Brevet FR2864502A1 — publié le 20050701

SERVOMOTEUR PNEUMATIQUE D'ASSISTANCE AU FREINAGE EN PARTICULIER POUR VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne un servomoteur d'assistance pneumatique au freinage, en particulier pour véhicule automobile. Un tel servomoteur comprend, de façon connue, une chambre de dépression et une chambre de travail séparées l'une de l'autre par une membrane étanche et souple portée par une jupe associée à un piston axial qui est déplaçable dans un sens par la différence de pression entre les deux chambres et dans l'autre sens par un ressort de rappel. Le piston axial du servomoteur est monté entre une tige de commande actionnée par une pédale de frein et une tige de poussée qui est associée à un maître-cylindre faisant partie d'un circuit hydraulique d'alimentation des freins du véhicule automobile. A son extrémité côté servomoteur, la tige de commande se termine par un plongeur guidé en translation dans un passage axial du piston qui débouche sur un disque de réaction en matériau sensiblement incompressible tel que du caoutchouc ou un élastomère, qui est interposé entre le piston et la tige de poussée. Une valve trois voies est montée dans le piston autour de la tige de commande et comprend un clapet annulaire coopérant avec un siège d'étanchéité formé sur le piston et avec un siège d'étanchéité formé sur le plongeur. Cette valve est actionnée par le déplacement de la tige de commande et commande l'alimentation du servomoteur en air atmosphérique. Au repos, en l'absence de freinage, la chambre de travail du servomoteur est reliée à la chambre de dépression et est isolée de l'atmosphère extérieure. Quand le conducteur appuie sur la pédale de frein, la tige de commande est déplacée vers le servomoteur et entraîne la valve trois voies dont le clapet ferme la communication entre les deux chambres et ouvre un passage d'alimentation de la chambre de travail en air atmosphérique. La différence de pression augmente entre les deux chambres et déplace le piston du servomoteur qui agit au moyen de la tige de poussée sur un piston du maître-cylindre pour alimenter les freins du véhicule en liquide de frein sous pression. Pendant le freinage, la réaction du circuit de freinage est transmise par le disque de réaction, le plongeur et la tige de commande à la pédale de frein et est ressentie par le conducteur qui peut ainsi moduler l'effort qu'il applique à la pédale en fonction des conditions souhaitées de freinage du véhicule. II est connu d'équiper un tel servomoteur de moyens d'aide au freinage d'urgence qui, dans certaines réalisations, comprennent un palpeur de forme tubulaire monté sur l'extrémité du plongeur et interposé entre celui-ci et le disque de réaction, le palpeur coopérant directement ou indirectement avec une clé basculante qui est montée dans un logement transversal du piston du servomoteur et qui permet de bloquer axialement le palpeur par rapport au piston du servomoteur lors d'un freinage d'urgence. Lorsque le palpeur est ainsi bloqué en position axiale sur le piston du servomoteur, l'effort qui lui est appliqué par le disque de réaction est supporté par le piston du servomoteur et n'est plus transmis par le plongeur et la tige de commande à la pédale de frein. Dans ces conditions, si le conducteur doit à nouveau effectuer un freinage d'urgence avant que la tige de commande et le piston du servomoteur soient revenues dans leur position de repos ou de non-freinage, ce qui est un cas fréquent en pratique, la tige de commande peut être déplacée plus facilement vers le disque de réaction en n'ayant à surmonter qu'un effort de réaction qui est réduit, voire même sensiblement annulé. Cela permet de ramener plus facilement et plus rapidement le dispositif de freinage dans une condition de freinage maximale du véhicule. Dans ces dispositifs connus d'aide au freinage d'urgence, une position de repos du plongeur porté par la tige de commande est déterminée par rapport au piston du servomoteur au moyen d'une goupille transversale qui s'étend à travers le plongeur et à travers le palpeur ou une douille cylindrique associée au palpeur et montée autour du plongeur, cette goupille solidaire du plongeur venant s'appliquer en position de repos sur la clé basculante qui est elle-même en appui sur une partie du piston. Cette solution connue implique des opérations de perçage du plongeur, de formation de lumières dans la partie cylindrique du palpeur ou de la douille qui entoure le plongeur et de montage de la goupille dans le perçage du plongeur et les lumières du palpeur ou de la douille et est donc coûteuse. L'invention a notamment pour but de