Brevet FR2849819A1 — publié le 20040716

Domaine de l'invention La présente invention concerne un servofrein à dépression comprenant un boîtier divisé en deux chambres par un piston moteur, mises en dépression, hors freinage, et, lors d'une action de freinage, l'une 5 des chambres est mise en communication avec l'atmosphère pour créer une différence de pression de part et d'autre du piston correspondant à l'action exercée sur la pédale de frein transmettant son mouvement par une tige de commande munie d'un piston plongeur agissant sur le disque de réaction porté par le piston moteur et transmettre le mouvement par la 10 tige de poussée au maître cylindre. Art antérieur Dans les systèmes de servofrein existants, il n'y a aucun moyen pour modifier le comportement du servofrein, pour que celui-ci assiste plus ou moins fortement l'action sur la pédale de frein, transmise à 15 la tige de commande, au clapet puis au disque de réaction avec mise en communication à l'atmosphère de l'une des chambres pour créer une différence de pression de part et d'autre du piston moteur et utiliser la force ainsi engendrée par cette différence de pression appliquée à la surface du piston moteur pour transmettre une poussée sur la tige de poussée com20 mandant le maître cylindre du système de freinage. Objet et avantages de l'invention La présente invention a pour but de permettre de modifier ou de régler l'action de freinage pour que celle ci fasse intervenir plus ou moins rapidement et plus ou moins brutalement le système de freinage. Plus particulièrement, la présente invention a pour but de développer des moyens de réglage permettant de modifier la distance entre le piston plongeur et le disque de réaction pour régler le seuil de pression initiale ressentie à la pédale car plus cette distance est courte et plus le seuil de pression à la pédale sera élevé. En d'autres termes, l'invention a 30 pour but de développer des supports permettant de régler ce qui est appelé communément le " mordant ". A cet effet, l'invention concerne un servofrein du type défini ci-dessus caractérisé en ce que l'ensemble formé par la tige de commande et le piston plongeur est de longueur réglable pour modifier la distance 35 entre le piston plongeur et le disque de réaction afin de modifier le saut lors de la commande du frein. En rendant réglable l'ensemble défini ci-dessus, on modifie la course à parcourir par le piston plongeur pour atteindre le disque de réaction et commander l'assistance du servofrein. Suivant le cas, le réglage est utilisé, c'est-à-dire que le 5 temps de réaction du servofrein sera plus ou moins réduit. Ce réglage peut se faire de manière mécanique ou électromagnétique. Suivant une caractéristique avantageuse, l'ensemble de longueur réglable comprend - le piston plongeur * relié à la tête de la tige de commande, * portant à son extrémité avant, de manière télescopique, un piston auxiliaire destiné à venir s'appuyer contre le disque de réaction après avoir parcouru la distance réglable, ** ce piston auxiliaire ayant intérieurement une rampe conique, 15 ** au moins trois billes placées entre le fond du manchon et la rampe du piston auxiliaire, - un organe de réglage en forme de tige pour venir s'insérer plus ou moins entre les billes et les écarter pour les déplacer sur la rampe et modifier la longueur de l'ensemble réglable, 20 - un actionneur entraînant la tige. Dans la réalisation ci-dessus, l'actionneur est de préférence un électroaimant commandant le déplacement de la tige entre une position de repos et une position de réglage. Cet actionneur peut être intégré au piston plongeur ou être 25 déporté à l'extérieur du piston plongeur, à l'extrémité de la tige de commande traversée par l'organe de réglage en forme de tige. Suivant une autre caractéristique, la tige de commande est déplacée par vissage. Ce réglage est fait à la demande mais il ne peut être neutralisé simplement puisqu'il faut intervenir par vissage sur la tige de 30 commande. Cette situation correspond à un vissage manuel avec, par exemple, une clé. Une variante consiste en un vissage commandé par un électroaimant. Dans ce cas, le réglage peut se faire à la demande; il peut tr neutralisé dans les mêmes conditions. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de différents modes de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue d'ensemble en coupe d'un servofrein avec le maître cylindre, - la figure 2 est une vue en coupe schématique de l'ensemble réglable du servofrein selon la figure 1, - les figures 3A, 3B sont des vues en coupe axiale de deux positions de réglage, - les figures 4A; 4B sont des vues en coupe correspondant aux positions de réglage des figures 3A, 4A, - la figure 5 est une vue de détail de l'effet de rampe de l'ensemble de o longueur réglable représenté à la figure 2, - la figure 6 est une vue en coupe d'un second mode de réalisation de l'invention, - la figure 6A est une vue de dessus d'un ressort en forme de rondelle, - la figure 7 est une vue en coupe analogue à la précédente d'un troi15 sième mode de réalisation de l'invention, - la figure 8 est une vue en coupe d'un ensemble réglable et de la tige de commande avec réglage déporté à l'extrémité extérieure de la tige de commande, par un électroaimant, - la figure 9 est une variante de réalisation de l'extrémité de la tige de 20 commande de la figure 8, - la figure 10 montre une autre variante de réalisation de l'ensemble de longueur réglable intégré en partie dans la tige de commande comme aux figures 8 et 9. Description des modes de réalisation Selon la vue générale en coupe de la figure 1, l'invention concerne un servofrein à dépression composé d'un boîtier 1 divisé en deux chambres 2, 3 par un piston moteur 4. A l'état non freiné, les deux chambres 2, 3 communiquent par le passage 5 traversant le moyeu du piston 4 et la dépression est assurée par l'ajutage 6, relié à une source de dépres30 sion du moteur. Lorsque le frein est actionné dans les conditions vues ciaprès, la communication entre les deux chambres 2, 3 est coupée par la membrane 6 du piston plongeur 7 avec mise à l'atmosphère de la chambre 2; il s'établit une différence de pression de part et d'autre du piston 4. 35 Cette différence de pression appliquée à la surface du piston moteur 4 engendre une force assistant l'actionnement du frein. Le piston 4 est relié par un disque de réaction 8 à la tige de poussée 9 commandant le maître cylindre de frein 10. La transmission du mouvement d'actionnement de la pédale de frein est faite par la tige de commande 11 portant le piston plongeur 7. Au repos, le piston plongeur 7 et la tige de commande 11 qui le porte sont rappelés en position neutre par des ressorts 12 non dé5 taillés. Dans cette position, le piston moteur 4 est également poussé dans sa position de repos par un ressort 13. Dans cette position, l'extrémité avant du piston plongeur n'est pas en contact avec le disque de réaction 8 mais se trouve à une certaine distance de celui-ci. Le servofrein tel que décrit ci-dessus est connu en pratique et selon de nombreux documents. La figure 2 et les vues de détails des figures 3A-5 montrent un premier mode de réalisation du moyen de réglage de cette distance. Selon la figure 2, l'ensemble de longueur réglable est formé 15 de la tige de commande 11 et du piston plongeur 7, composé d'un manchon 7-1 muni d'un couvercle 21 fixé au manchon 7-1 par un bord rabattu 21-1 et comportant une coupelle 21-2 pour recevoir la tête 11-1 en forme de rotule de la tige de commande 11 en constituant un palier de rotation. Le piston 7 comporte également une arrête d'étanchéité périphé20 rique 12 destinée à fermer la communication entre les deux chambres 2, 3 en coopérant avec l'arrête d'étanchéité 4-2 du