Brevet FR2861036A1 — publié le 20050422

La présente invention se rapporte aux servomoteurs pneumatiques d'assistance au freinage pour véhicule automobile, notamment lorsque ceuxci sont conçus pour augmenter l'assistance à partir d'une certaine force d'actionnement. Un tel servomoteur est connu du document WO 01/87681. De ce document, on connaît le rôle du disque de réaction, organe déformable élastiquement sous la pression du palpeur entraîné par la pédale et dont la déformation d'écrasement réversible permet l'ouverture d'une vanne de commande de l'assistance. L'invention concerne les systèmes qui modifient la répartition des pressions dans le disque de réaction, en mettant en oeuvre, comme appui du disque de réaction à l'opposé du palpeur, une paroi qui est elle-même prévue mobile sous certaines conditions de force (systèmes dual-rate ). On adjoint typiquement un ressort de réaction à l'avant de cette paroi. Le principe mis en oeuvre dans ces dispositifs réside sur le fait que le ressort reste immobile en dessous d'une certaine force d'actionnement appliqué par le palpeur sur le disque de réaction, et s'efface au-delà de ce seuil, pour autoriser une déformation particulière du disque de réaction. Il y a alors réduction de la force de réaction transmise à la tige d'actionnement, ce qui augmente le rapport d'assistance. D'où une courbe d'assistance à pente plus élevée au delà d'un seuil de pression sur la pédale, correspondant à un freinage d'urgence. Un tel dispositif, s'il permet d'obtenir des résultats satisfaisants en termes de réaction au freinage d'urgence, s'avère toutefois être le siège d'un phénomène bien connu de wipernoise . En effet, l'avancée du piston pneumatique s'avère trop rapide, de sorte que le piston ouvre de manière cyclique le canal de communication entre la chambre avant et la chambre arrière, provoquant un bruit rappelant celui des essuie-glaces et par conséquent désigné dans la technique par le nom anglo-saxon wipernoise . Ce bruit, bien que normal, est considéré comme très désagréable par les utilisateurs qui craignent un dysfonctionnement du système. De plus, la réouverture du canal de communication entre la chambre avant et la chambre arrière du servomoteur réduit l'efficacité de l'assistance en début du freinage. Pour éliminer le wipernoise dans d'autres types de systèmes, on a proposé, notamment dans le document FR 01/02105, d'assurer un appui entre palpeur et disque de réaction dès l'origine de la course du système. Un tel appui permanent, même s'il résolvait le wipernoise également dans le cas d'un disque de réaction soutenu par ressort, supprimerait également un comportement souhaité du système connu sous le nom de saut , qui consiste en l'obtention abrupte d'une force de freinage non nulle dès après application d'une légère course morte au départ de l'actionnement du système, c'est à dire l'obtention d'un premier freinage avec course morte (sans réel effort de l'utilisateur). L'invention se propose donc de résoudre le problème du wipernoise tout en maintenant le phénomène de saut dans le cadre d'un dispositif à disque de réaction appuyé sur ressort. En d'autres termes, l'invention vise la disparition du wipernoise dû à l'avancement rapide du piston, tout en permettant l'apparition d'une force non nulle après une certaine course morte, et ce dans le cadre d'un dispositif ayant en outre des moyens d'effacement additionnel du disque de réaction. Ce but est atteint grâce à un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage comprenant un disque de réaction déformable, un poussoir venant pousser sur ce disque lors d'un freinage, et un organe d'appui recevant la poussée du poussoir via le disque de réaction, cet organe d'appui étant monté mobile et rappelé vers le disque de réaction par un moyen élastique, ce moyen élastique autorisant un déplacement de l'organe d'appui et une déformation correspondante du disque de réaction, caractérisé en ce qu'un espace est ménagé entre le disque de réaction et l'organe d'appui. On propose également selon l'invention un dispositif de réaction pour servomoteur pneumatique d'assistance au freinage, comportant un disque de réaction, un organe d'appui pour le disque de réaction, un logement de réception recevant l'organe d'appui qui est monté mobile dans le logement de réception, et un moyen élastique rappelant l'organe d'appui vers le disque, permettant ainsi une augmentation du volume disponible pour la déformation du disque de réaction, caractérisé en ce qu'il comprend un espace entre le disque de réaction qui et l'organe d'appui. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence à la figure annexée. Cette figure est une coupe longitudinale d'un servomoteur selon l'invention. Le servomoteur que l'on va décrire est du type de celui du document WO 01/87681 auquel on pourra se référer pour les caractéristiques 15 communes. On décrira ainsi un servomoteur pneumatique dont les parties connues se composent essentiellement d' une enveloppe formée par une première et une seconde coquilles serties, et dont l'espace intérieur est divisé en une chambre avant et une chambre de travail, par une paroi mobile étanche. Cette paroi est solidaire dans sa partie centrale, d'un piston pneumatique 13 s'étendant axialement vers l'arrière. La chambre avant est reliée à une source de dépression. Au repos, la chambre de travail est en communication avec la chambre avant, tandis qu'au moment du freinage, elle est susceptible d'être mise en communication avec un environnement à pression atmosphérique. Les communications entre les deux chambres et avec l'environnement sont assurées par une valve trois voies 19, dont on va rappeler le fonctionnement. La valve 19 comporte un siège de clapet 20 porté par une tige 30 d'actionnement 21 reliée à une pédale de frein. Un distributeur-plongeur 22 comprend un palpeur (ou poussoir) 25, le distributeur 22 dont le rôle est de venir pousser le disque de réaction. Le distributeur plongeur 22 reçoit dans son extrémité arrière la tige d'actionnement 21 reliée à la pédale de frein. Le distributeur-plongeur 22 porte un premier clapet 27. Un deuxième clapet 29 est formé par la périphérie arrière du piston pneumatique 13. Lors du freinage, l'action sur la pédale de frein déplace la tige d'actionnement qui provoque la fermeture de la communication entre la chambre avant et la chambre de travail par application du second clapet 29 sur le siège de clapet 20, puis l'ouverture de la communication entre la chambre de travail et l'environnement à pression atmosphérique par levée du premier clapet 27 par rapport au siège 20. Le piston 13 est alors emporté vers l'avant par la différence de pression entre les deux chambres. Un disque de réaction 33 reçoit alors la conjonction de trois forces, à savoir la force d'actionnement de la tige d'actionnement 21 par l'intermédiaire du distributeur 22, la force d'assistance du piston pneumatique 13 qui peut effectivement se déplacer par rapport au disque de réaction et la force de réaction du circuit hydraulique de freinage. Le disque de réaction 33 est réalisé en un matériau déformable, sensiblement incompressible, par exemple en élastomère et de préférence en caoutchouc. Le servomoteur comporte une tige de poussée 31,qui actionne un 20 piston d'un maître-cylindre (non représenté), et qui se prolonge à son extrémité axiale arrière par le disque de réaction 33. On souhaite augmenter le rapport d'assistance lors d'une action de freinage avec une force d'entrée supérieure à une valeur déterminée, correspondant à une situation d'urgence afin de surassister l'action du conducteur sur la pédale de frein. Pour cela, en avant du disque de réaction 33 se trouve un autre moyen élastique 30 sous la forme d'un ressort hélicoïdal, et des moyens de maintien du ressort 30 assurant également une précontrainte choisie sur ce dernier. Ces moyens de précontrainte incluent une cage 37, une rondelle 47 et une pièce flottante 49. La cage 37 comporte à une première extrémité orientée vers l'avant un premier manchon de petit diamètre 39, et à une seconde extrémité orientée vers l'arrière un second manchon de grand diamètre 41, relié au premier manchon 39 par un épaulement 43. L'extrémité axiale avant de premier manchon (petit diamètre) 39 est fermée et forme embase de la tige de poussée 31. La rondelle 47, coaxiale à la tige de poussée 31 est montée fixe dans le second manchon 41, prise en sandwich entre l'épaulement 43 et le disque de réaction 33. Elle est avantageusement sertie sur la surface radiale interne du manchon 41. Elle forme un passage central 51 qui forme une réservation libre à l'état de repos du système. L'organe mobile 49 est, lui, monté en translation axiale. A l'état de repos, l'organe mobile 49 est maintenu sous l'action du ressort en appui périphérique contre la rondelle 47. Dans cette position, assurée par son pourtour en saillie, l'organe 49 pénètre également très légèrement dans l'espace interne 51 de la rondelle 47. L'organe mobile 49 présente, en tant que pourtour en saillie, un