplacée. Selon un premier mode de réalisation, les moyens de friction sont constitués d'un flasque mobile pourvu d'une garniture de friction sur l'une de ses faces. Selon une variante de réalisation de la présente invention, les moyens de friction sont constitués d'un disque de friction à double face monté libre en rotation sur le manchon par l'intermédiaire d'une roue libre, interposé entre le flasque fixe et un flasque mobile transversalement et muni d'une pluralité de cylindres réalisés dans une matière adaptée à subir du frottement et logés dans des orifices aménagés de manière régulière sur les faces du disque. De manière préférentielle, chaque cylindre de frottement débouche de chaque côté du disque de friction. Un autre objet de la présente invention concerne un véhicule automobile comportant un pédalier à commande électronique du type by wire , caractérisé en ce qu'il comporte, associé à une pédale de commande du pédalier, au moins un mécanisme d'hystérésis tel que décrit ci-dessus. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe au niveau de l'axe d'articulation d'une pédale de frein équipée d'un mécanisme d'hystérésis selon un premier mode de réalisation de la présente invention, - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 d'une pédale de frein équipée d'un mécanisme selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue similaire à la figure 1 d'une pédale de frein équipée d'un mécanisme selon un troisième mode de réalisation de l'invention, et - la figure 4 est une vue en perspective éclatée d'un détail du mécanisme selon l'invention des figures 2 et 3. On a représenté à la figure 1 la partie supérieure d'une pédale de frein 1 équipée d'un mécanisme d'hystérésis à friction 2 au niveau de son axe d'articulation 3. A cet effet, la pédale de frein 1 comporte un manchon 4 monté en rotation par l'intermédiaire de paliers 5a, 5b sur l'axe d'articulation 3, lequel est solidaire de parois fixes 6, par exemple les parois d'un pédalier. Selon la présente invention, ce mécanisme 2 est constitué d'un plateau de friction 7 monté coaxialement sur le manchon 4 de la pédale de commande 1. Ce plateau de friction 7 est muni d'un flasque fixe 8 avantageusement immobilisé sur l'une des parois 6 du pédalier par des vis V et d'un flasque 9 mobile en rotation autour du manchon 4 par l'intermédiaire d'une roue libre 10. Ce flasque mobile 9 est pourvu, sur sa face dirigée vers le flasque fixe 8, d'une matière 11 favorisant le frottement, également désignée garniture , et est maintenu en contact avec le plateau fixe 8 au moyen d'un ressort de compression 12 prenant appui sur la pédale 1 via une butée à aiguilles 13. Afin de permettre un réglage de la force de compression du ressort 12, une cale 14 est avantageusement disposée entre ce ressort de compression 12 et le flasque mobile 9. Le fonctionnement du mécanisme d'hystérésis 2 décrit ci-dessus s'avère simple. En effet, lors de l'enfoncement de la pédale de frein 1 par le pied du conducteur, le mécanisme de frottement du plateau 7 reste statique, la roue libre n'entraînant pas le flasque 9. Dès le retour de la pédale de frein 1 à sa position de repos, la course de cette dernière est ralentie par la mise en frottement des flasques 8 et 9 du plateau de friction 7, la roue libre entraînant cette fois le flasque 9 et le plateau de friction 7 remplissant ainsi pleinement son rôle de frein pour le levier de commande ou pédale 1. Afin de permettre un frottement proportionnel à l'enfoncement de la pédale de frein 1, on peut voir sur la figure 2 un deuxième mode de réalisation dans lequel le mécanisme 2 comporte en outre un moyen 15 permettant de charger progressivement le ressort de compression 12 en fonction de l'enfoncement de la pédale 1 ou d'un levier associé à la pédale. On notera qu'afin de simplifier la description, les éléments communs aux différents modes de réalisation sont désignés par la même référence. Ce moyen 15 de chargement progressif du ressort 12, visible en détail à la figure 4, est constitué par