Brevet FR2864504A1 — publié le 20050701

L'invention concerne un servomoteur d'assistance au freinage et son procédé de réglage. Elle trouve une application particulièrement dans les systèmes de freinage des véhicules automobiles équipés de freins assistés. Un servomoteur d'assistance au freinage comporte essentiellement une enceinte comprenant deux chambres (la chambre avant et la chambre arrière) séparées par une membrane mobile ou piston. Une tige de commande peut se déplacer vers l'avant du véhicule lorsque le conducteur du véhicule actionne la pédale de frein. Ce déplacement de la tige de commande est transmis à un plongeur qui actionne des moyens d'assistance et le piston. Généralement, ces moyens d'assistance comprennent une valve trois voies dont l'actionnement permet d'interrompre la communication entre la chambre avant et la chambre arrière du servomoteur et de mettre cette dernière chambre à l'atmosphère ambiante. Etant donné que la chambre avant est normalement sous vide, et en raison de la différence de pression entre les deux chambres, une force d'assistance est exercée sur le piston qui sépare les deux chambres. Le piston se déplace alors vers l'avant en agissant sur une tige de poussée servant à actionner le maître- cylindre du circuit de freinage. Habituellement, le piston servant à transmettre la force d'assistance à la tige de poussée agit sur cette dernière au travers d'un disque de réaction réalisé en un matériau déformable tel qu'un élastomère. Au repos, un faible jeu existe entre l'extrémité avant du plongeur et le disque de réaction. Lorsque le conducteur du véhicule commence à actionner la pédale de frein, ce faible jeu permet au plongeur de se déplacer immédiatement vers l'avant pour commander les moyens d'assistance et assurer une réponse immédiate des freins. Lorsque la force d'assistance dépasse un certain seuil, le jeu existant initialement au repos entre le disque de réaction et la face avant du plongeur est rattrapé, de sorte que le plongeur est en contact avec le disque de réaction et que ce dernier renvoie vers la pédale de frein une force de réaction représentative de l'effort de freinage appliqué sur les freins du véhicule. Cet agencement bien connu permet au conducteur de doser l'effort de freinage qu'il exerce sur la pédale en fonction de la résistance qu'il rencontre, qui augmente avec cet effort. Il ressort de l'explication qui précède que la réaction à la pédale ne commence à apparaître que lorsque la force d'assistance engendrée par l'actionnement de la pédale de frein dépasse un certain seuil. Ce seuil est appelé le "saut" du servomoteur. Il constitue une caractéristique importante du servomoteur. En effet, si l'existence du saut est imposée pour une réponse immédiate des freins lors d'un actionnement de la pédale, les constructeurs de véhicules automobiles souhaitent généralement que la valeur de ce saut reste dans certaines limites pour que l'assistance n'atteigne pas une valeur trop grande sans augmentation de la réaction à la pédale. Cependant, compte tenu notamment des tolérances de fabrication des différentes pièces constituant le servomoteur, il peut exister des différences importantes dans la valeur du saut, d'un servomoteur à un autre. De plus, il n'existe actuellement aucun moyen pour maîtriser ou régler la valeur de ce saut, de sorte que les exigences précédemment mentionnées ne sont pas toujours satisfaites. L'invention a pour objet un servomoteur d'assistance au freinage, dans lequel la valeur du saut peut être réglée aisément de manière simple et économique. L'invention concerne donc un servomoteur d'assistance au freinage comprenant: É Une tige de commande permettant de commander une vanne trois voies, É Un plongeur mobile axialement sous la commande de la tige de commande et présentant une face d'appui d'extrémité, É Un piston pneumatique mobile également axialement sous l'effet d'une différence de pression induite par la vanne trois voies, présentant un trou entouré d'une face annulaire d'appui et dans lequel coulisse ledit plongeur, É Un disque de réaction en matériau déformable élastiquement présentant une face arrière appliquée à la face