Brevet FR3013659A1 — publié le 20150529

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un servofrein pneu- matique comportant un piston moteur relié par une membrane au cylindre du servofrein pour subdiviser celui-ci en une chambre avant et une chambre arrière et fonctionner par dépression pour pousser le pis- ton du maître-cylindre par l'intermédiaire d'une tige de poussée, la dépression dans le cylindre, entraînant le piston moteur étant gérée par un distributeur-plongeur actionné par le déplacement de la tige de commande reliée à la pédale de frein, le piston moteur étant repoussé en position de repos par un ressort de rappel prenant appui contre la paroi du cylindre, ce ressort de rappel étant muni d'un amortisseur de vibrations. Etat de la technique On connaît déjà de tels servofreins pneumatiques munis d'un dispositif amortisseur. Ainsi, le document FR 00 15 542 décrit un servofrein pneumatique du type défini ci-dessus, avec un ressort hélicoïdal cylindrique ou conique équipé d'un amortisseur pour réduire ou éliminer les vibrations du ressort de rappel repoussant le piston moteur dans sa position de repos. Plusieurs formes de réalisation de cet amortisseur sont décrites dans le document. Un premier mode de réalisation de l'amortisseur est un manchon fixé à la paroi de la chambre avant, à l'appui de l'extrémité avant du ressort de rappel. Il forme une gaine avec un bourrelet recourbé contre lequel s'appuie la spire d'une extrémité de ressort pour bloquer ce bourrelet contre la paroi intérieure du boîtier du servofrein. Cet amortisseur en caoutchouc agit par frottement et par extension élastique. Le document décrit également un autre mode de réalisa- tion d'un amortisseur constitué par un cavalier entourant deux ou plu- sieurs spires. Il s'agit de simples cavaliers éventuellement inextensibles, voire rigides, qui, selon les indications du document, imposent un décalage de la fréquence de résonance à une valeur où la vibration ne pourrait plus être entretenue. Ces solutions amortissent certes les vibrations du ressort de rappel mais leur mise en oeuvre est relativement compliquée puis- qu'il faut les placer sur le ressort plus ou moins installé dans le boîtier du servofrein ou encore entre une partie du boîtier et le ressort et leur efficacité réduite puisqu'ils travaillent par frottement. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un servo- frein pneumatique dont les vibrations du ressort de rappel du piston moteur sont éliminées ou du moins réduites de manière importante pour les rendre inaudibles, avec un moyen facile à installer dans le servofrein et qui soit fiable pendant toute la durée de vie du servofrein. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention a pour objet un servofrein du type défini ci-dessus caractérisé en ce que l'amortisseur de vibrations est constitué par une pièce en matière élastique travaillant par compression, de forme globalement parallélépipédique, de longueur su- périeure à l'écartement de deux spires du ressort non encore installé dans le servofrein et dont les faces avant et arrière sont munies d'une fente longitudinale pénétrant dans la masse de matière de l'amortisseur, pour être engagée par ces deux fentes sur deux spires voisines du ressort de rappel. Le servofrein selon l'invention a l'avantage d'être d'une réalisation particulièrement simple puisque l'amortisseur de vibrations qui l'équipe s'installe sur le ressort avant le montage du ressort dans le servofrein de sorte que la ligne de fabrication du servofrein n'est pratiquement pas modifiée par l'adjonction de la pièce complémentaire cons- tituée par cet amortisseur. Le ou les amortisseurs équipant deux spires voisines peuvent être associés aux mêmes spires ou à des spires différentes selon la longueur du ressort, l'effet d'amortissement à tenir et la symétrie de répartition de l'amortissement sur le ressort. L'amortisseur a l'avantage d'être une pièce très simple et légère puisque constituée de matière élastique et notamment d'une mousse élastique, qui ne charge pas le ressort de rappel du servofrein. Suivant une caractéristique avantageuse, le servofrein comporte plusieurs amortisseurs répartis de manière régulière autour du ressort de rappel et notamment deux amortisseurs en position symétrique. Suivant une autre caractéristique, les fentes