Brevet FR2907085A1 — publié le 20080418

L'invention concerne un servomoteur d'assistance au freinage pour frein à commande manuelle et un frein à main appliquant un tel servomoteur. De façon générale, les freins à mains connus dans la technique automobile utilisent un levier permettant d'agir sur des freins de roues par l'intermédiaire de d'une transmission par câbles et/ou par tringles. Ces freins agissent généralement sur les roues arrière du véhicule. Le serrage et le desserrage de ces freins ne sont pas forcément aisés pour certains utilisateurs. C'est pourquoi certains véhicules sont maintenant équipés de freins de parking motorisés ou commandés par un actionneur. Certains véhicules sont même équipés de freins de parking automatiques qui fonctionnent dès l'arrêt du moteur. Cependant ces systèmes présentent certains inconvénients. Notamment, ces systèmes ne peuvent prendre en compte que très difficilement, où ne prennent pas en compte du tout, les conditions d'arrêt du véhicule, tel que l'inclinaison du terrain sur lequel est arrêté le véhicule. Ces systèmes appliquent aux dispositifs de freinage des roues un effort de freinage quasiment standard. Dans ces conditions, dans certains cas d'immobilisation du véhicule, l'effort de freinage est excessif. Un effort moindre pourrait être appliqué tout en donnant satisfaction. Il en résulte une usure supplémentaire et inutile du système de freinage. Par ailleurs, avec de tels freins, le conducteur ne peut pas contrôler la puissance du freinage. Dans certains cas, cela peut être un inconvénient. Par exemple dans les cas des démarrages en côtes, le conducteur ne 2907085 2 peut agir sur les freins et il faut prévoir un système de commande électronique compliqué. Dans le cas des dérapages contrôlés, le conducteur ne peut utiliser le frein à main pour 5 contrôler le dérapage. Les systèmes de freins à main dans lesquels le conducteur garde le contrôle de la puissance de freinage conservent leurs avantages. En effet, le conducteur peut doser la puissance du freinage en fonction de la 10 configuration du terrain et éviter d'imposer un freinage excessif dans une configuration qui ne le nécessite pas, ce qui évite une usure inutile du système de freinage. Le conducteur peut également utiliser le frein à main pour exécuter un dérapage contrôlé. 15 Par ailleurs, sous l'effet de la chaleur les organes de freinage peuvent se dilater et le conducteur peut doser le freinage en fonction du retour de force qu'il perçoit manuellement en actionnant le frein à main. Egalement, en cas d'utilisation de ce type de frein comme 20 moyen de freinage d'urgence, on peut réduire le freinage en cas de blocage des roues. Par contre, il est connu que les freins à mains classiques sont quelques fois difficiles à utiliser pour certains conducteurs. Par exemple, soit ils ne peuvent 25 pas, par manque de force, serrer suffisamment le frein à main de leur voiture, soit ils ne savent pas le desserrer. L'invention fournit un système de frein à main permettant de résoudre cet inconvénient et qui est donc 30 aisément utilisable par tout conducteur tout en conservant les avantages des systèmes de freins à main classiques. L'invention présente également l'avantage de fournir un système de freinage peu encombrant. 2907085 3 L'invention concerne donc un servomoteur d'assistance au freinage destiné à la transmission des commandes d'un frein à main comprenant : - une tige de commande, 5 - un plongeur mobile axialement sous la commande de la tige de commande, - une enceinte contenant une paroi mobile séparant l'intérieur de l'enceinte en une chambre de travail et en une chambre à vide connectée à un organe de 10 dépression. Cette paroi est mobile axialement sous l'effet dudit plongeur et/ou d'une différence de pression entre la chambre à vide et la chambre de travail, -un piston mobile également axialement solidaire de la paroi mobile de l'enceinte, 15 - une vanne trois voies commandée par ledit plongeur permet de connecter la chambre de travail soit à la chambre à vide, soit à l'air atmosphérique, - un disque de réaction de section annulaire, 20 - une pièce d'appui commandée par le piston permet d'entraîner la tige de commande, - une tige de sortie passant au centre du disque de réaction, -une tige de commande passant au centre 25 du disque de réaction, Selon une forme de réalisation préférée de l'invention., la tige de commande est située du côté de la chambre à vide et, lors d'une commande de freinage, exerce un effort de traction sur le plongeur. 