Brevet FR2855135A1 — publié le 20041126

I SERVOMOTEUR D'ASSISTANCE PNEUMATIQUE AU FREINAGE L'invention concerne un servomoteur d'assistance pneumatique au freinage, en particulier pour véhicule automobile, du type comprenant des moyens d'aide au freinage d'urgence. Un servomoteur d'assistance pneumatique au freinage pour véhicule automobile comprend une enveloppe rigide partagée en deux chambres par une paroi mobile solidaire d'un piston axial qui est monté entre une tige de commande reliée à une pédale de frein et une tige de poussée agissant 10 sur un piston d'un maître-cylindre du circuit de freinage du véhicule. La tige de commande se termine du côté du piston du servomoteur par un plongeur guidé dans un passage axial de ce piston pour venir au contact d'un disque de réaction qui est porté par la tige de poussée et qui est interposé entre celle-ci et le piston et le plongeur précités. Lorsque le conducteur du véhicule appuie sur la pédale de frein, l'effort qui est transmis par la pédale et la tige de commande est amplifié par le servomoteur dont le piston est déplacé par une pression pneumatique en direction du maître-cylindre. Le disque de réaction est comprimé par le piston du servomoteur et transmet la réaction du circuit de 20 freinage à la tige de commande et à la pédale de frein, cette réaction étant ressentie par le conducteur et lui permettant de moduler l'effort qu'il applique à la pédale de frein et donc de moduler le freinage du véhicule. Lors d'un freinage d'urgence, la tige de commande et le plongeur sont déplacés dans le servomoteur plus rapidement que le piston de celui25 ci et le conducteur peut avoir une sensation d'effort maximum de freinage alors que le servomoteur n'a pas encore fourni une assistance maximale. Le conducteur peut ainsi être amené à relâcher prématurément l'effort qu'il applique à la pédale de frein même si le maintien d'un freinage maximal est nécessaire. On a déjà proposé d'équiper ces servomoteurs de moyens d'aide au freinage d'urgence, qui comprennent un palpeur monté coulissant sur le plongeur de façon à pouvoir venir au contact du disque de réaction, et des moyens de blocage du palpeur par rapport au piston du servomoteur dans une position d'appui sur le disque de réaction, ces moyens de blocage étant du type unidirectionnel et étant déclenchés automatiquement quand 5 le conducteur après un freinage d'urgence relâche légèrement l'effort qu'il exerce sur la pédale de frein. Grâce aux moyens de blocage, le palpeur est maintenu par le piston du servomoteur en appui sur le disque de réaction pour appliquer un effort maximal sur la tige de poussée agissant sur le piston du maître-cylindre 10 lorsque le conducteur a relâché légèrement l'effort exercé sur la pédale de frein. Les moyens de blocage du palpeur sont libérés lorsque le conducteur relâche complètement l'effort appliqué à la pédale de frein. Dans une réalisation connue, ces moyens de blocage comprennent 15 une douille montée coulissante sur le plongeur entre le palpeur et une butée axiale portée par le plongeur, et des moyens de blocage axial de la douille par rapport au piston, ces moyens de blocage étant constitués par une clé annulaire traversée axialement avec jeu par la douille et montée basculante dans un logement transversal du piston du servomoteur. Des moyens de rappel élastique sollicitent la clé vers une position de blocage de la douille dans laquelle tout déplacement axial de la douille dans le sens opposé au disque de réaction est interdit, le déplacement axial de la douille vers le disque de réaction étant autorisé. Lorsque le conducteur après avoir relâché légèrement l'effort 25 appliqué à la pédale de frein, augmente à nouveau cet effort jusqu'à une valeur maximale, le plongeur est re-déplacé en direction du disque de réaction par la tige de commande sans que le conducteur puisse ressentir une quelconque résistance à ce déplacement, toute la réaction du circuit de freinage étant supportée par le palpeur bloqué sur le piston du 30 servomoteur. Pendant cette phase, le conducteur n'a plus de retour d'effort à la pédale de frein et il lui est difficile de moduler l'effort qu'il applique à cette pédale et en conséquence de moduler le freinage du véhicule. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, économique et efficace à ce problème, sans nuire à l'efficacité du freinage d'urgence. Elle propose à cet effet un servomoteur d'assistance pneumatique au freinage pour véhicule automobile, comprenant une enveloppe rigide partagée en deux chambres par une paroi mobile solidaire d'un piston axial qui est monté entre une tige de commande et une tige de poussée, la tige 10 de commande se terminant par un plongeur guidé dans un passage axial du piston, un disque de réaction porté par la tige de poussée et interposé entre celle-ci et le piston et le plongeur précités, et des moyens d'aide au freinage d'urgence comprenant un palpeur monté axialement coulissant sur le plongeur du côté du disque de réaction et une douille montée coulissante 15 sur le plongeur entre le palpeur et des moyens de butée axiale portés par le plongeur, ainsi que des moyens de blocage axial unidirectionnel de la douille par rapport au piston, caractérisé en ce que le palpeur est tubulaire à extrémités ouvertes et est traversé librement par le plongeur et en ce que, dans une position de repos ou de non-freinage, le palpeur est en 20 appui, du côté opposé au disque de réaction, sur le piston du servomoteur. Grâce à cette disposition, si le conducteur appuie à nouveau sur la pédale de frein après avoir relâché son effort lors d'un freinage d'urgence, une partie de la réaction du circuit de freinage est transmise par le disque de réaction au plongeur et à la tige de commande et est ressentie par le 25 conducteur, ce qui lui permet de moduler l'effort qu'il applique à la pédale de frein et donc de moduler le freinage du véhicule. De plus, il y a à ce moment une augmentation de la valeur du saut sans modification de la pente de la courbe d'assistance fournie par le servomoteur, comme on le verra plus en détail ci-après. Selon une autre caractéristique de l'invention, le palpeur est en appui sur le disque de réaction dans la position de repos ou de non- freinage précitée. De préférence, dans cette position, le palpeur est immobilisé axialement entre le disque de réaction et un épaulement de la surface cylindrique interne du passage axial formé dans le piston et dans lequel le plongeur est guidé. Un jeu axial prédéterminé sépare le palpeur de la douille précitée, dans la position de repos ou de non-freinage, ce jeu formant un seuil de déclenchement. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails 10 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 servomoteur d'assistance pneumatique de la technique antérieure; - la figure 2 est une demi-vue schématique en coupe axiale, à plus grande échelle, des moyens d'aide au freinage d'urgence dans le servomoteur selon l'invention; - la figure 3 est un graphe représentant schématiquement des courbes de variation de la force de sortie en fonction de la force d'entrée 20 dans le servomoteur selon l'invention. Dans la description qui suit, par convention, ce qui se trouve à gauche sur les dessins sera décrit comme étant à l'avant et ce qui se trouve à droite comme étant à l'arrière. Le servomoteur d'assistance pneumatique au freinage pour véhicule 25 automobile, dont une partie est représentée schématiquement en figure 1, comprend de façon connue une enveloppe rigide 10 qui est partagée en une chambre avant 12 reliée à une source de dépression et une chambre arrière 14 par une paroi mobile solidaire d'un piston axial 16, la chambre arrière 14 étant reliée à la chambre avant 12 en l'absence de freinage et 30 communiquant avec l'atmosphère ambiante lors d'un freinage. Le piston 16 du servomoteur est associé d'un côté à une tige de commande 18 reliée à une pédale de frein non représentée et, de l'autre côté à une tige de poussée 20 qui coopère avec un piston d'un maîtrecylindre non représenté du circuit de freinage du véhicule automobile, un ressort de rappel 22 étant monté dans le servomoteur à l'intérieur de la 5 chambre avant 12 pour solliciter constamment le piston 16 vers l'arrière et le ramener dans une position de repos ou de non-freinage représentée au dessin. La tige de commande 18 porte à son extrémité avant un plongeur 24 dont l'extrémité arrière coopère avec un clapet annulaire 26 d'une valve à 10 trois voies qui est montée dans l'extrémité tubulaire arrière du piston 16 du servomoteur autour de la tige de commande 18 et qui permet d'alimenter sélectivement en air atmosphérique la chambre arrière 14 du servomoteur en fonction de l'effort appliqué à la tige de commande 18 par la pédale de frein, ou de relier la chambre arrière 14 à la chambre avant 12 en l'absence 15 de freinage, d'une façon bien connue dans la technique. La tige de poussée 20 porte à son extrémité arrière une coupelle 28 dans laquelle est logé un disque