annulaire d'appui du piston pneumatique et destinée à recevoir les efforts appliqués par cette face annulaire et par la face d'appui d'extrémité du plongeur, É Un dispositif de poussée dont une première extrémité est en appui contre une face 25 30 avant du disque de réaction opposée à la face arrière et dont une deuxième extrémité est en appui contre un organe à commander, de façon à transmettre un effort du disque de réaction vers l'organe à commander. Selon l'invention, le dispositif de poussée comporte une pièce d'appui possédant une surface d'appui plane destinée à être en appui contre la face avant du disque de réaction et possédant une ouverture centrale située dans une zone correspondant sensiblement audit trou du piston, ainsi qu'une tige de poussée traversant l'ouverture de la pièce d'appui de façon à appuyer par une face d'extrémité arrière sur la face avant du disque de réaction, cette tige étant rendue solidaire de la pièce d'appui. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de poussée comporte une pièce creuse solidaire de ladite pièce d'appui dont la partie creuse correspond à l'ouverture de la pièce d'appui et dont l'axe est sensiblement perpendiculaire à la face avant du disque de réaction, la tige de poussée étant placée cette partie creuse et traversant l'ouverture de la pièce d'appui. On pourra prévoir avantageusement que la face d'extrémité arrière de la tige de poussée est de forme convexe pour éviter qu'elle ne détériore pas le disque de réaction. Selon un mode de réalisation on prévoit que la pièce creuse est sertie ou est soudée sur la tige de poussée. La pièce creuse et la tige de poussée peuvent être de préférence cylindriques. La pièce d'appui comporte une pièce plane possédant ladite surface d'appui et munie de flancs latéraux destinés à enserrer le disque de réaction. Selon l'invention, la position de la tige d'appui dans la pièce creuse et dans l'ouverture de la pièce d'appui est réglée de façon qu'elle appuie et qu'elle déforme éventuellement le disque de réaction. L'invention concerne également un procédé de réglage du saut d'un servomoteur d'assistance au freinage. Ce servomoteur comporte, comme indiqué précédemment, un système de transmission d'effort comprenant: É une tige de commande permettant de commander une vanne trois voies, É un plongeur mobile axialement sous la commande de la tige de commande et présentant une face d'appui d'extrémité, É un piston pneumatique mobile axialement sous l'effet d'une différence de pression induite par la vanne trois voies, présentant un trou axial entouré en face avant d'une face annulaire d'appui et dans lequel coulisse ledit plongeur, É un disque de réaction en matériau déformable élastiquement présentant une face arrière appliquée à la face annulaire d'appui du piston pneumatique et destinée à recevoir les efforts appliqués par cette face annulaire et par la face d'appui d'extrémité du plongeur, É une pièce d'appui possédant une surface d'appui plane destinée à être en appui contre la face avant du 30 disque de réaction et une tige de poussée commandée axialement par la pièce d'appui de façon à transmettre un effort du disque de réaction vers un organe à commander. Le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes: É mise en place de la tige de poussée dans un trou traversant axialement la pièce d'appui de façon que la tige de poussée appuie par une face d'extrémité arrière sur la face avant du disque de réaction, É réglage de la distance entre la face arrière du disque de réaction et la face avant du plongeur par déplacement axial de la tige de poussée par rapport à la face avant du disque de réaction, É fixation de la tige de poussée à la pièce d'appui. Les différents aspects et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre et dans les figures annexées qui représentent: É La figure 1, une vue générale d'un exemple de réalisation du système de l'invention; É Les figures 2a et 2b, des vues détaillées d'un exemple de réalisation du système de l'invention, É La figure 3, une courbe illustrant le fonctionnement de l'invention. L'invention concerne un perfectionnement apporté aux servomoteurs pneumatiques