collet 55 de diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur de l'ouverture 51. Le ressort 30 est en appui sur le collet 55, le collet 55 étant pris en sandwich entre le ressort et la rondelle 47. La présence de la réservation 60 en avant du disque de réaction 33 permet à ce dernier d'avoir un premier déplacement sensiblement libre, c'est à dire libre de tout obstacle, hormis une légère réaction en flexion. Cette légère réaction en flexion, appliquée ici dès le départ de course du palpeur (ou poussoir) 25, empêche ce dernier d'avoir un début de course trop rapide, empêchant par là même l'apparition du wipemoise . En d'autres termes, le fait que le palpeur soit, préférentiellement, en contact permanent avec le disque, c'est-à-dire, préférentiellement aussi à sa position de repos (départ de course), élimine le risque de wipernoise . Toutefois cette légère résistance s'avère suffisamment imperceptible pour l'utilisateur pour que ce dernier considère qu'une réaction au pied n'existe qu'une fois le disque de réaction arrivé au contact de l'organe mobile 49. Ainsi, l'espace libre 60 permet, sans effort particulier de l'utilisateur, mais par une simple course morte de la pédale, d'ouvrir la vanne 27 à vanne 29 fermée, générant ainsi un premier niveau d'assistance immédiat. Cette présence d'un espace libre à l'avant du disque de -réaction 33 permet, au bilan, l'élimination du wipernoise tout en préservant la présence du saut. Ainsi, un espace étant ménagé entre une partie du disque de réaction qui est sollicitée par le palpeur, et l'organe d'appui, cette partie du disque peut se déplacer dans cet espace sous la poussée du palpeur. Cette disposition s'avère compatible avec la présence d'un organe d'appui mobile 49, car le disque de réaction 33 s'avère, dans le présent dispositif, remplir le rôle initial qui lui est assigné, à savoir présenter par sa déformation en compression, une possibilité de moduler l'ouverture de vanne 27 sous la pression du pied de l'utilisateur. En effet, après mise en butée du disque 33 contre la pièce mobile 49, et avant que cette dernière ne se déplace, le disque de réaction présente un comportement habituel en déformation, le regain de réaction dû à l'arrivée en butée contre la paroi mobile ne signifiant pas forcément l'entraînement de cet élément mobile dès mise en contact du disque. Pour une force d'entrée inférieure à une certaine force d'entrée Fe, l'ensemble constitué de la pièce flottante 49 et du ressort associé 30 se comporte en effet comme une pièce rigide, le dispositif de réaction déterminant un premier rapport d'assistance. Le disque de réaction 33 remplit, notamment dans cette phase intermédiaire, son rôle initial qui est de composer trois forces, une première force provenant de la tige d'actionnement appliquée par l'intermédiaire du distributeur plongeur 22 fixe par rapport à la tige d'actionnement, la seconde force provenant de l'assistance fournie par le piston pneumatique du fait du différentiel de pressions, et la troisième force étant la réaction du circuit hydraulique de freinage transmise par les tiges de poussée. Ce disque 33 permet au conducteur du véhicule de pouvoir ajuster son action sur la pédale de frein par un retour d'informations du circuit hydraulique. Ainsi donc, une utilisation du matériau élastomère du disque de réaction s'avère également possible avec un disque de réaction entraîné en butée contre une paroi pourtant mobile. Pour une force d'entrée supérieure à la valeur de la force Fe, le ressort 30 se comprime permettant à la pièce flottante 49 de coulisser vers l'avant, le disque de réaction 33 s'extrude alors vers l'avant dans l'ouverture 51. Il y a alors une modification de la distribution des pressions de contact dans la surface du caoutchouc, réduisant la pression de contact entre le distributeur 22 et le disque de réaction 33, le dispositif de réaction déterminant alors un second rapport d'assistance. Pour une valeur de la force d'entrée encore supérieure, l'organe mobile 49 vient en appui contre la ligne de poussée 31, et le servomoteur fournit alors un rapport d'assistance égal au premier rapport d'assistance obtenu pour une force d'entrée inférieure à Fe. La variation du rapport d'assistance dépend du module élastique du caoutchouc formant le disque de réaction ainsi que de la géométrie du disque de réaction et du logement du disque de réaction. A la fin de la phase de freinage, la tige d'actionnement 21 se déplace vers l'arrière permettant à l'ensemble du servomoteur de