de réaction 30 en matériau sensiblement incompressible tel notamment que du caoutchouc ou un élastomère, sur lequel est appliquée une face avant 32 du piston 16 du servomoteur. Un palpeur 34 est monté coulissant sur l'extrémité avant du plongeur 24 et est guidé dans un passage axial de la paroi d'extrémité avant du piston 16 de façon à pouvoir venir au contact du disque de réaction 30. Une douille cylindrique 36 est montée coulissante sur le plongeur 24, entre un épaulement 38 de l'extrémité arrière du plongeur et le palpeur 34, 25 et est associée à des moyens de blocage unidirectionnel portés par le piston 16 du servomoteur, ces moyens étant constitués par une clé annulaire plate 40 qui s'étend transversalement dans un logement approprié formé dans le piston 16 autour de la douille 36 et qui est traversée axialement avec jeu par cette douille. Un bec d'accrochage 42 formé à une extrémité de la clé plate 40 est destiné à coopérer avec un épaulement 44 de l'extrémité avant de la douille 36 pour bloquer celle-ci par rapport au piston 16 du servomoteur. Des moyens de rappel élastique formés par un ressort de compression 46 sont montés parallèlement à l'axe du servomoteur entre la paroi transversale avant du piston 16 et la clé 40 pour solliciter celle-ci en permanence en basculement vers l'arrière dans son logement du piston 16. Dans la position de repos représentée en figure 1, l'extrémité de la clé plate 40 opposée à celle comportant le bec d'accrochage 42 porte une butée 48 appliquée sur une partie fixe 50 du servomoteur et maintenant la clé 40 dans une position oblique o le bec d'accrochage 42 est écarté de 10 l'épaulement 44 de l'extrémité avant de la douille 36. Ce servomoteur connu fonctionne de la façon suivante: Lors d'un freinage normal, lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein, la tige de commande 18 et le plongeur 24 sont déplacés vers l'avant, ce qui a pour effet de fermer la communication entre les 15 chambres 12 et 14 du servomoteur et de relier la chambre arrière 14 à l'atmosphère environnante. La pression augmente dans la chambre arrière 14 et déplace le piston 16 vers l'avant. Ce déplacement comprime le disque de réaction 30 qui vient s'appliquer sur le palpeur 34 porté par l'extrémité avant du 20 plongeur 24. Le palpeur 34 est à son extrémité arrière en appui sur l'extrémité avant de la douille 36 qui est elle-même en appui sur l'épaulement 38 du plongeur 24. De cette façon, la réaction du circuit de freinage est transmise à la tige de commande 18 et à la pédale de frein, et est ressentie par le 25 conducteur qui peut ainsi moduler l'effort qu'il applique à la pédale de frein. Lors d'un freinage d'urgence, la tige de commande 18 et le plongeur 24 sont déplacés vers l'avant plus rapidement que le piston 16 du servomoteur. Le palpeur 34 poussé par la douille 36 elle-même en appui sur l'épaulement 38 du plongeur 24 vient s'appliquer sur le disque de 30 réaction 30 et le comprime. Lorsque le piston 16 du servomoteur est lui-même déplacé vers l'avant par l'augmentation de la pression dans la chambre arrière 14, l'extrémité de la clé 40 portant le bec d'accrochage 42 pivote vers l'avant et le bec 42 vient s'engager sur l'épaulement 44 de l'extrémité avant de la douille 36. Si alors le conducteur relâche légèrement l'effort qu'il applique à la pédale de frein, la tige de commande 18 et le plongeur 24 sont déplacés vers l'arrière, mais la douille 36 ne peut suivre ce déplacement et est bloquée sur le piston 16 du servomoteur par la clé 40 dont le bec 42 est en butée sur l'épaulement 44 de la douille 36. Le plongeur 34 reste en appui 10 sur le disque de réaction 30. Si le conducteur appuie à nouveau sur la pédale de frein avant que la tige de commande 18 et le plongeur n'aient regagné leurs positions initiales de repos ou de non-freinage, la tige de commande 18 et le plongeur 24 sont à nouveau déplacés vers l'avant sans qu'une réaction 15 quelconque du circuit de freinage ne leur soit appliquée, toute la réaction du circuit de freinage étant transmise au piston 16 et au palpeur 34 qui est en appui sur la douille 36 bloquée sur le piston 16 par la clé 40 et le bec d'accrochage 42. Le conducteur n'a pas, pendant cette phase, de retour d'effort à la pédale de frein et il lui est difficile de moduler l'effort qu'il 20 applique à cette pédale. L'invention propose de pallier cet inconvénient au moyen du dispositif représenté schématiquement en figure 2. Dans cette figure, on retrouve un certain nombre de composants