exemple, selon un mode de réalisation préférentielle, d'un flasque ou écrou 16 mobile en translation sur un axe déporté 17 solidaire du manchon 4 de la pédale de frein 1, par exemple par des cannelures 18, et prolongeant axialement ce dernier, par l'intermédiaire d'une rampe hélicoïdale 19 du type à trois filets réalisée sur cet axe déporté 17 et d'un pion 20 solidaire du flasque fixe 8 du plateau de friction 7 et engagé dans une encoche 21 de l'écrou 16 afin d'immobiliser ce dernier en rotation. Cet écrou 16 est destiné à former un appui mobile pour le ressort de compression 12, via une butée à aiguilles 13, de manière similaire au premier mode de réalisation décrit ci-dessus. On comprend ainsi que lors de l'enfoncement de la pédale de frein, l'écrou va être entraîné transversalement en direction du flasque mobile 9 du plateau de friction 7, comprimant par voie de conséquence le ressort de compression 12. Dès le relâchement de la pédale de frein 1, l'écrou 16 effectue alors un déplacement transversal sur l'axe déporté 17, suivant une direction opposée, libérant la compression sur le ressort 12. Ce dernier exerce alors une pression sur le flasque mobile 9 du plateau de friction 7 qui est libre en rotation de manière similaire au premier mode de réalisation grâce à une roue libre 10 montée sur l'axe déporté 17, engendrant une friction via la garniture 11 des deux flasques 8 et 9 constituant le plateau 7, créant ainsi une force de résistance proportionnelle à l'enfoncement de la pédale 1. Une cale de réglage 22 est avantageusement interposée entre la butée à aiguilles 13 et la face d'appui de l'écrou 16, afin de permettre un réglage de la force de compression du ressort 12. On constate qu'avantageusement un couvercle de protection 23 du mécanisme d'hystérésis 2 selon l'invention est monté emboîté sur une bague 24 solidaire du flasque fixe 8, comme visible sur la figure 2, mettant ainsi le mécanisme 2 à l'abri de la poussière. Par ailleurs, on notera également la présence, au voisinage des parois fixes maintenant le mécanisme selon l'invention, de butées à aiguilles 25 et 26 destinées à reprendre les efforts axiaux du mécanisme. On a représenté à la figure 3 un troisième mode de réalisation constituant une variante de réalisation du plateau de friction 7. En effet, ce mode de réalisation diffère des précédents par le fait qu'un disque de friction 27 à double face est interposé entre un flasque fixe 8 et un flasque 9'mobile transversalement par l'intermédiaire de cannelures périphériques 28 coopérant avec des cannelures intérieures 29 réalisées sur une couronne 30 prolongeant le flasque fixe 8. Ce disque de friction 27 est monté libre en rotation sur l'axe déporté 17 par l'intermédiaire d'une roue libre 10 et est constitué d'une pluralité de cylindres 31 réalisés dans une matière adaptée à subir du frottement et logés dans des orifices 32 aménagés de manière régulière sur les faces du disque 27. On notera que, selon un mode de réalisation préférentielle, le nombre de cylindres de frottement est de douze, chacun assurant le frottement par la mise en friction de ses deux extrémités respectivement sur l'un des flasques 8 et 9 du plateau 7, les cylindres 31 débouchant de part et d'autre du disque de friction 27. L'agencement d'un tel disque 27 permet d'augmenter la surface de frottement afin de réduire l'effort de compression du ressort 12. On comprend ainsi que lors de l'enfoncement de la pédale de frein 1 par le conducteur, l'axe déporté 17 est entraîné en rotation, déplaçant transversalement, par voie de conséquence, l'écrou 16 grâce à la rampe hélicoïdale 19. Cet écrou 16, muni éventuellement d'une bague réglable 33 comme visible à la figure 3 destinée à régler la force de compression du ressort 12, comprime au fur et à mesure de la rotation de l'axe 17 le ressort de compression 12. Ce ressort 12 exerce ainsi une pression maximale en fin de course de l'enfoncement de la pédale sur le flasque 9'mobile transversalement qui est mis en contact sur le disque de friction 27. Lors du