longitudi- nales recevant les segments de spire du ressort amortisseur sont termi- nées chacune par une cavité formant un logement de retenue pour accrocher la spire du ressort. Ce logement de retenue a également l'avantage d'éviter la formation d'une amorce de rupture à l'extrémité des fentes longitudinales. Suivant une caractéristique avantageuse, les fentes sont planes de sorte que la déformation produite par le segment de spire logé dans chaque fente déforme localement la fente et complète la tenue de l'amortisseur sur chacune des spires évitant ainsi que celui-ci ne migre le long des deux spires auxquelles il est associé. Suivant une autre caractéristique, l'une des fentes est munie d'une entrée élargie de sorte que lorsque l'amortisseur est mis en place sur le ressort avant son installation dans le servofrein, l'une des spires est accrochée dans son logement à l'extrémité de la fente et l'autre spire est en position d'attente dans la partie élargie de l'entrée de l'autre fente. Ensuite, lorsque le ressort de rappel est comprimé pour être installé dans le servofrein, la spire en attente dans l'entrée élargie vient, du fait de cette compression, dans le logement à l'extrémité de la fente. L'amortisseur selon l'invention est en une matière élas- tique, de préférence une mousse élastique, notamment une mousse en matière plastique élastique ou une mousse de caoutchouc de synthèse ou de caoutchouc naturel. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'un servofrein pneuma- tique à amortissement du ressort de rappel, représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un servofrein pneuma- tique selon l'invention, la figure 2 est une vue isométrique d'un exemple d'amortisseur, la figure 3 montre dans ses parties 3A-3C différents états du ressort de rappel et de son amortisseur, * la figure 3A montre le ressort de rappel détendu, avant son installation dans le servofrein, * la figure 3B montre l'état du ressort de rappel installé dans le servofrein au repos, * la figure 3C montre l'état du ressort de rappel avec l'amortisseur en position comprimée de freinage, la figure 4 montre dans ses parties 4A-4C trois états d'un amortis- seur selon l'invention, * la figure 4A montre l'amortisseur monté sur le ressort de rappel avant la mise en place du ressort de rappel dans le servofrein, * la figure 4B montre l'amortisseur sur le ressort de rappel ins- tallé dans le servofrein, * la figure 4C montre la compression de l'amortisseur lors de la face de freinage, la figure 5 montre dans ses parties 5A-5C un mode de réalisation d'un amortisseur représenté dans trois états correspondant aux états représentés de manière générale aux figures 4A-4C, la figure 6 montre dans ses parties 6A, 6B un autre mode de réalisation d'un amortisseur selon l'invention, * la figure 6A montre l'amortisseur monté sur le ressort de rappel, détendu, avant son installation dans le servofrein, * la figure 6B montre le ressort de rappel avec l'amortisseur en position installée dans le servofrein. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 qui montre de manière générale et schéma- tique la structure d'un servofrein pneumatique 100 selon l'invention représenté dans sa combinaison avec le maître-cylindre 200. Le servofrein 100 se compose d'un boîtier 110 (encore appelé cylindre), logeant un piston moteur 120 relié par une membrane 121 au boîtier pour subdiviser celui-ci en une chambre avant CHAV et une chambre arrière CHAR. Le piston moteur 120 porte un distributeur plongeur 130 relié à la tige de commande 131, elle-même reliée à la pé- dale de frein. Le piston moteur 120 agit sur la tige de poussée 140 portée par le piston 210 du maître-cylindre 200 par l'intermédiaire d'un disque de réaction 122. Le piston moteur 120 est repoussé en position de repos (position représentée à la figure 1) par un ressort de rappel 150 prenant appui contre le piston 120 et contre la paroi avant 111 du boîtier 110 autour de l'ouverture traversée par le maître-cylindre et son piston 210. La structure du servofrein 100 décrite ci-dessus est connue en elle-même et ne nécessite pas de description plus détaillée. Le maître-cylindre 200 est fixé à la cloison de l'habitacle du véhicule au niveau de la pédale de frein, en général par deux tirants 220. Lors d'une action sur la pédale de frein qui se transmet