du dispositif de la figure 1, auquel on associe les mêmes références qu'en 25 figure 1 pour faciliter la compréhension. En figure 2, la référence 16 désigne donc le piston du servomoteur d'assistance pneumatique, dont la partie avant est en appui sur le disque de réaction 30 porté par l'extrémité de la tige de poussée (non représentée) coopérant avec un piston d'un maître-cylindre. La tige de commande 18 reliée à la pédale de frein porte à son extrémité avant le plongeur 24 qui est guidé dans un passage axial 60 du piston 16 débouchant sur le disque de réaction 30. Un palpeur 62 est monté coulissant sur l'extrémité avant du plongeur 24. Le déplacement vers l'arrière du palpeur 62 est limité par un épaulement 64 de la surface cylindrique interne du passage axial 60 du piston et son déplacement vers 5 I'avant est limité par le disque de réaction 30. Dans la position de repos ou de non-freinage représentée en figure 2, le palpeur 62 est immobilisé entre le disque de réaction 30 et l'épaulement 64 du piston 16. Le palpeur 62 est de forme tubulaire à extrémités ouvertes et l'extrémité avant du plongeur 24 est engagée et guidée dans le palpeur et 10 est susceptible de venir au contact du disque de réaction 30 par coulissement dans le palpeur 62. Une douille cylindrique 66, correspondant à la douille 36 de la figure 1, est montée coulissante autour du plongeur 24, entre le palpeur 62 et un épaulement 68 de la partie arrière du plongeur 24. Cette douille 66 coopère avec des moyens de blocage unidirectionnel 70 qui ont été représentés de façon schématique en figure 2 mais qui peuvent être du même type que ceux représentés en figure 1 ou d'un type semblable et qui remplissent la même fonction. Dans la position de repos ou de non-freinage de la figure 2, un jeu 20 axial prédéterminé 72 sépare l'extrémité avant de la douille 66 de l'extrémité arrière du palpeur 62. Dans cette position de repos, la douille 66 est maintenue en appui sur l'épaulement 68 du plongeur 24 par tout moyen approprié, par exemple par des moyens de rappel élastique montés entre cette douille et une partie avant du piston 16. Le fonctionnement du servomoteur selon l'invention va maintenant être expliqué en référence à la figure 3, qui représente les variations de la force de sortie du servomoteur en fonction de la force d'entrée dans trois cas de freinage normal, de freinage rapide et de freinage d'urgence respectivement. La courbe A est une courbe de freinage normal et comprend une première partie a de rattrapage des courses mortes et une deuxième partie b appelée phase de saut pendant laquelle la force de sortie augmente sans que la force d'entrée ne varie, cette phase de saut correspondant au début de l'alimentation de la chambre arrière 14 par de l'air à pression atmosphérique et au début du déplacement vers l'avant du piston 16 qui 5 commence à comprimer le disque de réaction 30 jusqu'à ce que ce dernier vienne au contact de l'extrémité avant du plongeur 24. La courbe A de freinage normal comprend une troisième partie c au cours de laquelle tout effort appliqué par le conducteur à la pédale de frein engendre une augmentation de l'effort d'assistance appliqué au piston 16 10 qui se traduit par une augmentation de l'effort appliqué à la tige de poussée et par une augmentation de la réaction exercée sur le plongeur 24 et transmise à la pédale de frein. Une quatrième partie d de la courbe A est une phase de saturation dans laquelle la pression dans la chambre arrière 14 est égale à la pression 15 atmosphérique et ne peut plus augmenter. L'augmentation de la force de sortie exercée sur la tige de poussée 20 est alors due à l'augmentation de l'effort appliqué par le conducteur sur la pédale de frein. La courbe B est une courbe de freinage rapide et comprend une première partie a de rattrapage des courses mortes et une deuxième partie 20 e correspondant à un déplacement très rapide vers l'avant de la tige de commande 18 et du plongeur 24, la force appliquée par le conducteur à la pédale de frein étant amplifiée par le servomoteur jusqu'à la saturation de celui-ci. La courbe C est une courbe de freinage d'urgence et comprend une 25 première partie a de rattrapage des courses mortes, une deuxième partie e de déplacement très rapide de la tige de commande 18 et du plongeur 24 vers l'avant sur le début de la courbe B précitée puis une troisième partie f au cours de laquelle le conducteur relâche légèrement son effort sur la pédale de frein, une quatrième partie g o le