30 On pourra prévoir, de préférence, que la tige de sortie soit solidaire de la tige de commande. On pourra également prévoir que la vanne trois voies comporte un clapet capable d'être en contact, selon sa position: - soit avec une face du plongeur, 2907085 4 - soit avec ladite face du plongeur et une face du piston, - soit avec ladite face du piston. Selon une forme de réalisation avantageuse de 5 l'invention, la pièce d'appui possède un disque de réaction en matériau déformable élastiquement situé entre la pièce d'appui et le piston. L'invention concerne également un frein à main de véhicule appliquant le servomoteur précédemment décrit. 10 Il comprend alors un organe de commande manuelle couplé mécaniquement à ladite tige de commande et ladite tige de sortie est destinée à être couplée mécaniquement à des dispositifs de freins de roues d'un véhicule. De façon générale, l'invention concerne également 15 un frein à main de véhicule comprenant un organe de commande manuelle et un câble (ou tige) de transmission permettant de transmettre des commandes de freinage vers des dispositifs de freins de roues à commander. Un servomoteur d'assistance au freinage est couplé 20 mécaniquement au câble (ou à tige) de transmission et permet de transmettre les dites commandes de freinage aux dispositifs de freins. Avantageusement, ledit câble (ou tige) de transmission communique des efforts de traction au 25 servomoteur et le servomoteur communique des efforts de traction aux dispositifs de freins de roues. Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre ainsi que dans les figures 30 annexées qui représentent: - la figure 1, un schéma de réalisation général simplifié d'un système de frein à main selon l'invention, - la figure 2, un servomoteur d'assistance au freinage applicable au système de la figure 1. 2907085 5 En se reportant à la figure 1, on va donc décrire un exemple de réalisation simplifié d'un système de frein à main selon l'invention. Ce système comporte un organe de commande 5 manuelle tel qu'un levier de frein à main M qui agit par l'intermédiaire d'un premier système de câbles ou de tringles T:1 sur un système d'assistance au freinage S. Celui-ci agit par l'intermédiaire d'un deuxième système de câbles ou de tringles T2 sur des dispositifs de 10 freinage Cl et C2 associés aux roues R1 et R2 d'un véhicule. Le système d'assistance au freinage S que nous appellerons servomoteur S dans la suite de la description reçoit les commandes de freinages qui lui sont 15 communiquées par le premier système de câbles Tl et les communiquent de manière amplifiée au deuxième système de câbles T2 tout en laissant la maîtrise du freinage à l'utilisateur. Une particularité du servomoteur S prévu dans ce 20 système est qu'il est commandé par un système de câbles agissant par traction selon le sens de la flèche F1 et qu'il communique un effort de freinage également par traction selon le sens de la flèche F2. Un tel servomoteur est donc différent des servomoteurs 25 d'assistance au freinage utilisés dans les systèmes de freinage connus dans la technique, lesquels servomoteurs sont commandés par des tige fonctionnant en poussée (au lieu de traction) et qu'ils communiquent par poussée un effort de freinage aux maîtres cylindres de freins. 30 En se reportant à la figure 2, on va donc décrire un exemple de réalisation d'un servomoteur d'assistance au freinage selon l'invention applicable aux systèmes de freinage de la figure 1 commandé (par exemple) par frein à main. 2907085 6 Ce servomoteur comporte essentiellement une enceinte 2 comprenant une chambre à vide 20 et une chambre de travail 21 qui sont séparées par une paroi mobile 22. La chambre à vide 20 est reliée par un accès 5 23 à un système de création de dépression tel qu'une pompe à vide actionnée par le moteur du véhicule. Une tige de commande 1 peut se déplacer axialement et permet de commander le déplacement d'un plongeur 3. 