d'assistance au freinage dont la figure 1 illustre un exemple conforme à l'invention. Toutefois, la constitution générale et le 25 fonctionnement des servomoteurs étant bien connus de l'homme de l'art, ils ne seront rapidement rappelés ici que pour permettre une compréhension du système de l'invention. Schématiquement, un servomoteur comprend une enveloppe rigide 1 séparée en deux chambres 2 et 3, de façon étanche en fonctionnement, par une membrane 4 solidaire d'un piston 5 mobile à l'intérieur de l'enveloppe. Dans la description qui va suivre on considérera que l'avant du dispositif est situé à gauche sur la figure et l'arrière du dispositif est situé à droite. La chambre 3 est donc la chambre avant et la chambre 2 est la chambre arrière. La chambre avant 3 est, en fonctionnement, en permanence raccordée à une source de dépression (non représentée) à travers un raccord 6. La pression dans la chambre arrière 2 est contrôlée par un clapet 7 commandé par une tige de commande 8, laquelle est reliée à la pédale de frein. Lorsque la tige de commande 8 est en position de repos, en l'occurrence tirée vers la droite, le clapet 7 établit une communication entre les deux chambres 2 et 3 du servomoteur. La chambre arrière 2 étant alors soumise à la même dépression que la chambre avant 3, le piston 5 est repoussé vers la droite, en position de repos, par un ressort 9. L'actionnement de la tige de commande vers la gauche a pour effet, dans un premier temps, de déplacer le clapet 7 de façon qu'il isole l'une de l'autre les chambres 2 et 3 puis, dans un deuxième temps, de déplacer ce clapet de façon qu'il ouvre la chambre arrière 2 à la pression atmosphérique. La différence de pression entre les deux chambres alors ressentie par la membrane 4 exerce sur le piston 5 une poussée qui tend à le déplacer vers la gauche en comprimant le ressort 9. L'effort de freinage qu'exerce, par l'intermédiaire d'un plongeur 10, la tige de commande 8 à destination du maître-cylindre, et l'effort d'assistance au freinage résultant de la poussée du piston 5, sont appliqués sur la face arrière (droite) d'un disque de réaction 11 dont la face avant (gauche) retransmet ces efforts à la tige de poussée 12, laquelle a pour fonction d'actionner le maître-cylindre lui-même. En fait, l'effort d'assistance exercé par le piston 5 n'apparaît qu'après un déplacement axial non nul de la tige de commande 8 et prend, lorsqu'il apparaît une valeur minimale non nulle, appelée "saut", que l'invention se propose de régler de façon simple et efficace. L'invention concerne un dispositif de poussée, tel que représenté en figures 2a et 2b, qui permet de retransmettre les efforts du plongeur 10 et du piston 5, par l'intermédiaire du disque de réaction 11, à un organe commandé, en l'occurrence au maître cylindre. Le plongeur 10 présente une face avant axiale d'extrémité Sla qui constitue une première surface d'appui avant, tandis que le piston 5 présente une surface annulaire axiale S2a, qui entoure la face Sla du plongeur et qui constitue une seconde surface d'appui avant. Le disque de réaction 11 présente une face arrière Sllb et une face avant Slla. La face arrière Sllb est destinée à recevoir les efforts appliqués par les première et seconde surfaces d'appui avant Sla et S2a. En se reportant à la figure 2a, on va décrire un exemple de réalisation du dispositif de poussée selon l'invention permettant de retransmettre les efforts du disque de réaction 11 vers le maître cylindre. Ce dispositif de poussée comporte une pièce d'appui 20 (ou embase) destinée à prendre appui par une face arrière 20b sur la face avant Sila du disque de réaction 11. Cette pièce d'appui possède une ouverture 23 localisée dans une zone correspondant sensiblement au centre de la surface annulaire axiale S2a. Une pièce creuse 21 (ou tube) est fixée à la face avant de la pièce d'appui 20. La position de cette pièce creuse est telle qu'elle présente un axe qui est sensiblement aligné avec l'axe du plongeur 10 et qu'elle soit située sensiblement au centre de la surface annulaire axiale S2a. On notera néanmoins que la pièce creuse 21 et la pièce d'appui 20 peuvent être réalisées en