moyeu 4-1 du piston moteur 4. L'extrémité avant 7-2 du piston plongeur 7 reçoit un piston auxiliaire 20 mobile dans l'alésage 4-3 du moyeu 4-1 du piston moteur. Le piston auxiliaire 20 coulisse sur l'extrémité avant 7-2 du piston plon25 geur 7; il est poussé contre le piston plongeur 7 par un ressort 24 prenant appui sur le moyeu 4-1 et sur une collerette 20-1 du piston 20. Le fond 20-2 du piston auxiliaire 20 est représenté en retrait par rapport à la face avant 4-4 du moyeu du piston moteur 4-1; cette face avant correspond à la position du disque de réaction 8 (figure 1); en d'autres termes, 30 la distance entre le fond 20-2 du piston 20 et la surface avant 4-4 est la distance réglable AL. Intérieurement, le piston auxiliaire 20 présente une surface 20-3 en forme de rampe conique recevant des billes 23, par exemple au moins trois billes serrées entre la rampe 20-3 et la face avant 7-3 du 35 piston plongeur 7. L'ensemble est maintenu comprimé par les différents ressorts décrits ci-dessus à l'aide de la figure 1. Un moyen de réglage est formé d'une tige 14 commandée par un électroaimant 22 double agissant sur une plaquette 14-1 portée par la tige 14 venant s'introduire entre les billes 23 pour les écarter le long de la rampe 20-3. Par la démultiplication correspondant à la pente de la rampe, ce déplacement produit un changement de longueur de l'ensemble formé par le piston plongeur 7 et le piston auxiliaire 20. Cet effet de rampe est explicité à la figure 5. A un déplacement de la bille le long de la rampe 20-3 correspond un décalage ALi de la surface frontale 20-2 du piston auxiliaire 20, par rapport à la position de la rotule 11-1, c'est-à-dire de la tige 11. Le décalage ALi est positif; la longueur globale du piston plongeur 7 et de son piston auxiliaire 20 aug1o mente si bien que lors de l'actionnement de la pédale de frein, la tige 11 et les éléments qu'elle porte (rotule 11-1, piston plongeur 7, piston auxiliaire 20) auront à parcourir une distance inférieure à la distance AL (diminuée de ALI) pour atteindre le disque de réaction et mettre en oeuvre le servofrein. La réaction du système de freinage sera plus rapide qu'en 15 l'absence de ce réglage, lorsque la tige 14 est rappelée en retrait pour se dégager des billes 23. Celles-ci sont repoussées vers l'axe par l'effet de rampe et la poussée exercée par le ressort 24 agissant sur le piston auxiliaire 20. L'ensemble d'actionnement et la tige 11 devra donc parcou20 rir la distance AL: l'action du freinage sera moins rapide. La figure 3A montre une position non réglée, la tige 14 étant devant les billes 23; le piston plongeur 7 n'est pas représenté dans ce cas. La figure 3B montre l'autre position des billes 23 écartées par la tige 14 correspondant alors à la position réglée, c'est-à-dire lon25 gueur la plus longue du piston plongeur 7 avec son piston auxiliaire 20. Les figures 4B, 4B sont des vues en coupe correspondant respectivement aux figures 3A et 3B. La figure 6 montre un mode de réalisation du servofrein selon l'invention pour le réglage de l'ensemble formé par la tige de com30 mande et le piston plongeur. Ce mode de réalisation se distingue de l'exemple précédent essentiellement par la forme du piston auxiliaire 120, toujours logé en coulissement dans le moyeu 104-1 du piston moteur et du piston principal 107. Le piston principal 107 est de section constante. Sa face avant 107-1 est droite et l'arrière est fermé par un couvercle 121 ayant un bord rabattu 121-1 sur le corps du piston 107. Le couvercle 121 comporte une coupelle 121-2 recevant la tête en rotule 111-1 de la tige de com- mande 111. Le piston auxiliaire 120 a une section étagée; sa partie avant 120-1 reçoit la partie avant du piston principal 107 en étant également engagée dans l'alésage 104-3 du moyeu 104-1 du piston moteur. Le piston auxiliaire 120 est prolongé vers l'arrière par une