pallier cet inconvénient. Elle a pour objet un dispositif d'aide au freinage d'urgence dans un servomoteur d'assistance pneumatique du type précité, dans lequel la position de repos du plongeur peut être définie par rapport au piston du servomoteur sans qu'il soit nécessaire de monter une goupille transversale sur le plongeur. Elle propose à cet effet un servomoteur d'assistance pneumatique au freinage, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un piston axial monté entre une tige de poussée associée à un maître-cylindre et une tige de commande actionnable par une pédale de frein, cette tige de commande portant un plongeur muni d'un palpeur guidé en translation dans un passage axial du piston pour venir au contact d'un disque de réaction interposé entre le piston et la tige de poussée, le servomoteur comprenant également des moyens d'aide au freinage d'urgence qui comportent une clé basculante montée transversalement dans le piston pour immobiliser axialement le palpeur par rapport au piston et au moins réduire ou annuler l'effort de réaction transmis par la tige de poussée à la tige de commande, caractérisé en ce que le plongeur comprend une première partie, du côté du disque de réaction, sur laquelle est monté le palpeur, et une seconde partie du côté de la tige de commande, sur laquelle est montée la clé et qui comprend des moyens d'appui sur la clé en position de repos. Dans les moyens d'aide au freinage d'urgence du servomoteur selon l'invention, la clé basculante est donc montée directement sur le plongeur, et non pas sur une douille cylindrique entourant le plongeur. Cela permet de définir une position de repos du plongeur par rapport au piston par un appui direct d'une partie du plongeur sur la clé, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser une goupille transversale montée dans un perçage du plongeur. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'appui du plongeur sur la clé sont formés par un épaulement de la surface cylindrique extérieure de la seconde partie du plongeur. Cet épaulement est formé, soit directement de moulage, soit par une opération simple d'usinage et est donc peu coûteux. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la clé comporte un bec axial qui est destiné à s'engager sur une extrémité du palpeur, située du côté opposé au disque de réaction, pour bloquer le plongeur en position axiale sur le piston, ce bec axial étant formé sur la clé radialement à l'extérieur des moyens d'appui formés sur la seconde partie du plongeur. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le palpeur est tubulaire et est traversé axialement par la première partie du plongeur de sorte qu'au freinage le disque de réaction est au contact de l'extrémité du palpeur et de l'extrémité du plongeur. Dans ce cas, lors d'un freinage d'urgence, l'effort transmis par le disque de réaction est en partie appliqué au piston du servomoteur et en partie appliqué à la tige de commande par l'intermédiaire du plongeur, de sorte qu'il subsiste un retour d'effort sur la pédale de frein qui est ressenti par le conducteur et qui lui permet de moduler plus facilement l'effort qu'il applique à la pédale. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le palpeur est tubulaire et son extrémité située du côté du disque de réaction est fermé par une paroi radiale sur laquelle s'applique le disque de réaction au freinage et qui sépare ce disque de réaction de l'extrémité correspondante du plongeur. Dans ce cas, lors d'un freinage d'urgence, la réaction du circuit de freinage est supportée entièrement par le piston du servomoteur et n'est plus transmise à la tige de commande et à la pédale de frein. Cela permet de ramener plus facilement et plus rapidement si nécessaire, le dispositif dans une position de freinage maximum. 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 couple axiale d'un servomoteur connu de la technique antérieure; - La figure 2 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un servomoteur selon l'invention; - La figure 3 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'une variante de réalisation du servomoteur selon l'invention. Par convention, dans la description qui suit, ce qui est à gauche sur les dessins sera décrit comme étant à l'avant, et ce qui est à droite sera décrit comme étant à l'arrière. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente schématiquement et de façon partielle, en coupe axiale, un servomoteur de la technique antérieure comprenant un piston axial 10 monté entre une tige de commande 12 actionnée par la pédale de frein et une tige de poussée 14 agissant sur le piston d'un maître-cylindre de frein, par exemple sur le piston primaire d'un maître-cylindre tandem, l'extrémité avant de la tige de commande 12 portant un plongeur 16 muni d'un palpeur 18 qui est tubulaire et coiffe l'extrémité avant du plongeur 16. Le palpeur 18 est guidé en translation dans un passage axial du piston 10, de façon à pouvoir venir au contact d'un disque de réaction 20 réalisé en un matériau sensiblement incompressible tel que du caoutchouc ou un élastomère, ce disque de réaction 20 étant monté dans une cuvette 22 fixée à l'extrémité arrière de la tige de poussée 14. La partie annulaire 24 de la face avant du piston 10 qui entoure le passage axial contenant le plongeur 18, vient également au contact du disque de réaction 20. Une douille cylindrique 26 est montée autour du plongeur 16, entre un rebord radial 28 de l'extrémité arrière du plongeur et l'extrémité arrière du palpeur 18 et s'étend à travers un orifice circulaire 30 d'une clé basculante 32 montée dans un logement transversal du piston 10. A une extrémité, la clé 32 porte des moyens 34 d'appui sur une butée fixe 36 portée par l'enveloppe rigide du servomoteur, et son autre extrémité porte un bec axial 38 orienté vers l'avant et destiné à s'engager dans une gorge ou rainure 40 de la paroi cylindrique extérieure de la douille 26 lors d'un freinage d'urgence. Un ressort de rappel 42 orienté parallèlement à l'axe du servomoteur, est monté entre l'extrémité avant du piston 10 et l'extrémité de la clé 32 portant les moyens d'appui 34, et sollicite constamment cette extrémité vers l'arrière. Dans la position de repos représentée en figure 1, les moyens d'appui 34 sont appliqués sur la butée 36 et l'autre extrémité de la clé 32, portant le bec 38 est en appui sur la paroi arrière 44 de son logement dans le piston 10. Quand ce piston 10 est déplacé vers l'avant lors d'un freinage, la clé 32 suit le déplacement de ce piston et se redresse partiellement dans son logement du piston, le bec 38 venant en appui sur la partie de la douille 26 qui se trouve en avant de la rainure 40. Lors d'un freinage d'urgence, la tige de commande 12, le plongeur 16, le palpeur 18 et la douille 26 sont déplacés vers l'avant plus vite que le piston 10 du servomoteur, ce qui se traduit par un basculement de la clé 32 dont l'extrémité portant les moyens d'appui 34 est poussée vers l'arrière par le ressort 42, le bec 38 venant alors s'engager dans la rainure 40. Si ensuite le conducteur relâche son effort sur la pédale de frein, la tige de commande 12 et le plongeur 16 se déplacent un peu vers l'arrière par rapport au piston 10, mais la douille 26 et le palpeur 18 restent bloqués en position par rapport au piston 10, du fait de l'engagement du bec 38 de la clé dans la rainure ou gorge annulaire 40 de la douille 26. Dans ces conditions, la réaction du circuit de freinage transmise par la tige de poussée 14 et le disque de réaction 20 est supportée uniquement par le piston 10 et n'est plus appliquée au plongeur 16 et à la tige de commande 12. Si alors le conducteur exerce à nouveau un effort très important sur la pédale de frein, ce qui est un cas fréquent en pratique, la tige de commande et le plongeur 16 peuvent être ramenés plus rapidement et plus facilement dans une position de freinage maximal. La position au repos du plongeur 16 et celle du palpeur 18 sont déterminées par une goupille transversale 46 qui est portée par le plongeur 16 et qui traverse la douille 26 et vient en appui sur la clé 32, elle-même en appui sur la paroi arrière 44 de son logement dans le piston 10 du servomoteur. Cette position définit une distance axiale entre le palpeur 18 et le disque de réaction 20 qui correspond à la phase de "saut" lors d'un freinage. La fixation de la goupille 46 sur le plongeur 16 s'effectue après le montage de la douille 26 sur le plongeur 16 et passage de la goupille à travers des lumières de la douille 26. Cette solution se révèle coûteuse. Pour pallier cet inconvénient, l'invention propose comme représenté schématiquement en figure 2, que le plongeur 16 monté à l'extrémité de la tige de commande 12 s'appuie directement sur la clé 32, la douille 26 étant supprimée. Pour cela, le plongeur 16 comprend une première partie ou partie avant 50 sur laquelle le palpeur 18 est monté axialement coulissant, et une seconde partie ou partie arrière 52 qui s'étend à travers un orifice de la clé 32 et dont la surface périphérique extérieure comporte un épaulement 54 formant des moyens d'appui sur la clé 32, en particulier sur le bord de l'orifice 30 traversé par cette seconde partie 52 du plongeur. Le bec 38 de la clé 32 est destiné à venir s'appliquer sur la face