conducteur réapplique un 30 effort sur la pédale de frein, cette quatrième partie g étant une phase d'amplification par le servomoteur qui se poursuit jusqu'à saturation de celui-ci, la phase de saturation en freinage d'urgence étant représentée par la partie h de la courbe C qui se trouve dans le prolongement de la partie d de la courbe A. Dans la partie e de la courbe C de freinage d'urgence, la douille 66 5 est déplacée vers l'avant par le plongeur 24 et pousse vers l'avant le palpeur 62 après rattrapage du jeu axial 72 précité. Le palpeur 62 est déplacé vers l'avant par rapport au piston 16 et s'écarte de l'épaulement 64, en comprimant le disque de réaction 30. Lorsque dans la phase suivante f le conducteur relâche légèrement 10 I'effort appliqué à la pédale de frein, le plongeur 24 et la tige de commande 18 sont déplacés vers l'arrière mais la douille 66 est bloquée par les moyens 70 dans sa position extrême avant et maintient le palpeur 62 écarté de l'épaulement 64 du piston 16. Dans cette position, le plongeur 24 ayant reculé par rapport au piston 16, le saut est augmenté comme 15 représenté en b'. Lorsque, au cours de la phase suivante g, le conducteur ré-appuie sur la pédale de frein, l'assistance fournie par le servomoteur est la même qu'en cas de freinage normal, les pentes de la partie c de la courbe A et de la partie g de la courbe C étant égales du fait que dans les deux cas, c'est 20 I'extrémité avant du plongeur 24 qui agit sur le disque de réaction 30 pour moduler l'effort de freinage qui transmet un retour d'effort à la pédale de frein. Le dispositif de la figure 2 permet donc, en cas de freinage d'urgence, d'augmenter le saut tout en conservant ensuite le même rapport 25 d'assistance que lors d'un freinage normal et en gardant un retour d'effort à la pédale de frein. 1il REVENDICATIONS 1. Servomoteur d'assistance pneumatique au freinage pour véhicule automobile, comprenant une enveloppe rigide partagée en deux chambres 5 (12,14) par une paroi mobile solidaire d'un piston axial (16) qui est monté entre une tige de commande (18) et une tige de poussée (20), la tige de commande (18) se terminant par un plongeur (24) guidé dans un passage axial (60) du piston (16), un disque de réaction (30) porté par la tige de poussée (20) et interposé entre celle-ci, le piston (16) et le plongeur (24) 10 précités, et des moyens d'aide au freinage d'urgence comprenant un palpeur (62) monté axialement coulissant sur le plongeur (24) du côté du disque de réaction (30) et une douille (66) montée coulissante sur le plongeur entre le palpeur (62) et des moyens de butée axiale (68) portés par le plongeur (24), ainsi que des moyens (70) de blocage axial 15 unidirectionnel de la douille (66) par rapport au piston (16), caractérisé en ce que le palpeur (62) est tubulaire à extrémités ouvertes et est traversé librement par le plongeur (24) et en ce que dans une position de repos ou de non-freinage, le palpeur (62) est en appui du côté opposé au disque de réaction (30) sur le piston (16) du servomoteur. 2. Servomoteur selon la revendication, caractérisé en ce que dans la position de repos ou de non-freinage, le palpeur (62) est en appui sur le disque de réaction (30). 3. Servomoteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans la position de repos ou de non-freinage, le palpeur (62) est immobilisé 25 axialement entre le disque de réaction (30) et le piston (16) du servomoteur. 4. Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans la position de repos ou de non-freinage, le palpeur (62) est séparé de la douille (66) par un jeu axial (72) 30 prédéterminé. 5. Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans la position de repos ou de non-freinage, le palpeur (62) est en appui sur un épaulement (64) de la surface interne du passage axial (60) dans lequel est guidé le plongeur (24). 6. Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que la douille (66) est sollicitée dans la direction opposée au disque de réaction (30) par des moyens de rappel prenant appui sur le piston (16) du servomoteur. 7. Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (70) de blocage axial de la douille (66) 10 comprennent une clé annulaire (40) traversée axialement avec jeu par la douille (66) et montée basculante dans un logement transversal du piston (16), et des moyens (46) de rappel sollicitant la clé (40) vers une position de blocage de la douille interdisant un déplacement axial de celle-ci dans le sens opposé au disque de réaction (30).