10 Une vanne trois voies comportant un clapet 4 et commandée par le plongeur 3, permet, selon sa position, de: -mettre en communication la chambre de travail 21 avec la chambre à vide 20 (il s'agit de la position de 15 repos représentée par la figure 2), -isoler la chambre de travail 21 de la chambre à vide 20 (il s'agit d'une phase de début de freinage), - mettre en communication la chambre de travail 21 avec l'air atmosphérique (le servomoteur fournit un 20 effort de freinage). Par ailleurs, un piston 5 est solidaire de la paroi mobile 22 et permet d'exercer un effort de poussée sur un épaulement 10 de la tige 6 selon la direction indiquée par la flèche Fl. 25 Enfin une tige de sortie 6 est mobile axialement par rapport la tige 1 limitée par le J2 et permet de communiquer un effort de freinage du servomoteur vers le système de câbles T2 de la figure 1. Le fonctionnement d'un tel servomoteur est donc 30 le suivant. Au repos, en l'absence de commande de freinage, le servomoteur est dans la situation représentée sur la figure 2. Le plongeur a sa surface 30 en contact avec le clapet 4. La surface 25 du piston 5 n'est pas en contact 35 avec le clapet 4. La chambre à vide 20 est en 2907085 7 communication avec la chambre de travail 21 par un espace de communication 26. La chambre de travail 21 est donc isolée de l'air atmosphérique elle est au même état de vide que la 5 chambre à vide 20. Aucun effort de pression ne s'exerce sur la paroi mobile 22. Lorsque le conducteur du véhicule actionne le levier de frein à main, un effort de traction est exercé par le système de câble Tl selon la flèche F1 sur la tige 10 de commande 1, celle-ci se déplace vers la gauche (selon la représentation de la figure 2). Ce déplacement de la tige de commande 1 est transmis au plongeur 3 qui se déplace vers la gauche. La surface 30 du plongeur se déplace vers la gauche. Le 15 ressort 33 pousse le clapet 4 vers la gauche et le clapet accompagne donc le plongeur dans son déplacement. Le clapet 4 entre en contact avec la surface 25 du piston 5. L'espace de communication 26 entre la chambre à vide 20 et la chambre de travail 21 est 20 interrompu. La chambre à vide est isolée de la chambre de travail. La tige 1 continu à se déplacer vers la gauche et entraîne le plongeur 3. La surface 30 du plongeur se sépare du clapet 4 dont le déplacement est arrêté par la 25 surface 25 du piston 5. La chambre de travail 21 est ainsi mise en communication avec l'air atmosphérique: - par l'espace de communication 28, - par un espace de communication qui vient d'être créé ente la surface 30 du plongeur 3 et le clapet 4 30 - et par un accès à l'air ambiant 27 prévu dans la paroi du servomoteur. La pression dans la chambre à vide 20 est faible tandis que la chambre de travail 21 est à une pression plus élevée. L'air contenu dans la chambre de travail 35 exerce donc une pression sur la paroi mobile 22 qui se 2907085 8 déplace vers la gauche. Dans son déplacement, la paroi 22 entraîne le piston 5 qui entraîne lui-même la pièce d'appui 17. Celle-ci est en appui sur l'épaulement 10 de la tige de commande 6. 5 Dans ce fonctionnement, la traction de la tige de sortie 6 sur le système de câbles de la figure 1 est initié par l'effort communiqué par le levier de frein à main à la tige de commande, puis la paroi mobile du servomoteur applique un effort à l'épaulement 10, ce qui permet à la 10 tige de sortie 6 d'exercer un effort de traction nécessaire à la commande des freins On peut également associer à la pièce d'appui 17 un disque de réaction 7 de section annulaire. Le piston 5 servant à transmettre la force d'assistance à la tige de 15 sortie 6 agit sur la pièce d'appui 17 au travers d'un disque de réaction réalisé en un matériau déformable tel qu'un élastomère. Au repos, un faible jeu jl existe entre l'extrémité avant du plongeur 3 et le disque de réaction 20 7. Lorsque le conducteur du véhicule commence à actionner levier de frein, ce faible jeu permet au plongeur de se déplacer immédiatement sans agir sur le disque de réaction 7 pour commander les moyens d'assistance et assurer une réponse immédiate des freins. 