partie 120-2 de 5 section augmentée pour recevoir l'arrière du piston principal 107 et le bord rabattu 121-1 de son couvercle 121. Puis, le piston auxiliaire 120 se termine par un bord rabattu 120-3 de manière à recevoir un ressort 124 s'appuyant aussi contre le piston principal 107 par son couvercle 121. La face avant 120-4 du piston auxiliaire 120, droite, est délO calée de la distance AL par rapport à la face avant 104-4 du moyeu 104. Le fond 120-5 du piston auxiliaire 120 est de forme conique en rampe. La tête 111 - 1 en forme de rotule et la tige de commande 111 réunies en une seule pièce sont creuses pour le passage du câble d'alimentation électrique 125 de l'électroaimant de commande de 15 réglage 122. Le piston 107 loge l'électroaimant 122, annulaire, recevant suivant son axe, l'organe de réglage en forme de tige 114 coopérant avec des billes 123 intercalées entre le fond plat 107-1 du piston 107 et le fond intérieur conique 120-5 du piston 120. L'angle oc de la pente de la rampe 20 conique est représenté dans cette figure. Suivant le mode de fonctionnement, l'électroaimant 122, alimenté, fait avancer ou reculer la tige 114 pour la faire pénétrer entre les billes 123 et les écarter ou les laisser se rapprocher. Cela correspond, dans un cas, à l'allongement de l'ensemble du piston de commande et, dans l'autre, à son raccourcissement. Pour 25 cela le piston auxiliaire 120 est poussé par un ressort 124 interposé entre le couvercle 121 et le bord rabattu 120-3. Le ressort 124, est un ressort de type Belleville, représenté à la figure 6A en vue de dessus. Il est en forme de rondelle munie de languettes 124-1 courbées en S comme cela paraît à la figure 6. Comme dans l'exemple précédent, l'allongement de l'ensemble des pistons 107, 120 dépend du déplacement des billes 123 et de la pente de la rampe formée par le fond intérieur conique 120-5. Le mode de réalisation de la figure 7 est une variante de celui de la figure 6 dont il se distingue par l'électroaimant à deux bobi35 nes 222 et la tige de commande 224 portant une plaquette 224-1 formant l'induit mobile entre les deux électroaimants. Les autres éléments de ce mode de réalisation, identiques à ceux de l'exemple de la figure 6, portent les mêmes références augmentées de 100; ils ne seront pas décrits de nouveau. La figure 8 montre schématiquement une autre mode de réalisation du servofrein dont seuls sont représentés la tige de com5 mande 311 avec le piston plongeur 307 et le disque de réaction 308. Le réglage de la distance d'actionnement est assuré ici non pas à l'aide d'un actionneur intégré au piston plongeur 307 mais situé à l'extrémité de la tige de commande 311. La tige de commande 311, creuse, se termine par une 1o tête 311-1, logée dans le piston plongeur 307. La face avant 307-1 de ce piston est destinée à coopérer avec le disque de réaction 308. La face intérieure 307-2 du piston 307 est de forme conique ou, comme représentée, de forme bombée creuse constituant une rampe s'écartant de l'axe. Des billes 323, au moins au nombre de trois, sont lo15 gées libres entre le fond intérieur 307-2 et l'avant de la tête 31 1 - 1. Le piston 307 est rappelé contre la tête 311-1 avec interposition des billes 323 par un ressort de rappel 324 entourant la tige 311, entre l'arrière de la tête 311-1 et le bord arrière recourbé 307-3 du piston plongeur 307. Une tige de réglage 314 passant dans la tige de commande 311 traverse la tête 311-1 pour venir, avec son extrémité de 314-1, entre les billes 323 et les écarter afin de repousser le piston plongeur 307 par rapport à la tête 311-1 et allonger ou avancer le piston 307 par rapport à la tige 311 comme dans les exemples ci-dessus. A son autre extrémité, la tige de commande 311 comporte une rotule de liaison avec la tringlerie de commande venant de la pédale de frein (ce mécanisme n'est pas représenté). Près de cette