une seule pièce. La pièce creuse 21 contient une tige de poussée 22. Cette tige de poussée 22 est située selon l'axe de la pièce creuse 21. Elle traverse l'ouverture 23 de la pièce d'appui 20 de façon à être en contact avec la face avant du disque de réaction dans une zone située sensiblement au centre de la surface annulaire axiale S2a. La pièce creuse 21 est fixée à la tige de poussée 22 par exemple par un ou plusieurs sertissages 24. Cependant sans sortir du cadre de l'invention, la fixation de la pièce creuse sur la tige de poussée 22 peut se faire par tout autre moyen tel que, par exemple, par soudure. L'extrémité 22a avant de la tige de poussée 22 opposée à l'extrémité localisée dans l'ouverture 23 comporte un dispositif de commande du maître cylindre non représenté sur la figure. Ce dispositif peut prendre la forme, par exemple, d'une pièce 30 vissée sur la tige de poussée 22 et permettant de retransmettre les efforts de la tige de poussée vers le maître cylindre. En raison du montage vissé de la pièce 30 sur la tige de poussée, un réglage axial de la pièce 30 peut être réalisé pour adapter la longueur de l'ensemble tige de poussée 22/pièce 30 à la distance servomoteur/maître cylindre. De préférence la tige de poussée 22 et la pièce creuse 21 sont cylindriques. Le diamètre intérieur de la pièce creuse correspond sensiblement au diamètre de la tige de poussée de façon à permettre le montage de la pièce de poussée dans la pièce creuse. L'ouverture 23 de la pièce d'appui 20 est cylindrique et son diamètre permet le passage de la tige 15 de poussée 22. Comme cela est représenté sur la figure 2a, la pièce d'appui 20 peut se présenter sous la forme d'une coupelle comportant des rebord permettant de maintenir le disque de réaction, mais cela n'est pas obligatoire, le disque de réaction pourrait être fixé à la pièce d'appui 20 ou à la surface annulaire axiale S2a par tout autre moyen. De préférence, l'extrémité arrière 22b de la tige de poussée 22 qui est en contact avec le disque de réaction 11 présente une surface convexe de façon qu'elle ne détériore pas la surface Slla du disque de réaction. Par exemple, la hauteur de l'arrondi pourra être de quelques dixièmes de millimètres. Selon une variante de réalisation de l'invention, 30 la pièce creuse 21 et la pièce d'appui 20 peut être réalisées en une seule pièce. En se reportant à la figure 2a, on va maintenant décrire le réglage de la position de la tige de poussée 22 dans la pièce creuse 21 et notamment sa position par rapport au disque de réaction 11. L'intérêt de cette tige de poussée fixé dans la pièce creuse 21 en appui par l'intermédiaire de la pièce d'appui 20 apparaîtra dans la description de ce processus de réglage. En effet, en faisant en sorte que la tige de poussée dépasse plus ou moins de la face avant 20b de la pièce d'appui 11, la tige de poussée va appuyer sur le disque de réaction et le forcer à se déformer dans la zone située au centre de la surface annulaire axiale S2a et à se rapprocher de la face Sla du plongeur 10 comme cela est représenté de façon amplifiée sur la figure 2b. Selon l'importance de la précontrainte ainsi exercée sur la partie centrale du disque de réaction 11 il.est possible de régler avec précision le jeu existant entre cette face avant Sla du plongeur et le disque de réaction. Si l'on applique une force à l'entrée du servomoteur sur la tige de commande 8 une force est transmise par le servomoteur et est transmise par la tige de poussée 22 à la sortie du servomoteur. Le fonctionnement du servomoteur va maintenant être décrit en se référant à la courbe de la figure 3. Lorsque le servomoteur est installé sur un véhicule, la chambre avant 3 communique en permanence avec une source de vide. Dans un premier temps, l'actionnement de la pédale de frein par le conducteur a pour effet de rattraper la course morte existant initialement entre le clapet 7 et le siège de valve formé sur le piston 5. Les chambres avant 3 et arrière 2c du servomoteur sont alors isolées l'une de l'autre. Dans cette première phase de l'actionnement du servomoteur, qui correspond au segment OA sur la figure 3, la force exercée sur la tige de commande 