radiale de l'extrémité arrière du palpeur 18 en cas de freinage d'urgence. La position de repos du plongeur 16 est définie par appui de l'épaulement 54 sur la clé 32, elle-même en appui sur la face arrière de son logement transversal dans le piston 10 du servomoteur. La position du palpeur 18 sur le plongeur 16 est définie par butée de la paroi d'extrémité avant du palpeur sur la face radiale 56 de l'extrémité avant du plongeur, des rainures ou des cavités étant formées dans l'une ou l'autre des faces radiales en contact pour que la compression de l'air enfermé dans le passage cylindrique du palpeur ne gêne pas la venue du palpeur dans une position de repos déterminée par appui sur la partie avant 50 du plongeur. Au freinage, le fonctionnement est sensiblement identique à celui qui a été décrit en référence à la figure 1. Lors d'un freinage normal, la clé 32 quitte son appui sur la butée fixe 36 et est redressée par le ressort 42, mais le bec 38 ne peut s'engager derrière l'extrémité arrière du palpeur 18, dont la position par rapport au piston 10 du servomoteur est sensiblement celle représentée en figure 2. En freinage d'urgence, la tige de commande 12, le plongeur 16 et le palpeur 18 sont déplacés vers l'avant plus vite que le piston 10 du servomoteur, ce qui permet à la clé 32 de basculer et au bec 38 de s'engager derrière l'extrémité arrière du palpeur 18. Si alors le conducteur relâche légèrement l'effort qu'il exerce sur la pédale de frein, la tige de commande 12 et le plongeur 16 sont déplacés vers l'arrière, mais le palpeur 18 reste bloqué en position par rapport au piston 10 du servomoteur par le bec 38 de la clé 32 qui s'est engagé derrière son extrémité arrière, et la réaction du circuit de freinage n'est plus transmise au plongeur 16 et à la tige de commande 12. Si le conducteur appuie de nouveau fortement sur la pédale de frein, la tige de commande 12 et le plongeur 16 peuvent être ramenés plus rapidement et plus facilement dans une position de freinage maximum comme déjà indiqué. Pour fixer les idées, on indiquera à titre d'exemple que dans la position de repos représentée en figure 2, la distance axiale entre l'extrémité arrière du palpeur 18 et l'extrémité avant du bec 38 est de l'ordre du millimètre tandis que le déplacement maximal vers l'avant du palpeur 18 par rapport au piston 10 (représenté en c en figure 2) est de l'ordre de 2,5 millimètres. La variante de réalisation représentée en figure 3 diffère du mode de réalisation de la figure 2 en ce que le palpeur 18 est de forme tubulaire ouverte à ses deux extrémités, sa position de repos étant définie par appui de son extrémité arrière sur un épaulement 58 du plongeur 16, cet épaulement 58 se trouvant à l'extrémité arrière de la première partie 50 du plongeur sur laquelle est monté le palpeur 18. Pour le reste, la structure est identique à celle déjà décrite, la seconde partie 52 du plongeur prenant appui directement, par un épaulement 54, sur la clé 32. En fonctionnement, lors d'un freinage d'urgence, la tige de commande 12 et le plongeur 16 sont déplacés vers l'avant plus vite que le piston 10 du servomoteur, la clé 32 est redressée par son ressort de rappel 42 et son bec 38 vient s'engager derrière l'extrémité arrière du palpeur 18. Les extrémités avant du plongeur 16 et du palpeur 18 sont dans un même plan transversal en appui sur le disque de réaction 20 et la réaction du circuit de freinage est transmise à la tige de commande 12 et à la pédale de frein par le palpeur 18 en appui sur l'épaulement 58 du plongeur 16 et par le plongeur 16 lui-même de sorte que le conducteur ressent cette réaction à la pédale et peut ainsi moduler l'effort de freinage. Si ensuite le conducteur relâche légèrement l'effort qu'il applique à la pédale de frein, le plongeur 16 et la tige de commande 12 vont se déplacer légèrement vers l'arrière par rapport au piston 10 du servomoteur et au palpeur 18 qui reste bloqué en position axiale sur le piston 10 en raison de l'engagement du bec 38 de la clé 32 sur sa face radiale d'extrémité arrière mais une partie de la réaction du circuit de freinage est toujours transmise au plongeur 16 par le disque de réaction 20 dont la partie centrale est en appui sur la face radiale d'extrémité avant du plongeur 16. Si le conducteur doit à nouveau exercer un effort important sur la pédale de frein, la tige de commande 12 et le plongeur 16 vont être déplacés à nouveau vers l'avant et ramenés dans une position maximale de freinage en ayant à vaincre l'effort résistant appliqué par la partie centrale du disque de réaction 20 à l'extrémité avant du plongeur 16. Cette réaction constitue un retour