extrémité, la tige 311 est munie d'un filetage intérieur 311-2 et la tige, de filetage extérieur 3142, pour visser la tige de réglage 314 par rapport à la tige de 30 commande 311 et la faire avancer ou reculer par ce réglage. Pour son entraînement, la tige 314 comporte une extrémité 314-3, par exemple en forme de quatre pans ou de six pans, pour recevoir un moteur d'actionnement 322. Selon la variante de la figure 9, le moteur est constitué par 35 un électroaimant 422, par exemple double, agissant sur l'extrémité 414-3 de la tige 414 muni d'une plaquette 414-4. Dans cet exemple, le mécanisme de frein est relié en 430 à la tige de commande 414. La figure 10 montre une variante de la réalisation de la figure 8 dans laquelle l'extrémité 514-3 de la tige 514 est formée d'une pièce à quatre pans ou à six pans pour recevoir un outil de vissage. Les autres éléments de cette réalisation sont identiques aux éléments précédents et portent les mêmes références qu'à la figure 8, augmentées de 200. En conclusion, le servofrein selon l'invention permet un réglage soit télécommandé par des moyens, par exemple électromagnétiques, ou un réglage manuel du temps de réponse du servofrein à l'actionnement de la pédale de frein. 10 REVENDICATIONS 10) Servofrein à dépression comprenant un boîtier divisé en deux chambres par un piston moteur, mises en dépression, hors freinage, et, lors d'une action de freinage, l'une des chambres est mise en communication 5 avec l'atmosphère pour créer une différence de pression de part et d'autre du piston correspondant à l'action exercée sur la pédale de frein transmettant son mouvement par une tige de commande munie d'un piston plongeur agissant sur le disque de réaction porté par le piston moteur et transmettre le mouvement par la tige de poussée au maître cylindre, i0 caractérisé en ce que l'ensemble formé par la tige de commande (11, 111, 211) et le piston plongeur (7, 107, 207) est de longueur réglable pour modifier la distance entre le piston plongeur (307, 507) et le disque de réaction (8) afin de modifier le saut lors de la commande du frein. 15 20) Servofrein à dépression selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de longueur réglable comprend - le piston plongeur (7, 107, 207) * relié à la tête de la tige de commande (11, 111, 211), * portant à son extrémité avant, de manière télescopique, un piston auxiliaire (20, 120, 220) destiné à venir s'appuyer contre le disque de réaction après avoir parcouru la distance réglable (AL, AL1), ** ce piston auxiliaire ayant intérieurement une rampe conique 25 (20-3; 120-5, 220-5), ** au moins trois billes (23, 123, 223) placées entre le fond (7-3; 107-1, 207-1) du manchon et la rampe du piston auxiliaire (20, 120, 220), - un organe de réglage en forme de tige (14, 114, 214) pour venir 30 s'insérer plus ou moins entre les billes (23, 123, 223) et les écarter pour les déplacer sur la rampe et modifier la longueur de l'ensemble réglable, un actionneur (22, 122, 222) entraînant la tige (14, 114, 214). 30) Servofrein selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'actionneur (22, 122, 222) est un électroaimant commandant le déplacement de la tige (14, 114, 214) entre une position de repos et une position de réglage. 4 ) Servofrein selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'actionneur est intégré au piston plongeur (7, 107, 207). 5 ) Servofrein selon la revendication 2, 10 caractérisé en ce que l'actionneur est déporté à l'extrémité (316, 516) de la tige de commande (311, 411, 511). 6 ) Servofrein selon la revendication 2, 15 caractérisé en ce que la tige de commande (311, 511) est déplacée par vissage (311-2; 314-2 511-2; 514-2). 7 ) Servofrein selon la revendication 6, 20 caractérisé en ce que le vissage est manuel. 8 ) Servofrein selon la revendication 6, caractérisé en ce que le vissage est commandé par un moteur (322).