8 n'engendre aucune force sur la tige de poussée 22 à la sortie du servomoteur. Dans une deuxième phase de l'actionnement du frein correspondant au segment AB sur la figure 3, le plongeur 10 est déplacé suffisamment vers l'avant pour que le clapet 7 soit en contact étanche avec le siège 50a du piston et espacé du siège l8â du plongeur. Dans ces conditions. La chambre arrière 2 du servomoteur communique maintenant avec l'atmosphère. Une force d'assistance est donc engendrée, qui tend à déplacer le piston 5 vers L'avant. Ce déplacement est transmis à la tige de poussée 22 par le disque de réaction 11. Au cours de- cette deuxième phase d'actionnement des freins. La force d'assistance exercée par le piston 5 ne déforme pas suffisamment le disque de réaction 11 pour que ce dernier remplisse totalement l'espace correspondant au jeu J qui le sépare initialement du plongeur 10. Par conséquent, la force de sortie FS appliquée au maître-cylindre par la tige de poussée 8 augmente brutalement jusqu'à La valeur correspondant au point B sur la figure 3, alors que la force exercée sur la tige de commande 22 reste inchangée, ce qui caractérise le saut. Le point B sur la figure 3 correspond au seuil pour lequel la force d'assistance engendrée dans le servomoteur et exercée sur le disque de réaction 11 par Le piston 5 devient suffisante pour que la partie centrale du disque de réaction vienne au contact de la face avant Sla du plongeur 10, c'est-à-dire lorsque le jeu J est rattrapé. Sur la figure 3, la longueur du segment AB correspond au saut du servomoteur. Conformément à l'invention, il est possible de maîtriser et de régler ce saut en appuyant sur le disque de réaction 11 avec la tige de poussée avant de fixer celle-ci à l'intérieur de la pièce creuse 21 de façon à donner au jeu J La valeur souhaitée. Dans une troisième phase de l'actionnement du frein, qui correspond au segment BC sur la figure 3, toute augmentation de l'effort exercé par le conducteur sur la tige de commande 8 engendre une augmentation de la force d'assistance exercée sur le piston, qui se traduit par une augmentation de la réaction à la pédale exercée par le disque 11 sur le plongeur 10, alors au contact l'un de l'autre. Au-delà du point C sur la figure 3, la pression régnant dans la chambre arrière 2 du servomoteur est égale à la pression atmosphérique et une augmentation de la pression d'assistance n'est plus possible. L'augmentation de la force de sortie exercée par la tige de poussée 22 sur le maître-cylindre est alors sensiblement égale à l'augmentation de la force exercée par le conducteur sur la pédale de frein. La valeur du saut étant susceptible, de façon connue, d'être modifiée par modification de la distance entre la face Sla du plongeur et la face amont arrière Sllb du disque de réaction 11 dans les conditions d'équilibre illustrées sur la Figure 2, L'invention prévoit donc par construction de donner à cette distance entre la face Sla du plongeur 10 et la face Sllb du disque de réaction 11 une valeur inférieure à celle pour laquelle le saut prend la valeur finale souhaitée. Il suffit alors, au montage du servomoteur, d'appuyer avec la tige de poussée 22 sur le disque de réaction 11 et de fixer la tige de poussée à l'intérieur de la pièce creuse lorsque la pièce d'appui 20 est plaquée contre le disque de réaction. Cette opération se fait lorsque le saut atteint sa valeur finale souhaitée. REVENDICATIONS 1. Servomoteur d'assistance au freinage comprenant: É Une tige de commande permettant commander une vanne trois voies, É Un plongeur (10) mobile axialement sous la commande de la tige de commande (8) et présentant une face d'appui d'extrémité (Sla), É Un piston pneumatique (5) mobile également axialement sous l'effet d'une différence de pression induite par la vanne trois voies, présentant un trou entouré d'une face annulaire d'appui (S2a) et dans lequel coulisse ledit plongeur (10), É Un disque de réaction (11) en matériau déformable élastiquement présentant une face arrière (Sllb) appliquée à la face annulaire d'appui (S2a) du piston pneumatique et destinée à recevoir les efforts appliqués par cette face annulaire et par la