retour de la pédale de frein 1 à sa position de repos, la roue libre 10 entraîne le disque de friction 27 en rotation, générant un frottement des extrémités des cylindres 31 sur les flasques mobile 9'et fixe 8. Concomitamment, l'effort du ressort de compression 12 diminue sur le plateau de friction 7 par déplacement de l'écrou 16 en sens inverse, permettant ainsi la création d'une force de frottement lors du rappel de la pédale 1 à sa position de repos, nécessaire à un agrément de conduite pour le conducteur notamment dans le cas de freinage à commande électronique également désigné brake by wire . On comprend à la lecture de la description ci-dessus que le mécanisme d'hystérésis à friction 2 pour un levier de commande 1, notamment la pédale de frein d'un véhicule automobile, selon la présente invention est relativement simple à réaliser et permet d'obtenir, notamment dans le cas d'une technologie à commande électronique ou by wire , des ressentis au niveau de la commande du pédalier similaires au véhicule classique. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec trois modes de réalisation particuliers, elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits. 1 REVENDICATIONS 1. Mécanisme d'hystérésis à friction (2) pour un levier de commande (1), notamment une pédale de frein d'un véhicule automobile, ledit levier (1) comportant un manchon (4 ; 17) articulé autour d'un axe fixe (3), caractérisé en ce qu'il est constitué d'un plateau de friction (7) monté coaxialement sur le manchon (4 ; 17) du levier de commande (1), ce plateau de friction (7) étant muni d'un flasque fixe (8), d'un flasque mobile (9 ; 9') et de moyens de friction (11 ; 27,31), interposés entre lesdits flasques (8 et 9 ou 9'), qui sont mobiles en rotation autour du manchon (4 ; 17) par l'intermédiaire d'une roue libre (10) et en ce qu'un ressort de compression (12), monté coaxialement autour du manchon (4 ; 17), maintient une pression sur le flasque mobile (9 ; 9') en direction du flasque fixe (8). 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte également un moyen (15) permettant de charger progressivement le ressort de compression (12) en fonction de la rotation du levier de commande (1). 3. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen (15) de chargement progressif du ressort (12) est constitué d'un écrou (16) mobile en translation sur le manchon (17) du levier (1), par l'intermédiaire d'une rampe hélicoïdale (19) du type à trois filets réalisée sur ce manchon (17) et d'un pion (20) fixe engagé dans une encoche (21) de l'écrou (16), immobilisant ainsi ce dernier en rotation. 4. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un moyen de réglage (14 ; 22 ; 33) est interposé sur l'une des faces d'appui du ressort de compression (12) de manière à régler l'effort de compression dudit ressort (12). 5. Mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de réglage est constitué d'une cale (14 ; 22) ou d'une bague (33) apte à être déplacée. 6. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de friction sont constitués d'un flasque (9) mobile en rotation pourvu d'une garniture de friction (11) sur l'une de ses faces. 7. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de friction sont constitués d'un disque de friction (27) à double face, monté libre en rotation sur le manchon (17) par l'intermédiaire d'une roue libre (10), interposé entre le flasque fixe (8) et un flasque (9') mobile transversalement et muni d'une pluralité de cylindres (31) réalisés dans une matière adaptée à subir du frottement, logés dans des orifices (32) aménagés de manière régulière sur les faces du disque (27). 8. Mécanisme selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque cylindre de frottement (31) débouche de chaque côté du disque de friction (27). 9. Véhicule automobile comportant un pédalier à commande électronique, caractérisé en ce qu'il comporte, associé à une pédale de commande du pédalier, au moins un mécanisme d'hystérésis (2) selon l'une quelconque des revendications ci-dessus.