d'effort à la pédale que le conducteur ressent et qui lui permet de moduler l'effort qu'il exerce sur la pédale de frein. Dans les deux modes de réalisation des figures 2 et 3, on a prévu sur le piston 10 du servomoteur des moyens 60 de retenue du plongeur 16 au cas où un effort axial de traction relativement élevé serait exercé vers l'arrière sur la tige de commande 12, ce qui peut arriver lorsqu'un conducteur monte une canne antivol entre la pédale de frein et le volant du véhicule. Ces moyens de retenue 60 peuvent être constitués par une patte métallique rigide fixée sur la partie du piston 10 qui se trouve sensiblement au niveau de l'appui de la clé 32 sur le piston 10 et en arrière de la clé basculante 32, cette patte 60 formant une surface d'appui de la clé 32 qui est fléchie vers l'arrière en cas de traction importante sur la tige de commande 12 et empêchant cette tige et le plongeur 16 d'être extraits de la partie tubulaire arrière 62 du piston 10, l'effort de traction appliqué à la tige 12 étant ainsi supporté par le piston 10 du servomoteur qui est en appui sur l'enveloppe métallique rigide du servomoteur. Ce problème ne se posait pas dans la technique antérieure où la goupille 46 fixée au plongeur 16 - comme représenté en figure 1 pouvait 30 prendre appui à ses extrémités sur le piston 10 du servomoteur. 11 REVENDICATIONS 1. Servomoteur d'assistance pneumatique au freinage en particulier pour véhicule automobile, comprenant un piston axial (10) monté entre une tige de poussée (14) coopérant avec un maître-cylindre et une tige de commande (12) actionnable par une pédale de frein, cette tige de commande portant un plongeur (16) muni d'un palpeur (18) guidé en translation axiale dans un passage du piston (10) pour venir au contact d'un disque de réaction (20) interposé entre le piston et la tige de poussée, ce servomoteur comprenant également des moyens d'aide au freinage d'urgence qui comportent une clé basculante (32) montée transversalement dans le piston (10) pour immobiliser le palpeur (18) par rapport au piston et au moins réduire ou annuler l'effort de réaction transmis par la tige de poussée (14) à la tige de commande (12), caractérisé en ce que le plongeur (16) comprend, du côté du disque de réaction (20), une première partie (50) sur laquelle est monté le palpeur (18) et, du côté de la tige de commande (12), une seconde partie (52) qui s'étend à travers une ouverture de la clé (32) et qui comprend des moyens (54) d'appui sur la clé en position de repos. 2. Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (54) d'appui du plongeur (16) sur la clé (32) en position de repos poussent la clé en appui sur le piston (10) du servomoteur. 3. Servomoteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'appui du plongeur sur la clé en position de repos sont formés par un épaulement (54) de la surface cylindrique extérieure de la seconde partie (52) du plongeur. 4. Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la clé (32) comporte un bec axial (38) destiné à s'engager sur une extrémité du palpeur (18) du côté opposé au disque de réaction pour bloquer le plongeur en position axiale sur le piston (10). 5. Servomoteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bec axial (38) est formé sur la clé (32) radialement à l'extérieur des moyens d'appui (54) formés sur le plongeur. 6. Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il comprend des moyens (42) de rappel élastique sollicitant une extrémité de la clé (32) dans une direction opposée au palpeur (18). 7. Servomoteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de rappel élastique comprennent au moins un ressort (42) prenant appui sur la clé (32) et sur une partie du piston (10) située du côté du disque de réaction (20), ce ressort agissant sur une extrémité de la clé (32) qui est opposée au bec axial (38) par rapport à l'axe du servomoteur. 8. Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le palpeur (18) est tubulaire et est traversé axialement par le plongeur (16) dont l'extrémité peut venir au contact du disque de réaction (20). 9. Servomoteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le palpeur (18) est tubulaire et son extrémité du côté du disque de réaction (20) est fermée par une paroi radiale qui sépare le disque de réaction (20) de l'extrémité correspondante du plongeur (16). 10. Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston (10) porte des moyens (60) de retenue du plongeur en cas de traction sur la tige de commande (12), ces moyens de retenue étant situés entre la clé basculante (32) et la partie du piston (10) sur laquelle s'appuie la clé (32) en position de repos.