face d'appui d'extrémité (Sla) du plongeur (10), É Un dispositif de poussée (20, 22) dont une première extrémité est en appui contre une face avant (Slla) du disque de réaction (11) opposée à la face arrière (Sllb) et dont une deuxième extrémité est en appui contre un organe à commander, de façon à transmettre un effort du disque de réaction (11) vers l'organe à commander, caractérisé en ce que le dispositif de poussée comporte: É une pièce d'appui (20) possédant une surface d'appui plane (20b) destinée à être en appui contre la face avant (S11a) du disque de réaction (11) et possédant une ouverture centrale (23) située dans une zone correspondant sensiblement audit trou du piston, É une tige de poussée (22) traversant l'ouverture de la pièce d'appui (20) de façon à appuyer par une face d'extrémité arrière sur la face avant du disque de réaction (11), cette tige étant rendue solidaire de la pièce d'appui (20). 2. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de poussée comporte une pièce creuse (21) solidaire de ladite pièce d'appui (20) dont la partie creuse correspond à l'ouverture de la pièce d'appui (20) et dont l'axe est sensiblement perpendiculaire à la face avant du disque de réaction (11), la tige de poussée (22) étant placée dans cette partie creuse et traversant l'ouverture de la pièce d'appui (20). 3. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face d'extrémité arrière de la tige de poussée (22) est de forme convexe. 4. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendications 2 caractérisé en ce que la pièce creuse (21) est sertie sur la tige de poussée (22). 5. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 2 caractérisé en ce que la pièce creuse (21) est soudée sur la tige de poussée (22). 6. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 5 caractérisé en ce que la pièce creuse (21) et la tige de poussée (22) sont cylindriques. 7. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 5 caractérisé en ce que la pièce d'appui (20) comporte une pièce plane possédant ladite surface d'appui et munie de flancs latéraux destinés à enserrer le disque de réaction (11). 8. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 5 caractérisé en ce que la position de la tige d'appui dans la pièce creuse (21) et dans l'ouverture de la pièce d'appui (20) est réglée de façon qu'elle appuie et qu'elle déforme éventuellement le disque de réaction (11). 9. Procédé de réglage du saut d'un servomoteur d'assistance au freinage, lequel servomoteur comporte un système de transmission d'effort comprenant: É une tige de commande permettant de commander une vanne trois voies, É un plongeur (10) mobile axialement sous la commande de la tige de commande (8) et présentant une face d'appui d'extrémité (Sla), É un piston pneumatique (5) mobile axialement sous l'effet d'une différence de pression induite par la vanne trois voies, présentant un trou axial entouré en face avant d'une face annulaire d'appui (S2a) et dans lequel coulisse ledit plongeur (10), É un disque de réaction (11) en matériau déformable élastiquement présentant une face arrière (Sllb) appliquée à la face annulaire d'appui (S2a) du piston pneumatique et destinée à recevoir les efforts appliqués par cette face annulaire et par la face d'appui d'extrémité (Sla) du plongeur (10), É une pièce d'appui (20) possédant une surface d'appui plane (20b) destinée à être en appui contre la face avant (S11a) du disque de réaction (11) et une tige de poussée (22) commandée axialement par la pièce d'appui de façon à transmettre un effort du disque de réaction (11) vers un organe à commander, caractérisé. en ce qu'il comporte les étapes suivantes: É mise en place de la tige de poussée dans un trou traversant axialement la pièce d'appui (20) de façon que la tige de poussée appuie par une face d'extrémité arrière (22b) sur la face avant (Sula) du disque de réaction (11), É réglage de la distance entre la face arrière (Sllb) du disque de réaction et la face avant (Sla) du plongeur (10) par déplacement axial de la tige de poussée par rapport à la face avant (S11a) du disque de réaction (11), É fixation de la tige de poussée à la pièce d'appui.