25 Ensuite, le piston 3 agit sur le disque de réaction 7 et donc sur l'épaulement 10 de la tige de commande 6 par l'intermédiaire de la pièce d'appui 17. Il apparaît que la réaction à la manoeuvre du levier de frein à main ne commence à apparaître que 30 lorsque la force d'assistance engendrée par l'actionnement du levier de frein à main 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 35 imposée pour une réponse des freins lors d'un 2907085 9 actionnement du levier de frein à main, la valeur de ce saut reste dans certaines limites pour que l'assistance n'atteigne pas une valeur trop grande sans augmentation de l'effort exercer à l'aide du levier de frein à main. 5 10 15 REVENDICATIONS 1. Servomoteur d'assistance au freinage destiné à la transmission des commandes de câbles freins à main comprenant : - une tige de commande (1), - un plongeur (3) mobile axialement sous la commande de la tige de commande (1), - une enceinte (2) contenant une paroi mobile (22) séparant l'intérieur de l'enceinte en une chambre de travail (21) et en une chambre à vide (20) connectée à un organe de dépression, ladite paroi étant mobile axialement sous l'effet dudit plongeur (3) et/ou d'une différence de pression entre la chambre à vide et la chambre de travail, - un piston (5) mobile également axialement étant solidaire de la paroi mobile (22) de l'enceinte, - une vanne trois voies (4) commandée par ledit plongeur (3) permettant de connecter la chambre de travail (21) soit à la chambre à vide, soit à l'air atmosphérique, - un disque de réaction de section annulaire, - une tige de sortie(6) passant au centre du disque de réaction(7), - une tige de commande (1) passant au centre du disque de réaction(7), 2. Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de commande (1) est située du côté de la chambre à vide (20) et, lors d'une commande de freinage, exerce un effort de traction sur le plongeur (3). 2907085 11 3. Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vanne trois voies comporte un clapet (4) capable d'être en contact, selon sa position: 5 - soit avec une face (30) du plongeur (3), - soit avec ladite face (30) du plongeur (3) et une face (25) du piston (5), - soit avec ladite face (25) du piston (5). 4. Servomoteur selon la revendication 1, 10 caractérisé en ce que la pièce d'appui (17) possède un disque de réaction (7) en matériau déformable élastiquement situé entre la pièce d'appui et le piston. 5. Servomoteur selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce que le disque réaction (7) est de section annulaire. 6. Frein à main de véhicule appliquant le servomoteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un 20 organe de commande manuelle (M) couplé mécaniquement à ladite tige de commande (1), ladite tige de sortie (6) étant destinée à être couplée mécaniquement à des freins de roues (Cl, C2) d'un véhicule. 7. Frein à main de véhicule comprenant un organe 25 de commande manuelle (M) et un câble ou une tige de transmission (T1) permettant de transmettre des commandes de freinage vers des dispositifs de freins de roues (Cl, C2) à commander, caractérisé en ce qu'il comporte un servomoteur d'assistance au 30 freinage (S) selon les revendications de 1 à 5, couplé mécaniquement au câble ou à ladite tige de transmission (T1) et permettant de transmettre les dites commandes de freinage aux dispositifs de freins (Cl, C2). 2907085 12 8. Frein à main selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit câble ou la dite tige de transmission (Tl) communique un effort de traction audit servomoteur et en ce que le servomoteur 5 communique un effort de traction aux dispositifs de freins de roues (Cl, C2). 10