revenir dans sa position de repos, en particulier le disque de réaction reprend sa forme initiale. Dans le présent mode de réalisation, le palpeur 25 est muni, sur sa face avec le disque 33, d'un téton central voué à pénétrer progressivement dans le disque, améliorant encore le comportement en compression de ce dernier, dans le sens d'une meilleure progressivité du déplacement du palpeur en fonction de l'appui au pied. Ce téton 28 est référencé sur la figure 1. Ce téton 28, qui est en contact permanent avec le disque pour une réaction ab initio de ce dernier, peut être remplacé par toute autre forme. Il est même possible de ne prévoir qu'une simple face avant plane, de préférence également en contact permanent avec le disque de réaction 33. Ce contact dès l'origine de la course permet d'éliminer optimalement le wipernoise . En effet, le fait que le palpeur soit, dès le début de course, au contact du disque de réaction 33 permet de générer un amortissement du palpeur 25 par la déformation immédiate du disque de réaction. L'espace de libre déformation 60, ici situé à l'avant du disque, est ménagé par un léger effacement de l'organe mobile 49 grâce à son appui sur l'anneau 47. En d'autres termes, la réservation de libre déformation est ménagée au sein des pièces mécaniques placées à l'avant du disque. Selon un autre mode de réalisation, cette réservation peut être interne au disque, par exemple en face avant de ce dernier, sous la forme d'une réservation centrée et en face avant de ce dernier (une réservation en forme de disque convient). Toutefois, le fait que le disque de réaction 33 présente une géométrie aussi simple que celle présentée ci avant, et notamment pas de face spécifiquement aménagée pour réserver l'espace de déformation, évite de devoir orienter le disque dans un sens particulier au montage en usine. REVENDICATIONS 1. Servomoteur pneumatique d'assistance au freinage comprenant un disque de réaction (33) déformable, un poussoir (25) venant pousser sur ce disque lors d'un freinage, et un organe d'appui (49) recevant la poussée du poussoir (25) via le disque de réaction (33), cet organe d'appui (49) étant monté mobile et rappelé vers le disque de réaction (33) par un moyen élastique (30), ce moyen élastique autorisant un déplacement de l'organe d'appui et une déformation correspondante du disque de réaction, caractérisé en ce qu'un espace (60) est ménagé entre le disque de réaction et l'organe d'appui. 2. Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace libre (60) est au moins ménagé au sein d'organes qui sont autres 15 que le disque de réaction (33). 3. Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace libre (6) est ménagé au sein du disque de réaction (33) ; 4. Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une rondelle intercalée (47) entre un bord périphérique du disque de réaction (33) et l'organe d'appui mobile (49). 5. Servomoteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il inclut une cage (37) contenant à la fois l'élément d'appui mobile (49) et à la fois un ressort (30) repoussant l'élément d'appui mobile (49) vers le disque de réaction (33). 6. Servomoteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que le poussoir (25) est muni d'un téton central sur sa face en vis à vis du disque de réaction (33). 7. Servomoteur selon la revendication 4 en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe d'appui mobile (49) présente une partie disposée de manière coulissante dans un passage central de la rondelle intercalée (47). 8. Servomoteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe d'appui mobile (49) présente un épaulement en appui sur la rondelle intercalée (47), sur une face de cette rondelle (47) qui est opposée à sa face recevant le disque de réaction (33). 9. Servomoteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poussoir (25) et le disque de réaction (33) sont en contact l'un avec l'autre quelle que soit la position du poussoir. 10. Dispositif de réaction pour servomoteur pneumatique d'assistance au freinage, comportant un disque de réaction (33), un organe d'appui (49) pour le disque de réaction, un logement de réception (37) recevant l'organe d'appui qui est monté mobile dans le logement de réception (38), et un moyen élastique (30) rappelant l'organe d'appui vers le disque, permettant ainsi une augmentation du volume disponible pour la déformation du disque de réaction (33), caractérisé en ce qu'il comprend un espace (60) entre le disque de réaction (33) et l'organe d'appui (49).