par la tige de commande 131 au distributeur-plongeur 130, celui-ci commande la dépression dans la chambre avant CHAV qui tire l'ensemble piston moteur 120 et membrane 121 vers l'avant (vers la gauche selon la figure 1) pour pousser par l'intermédiaire du disque de réaction 122, la tige de poussée 140 du piston 210 du maître-cylindre et commander l'envoi de liquide hydraulique sous pression dans le ou les circuits de freins reliés au maître-cylindre. Le mouvement du piston moteur 120 se fait contre la force développée par le ressort de rappel 150 qui, en fin de phase de freinage, repousse le piston moteur 120 dans la position représentée à la figure 1. Le ressort de rappel 150 est équipé d'un amortisseur de vibrations 160 représenté très schématiquement comme étant installé sur deux spires Si, Sj du ressort 150. Cet amortisseur 160 peut être constitué par un ou plusieurs amortisseurs, par exemple deux amortisseurs en position symétrique par rapport à l'axe xx du ressort 150. Dans l'exemple de la figure 1, le ressort 150 est un res- sort hélicoïdal cylindrique mais il pourrait également s'agir d'un ressort hélicoïdal tronconique. Cet exemple n'est pas représenté. Selon la représentation schématique de la figure 2, l'amortisseur 160 est une pièce allongée, parallélépipédique ou plus gé- néralement cylindrique au sens géométrique du terme, de section ronde ou polygonale, de préférence rectangulaire. Cette pièce a une longueur L et deux faces 161, 162, une face avant 161 et une face arrière 162 selon l'orientation habituelle d'un servofrein. Deux fentes 163, 164 de même orientation divisent chaque extrémité en pénétrant dans la masse du corps de l'amortisseur 160 de façon à pouvoir installer l'amortisseur à cheval entre deux spires voisines Si, Sj du ressort ; les fentes 163, 164 se terminent par une petite cavité terminale, de section ronde 165, 166, formant un logement pour recevoir un segment de spire de ressort et s'y accrocher tout en constituant également un arrondi, évitant de créer une amorce de rup- ture. Les fentes 163, 164 ont une profondeur U1, t2 à partir des faces respectives 161, 162. Les fentes 163, 164 sont ici planes mais elles peuvent également être incurvées. Chaque extrémité 161, 162 chevauche un secteur de la spire associée, en venant à cheval sur celle-ci de sorte que l'amortisseur travaille en compression lorsque le ressort de rappel déforme localement la fente (ou évidement) créée par la courbure de la spire, ce qui augmente le contact entre le segment de la spire et la ma- tière élastique absorbante et non seulement évite que l'amortisseur ne migre par vissage sur les deux spires, mais en outre ce contact important absorbe les vibrations de la spire et plus généralement celles du ressort. Comme représenté aux figures 3A-3C, en combinaison avec les schémas des figures 4A-4C, l'amortisseur 160 est installé de préférence sur deux spires Si, Sj non en extrémité du ressort 150 mais plus ou moins au milieu de sa longueur qui est ainsi divisée en deux parties pour ses propriétés résonantes sans que cela n'intervienne dans le fonctionnement du ressort comme ressort de rappel. Pour ne pas dé- séquilibrer, même légèrement le ressort 150, l'amortisseur 160 qui n'est associé qu'à un secteur d'arc réduit des spires Si, Sj est aussi de préférence doublé symétriquement par rapport à l'axe xx du ressort cylindrique ou conique par un autre amortisseur 160. Selon les figures 3A et 4A, l'amortisseur 160 est constitué par une pièce en matière élastique travaillant par compression telle qu'un bloc de mousse élastique, de forme parallélépipédique, de longueur (L) supérieure à la distance Dr séparant deux spires Si, Sj du ressort de rappel, en position non installée dans le maître-cylindre par les fentes longitudinales 163, 164 selon la direction axiale xx du ressort de rappel 150. L'amortisseur 160 s'installe entre deux spires Si, Sj par simple emmanchement des deux spires, chacune dans une fente longitudinale 163, 164. Les fentes longitudinales 163, 164 ont une longueur U1, t2, telle que la différence de la longueur totale L diminuée de la somme des longueurs t 1, t2, soit inférieure à la distance Dr de deux spires Si, Sj au repos. Ainsi, lorsque l'amortisseur 160 est monté sur les deux spires du ressort de rappel 150, non encore installé dans le servofrein 100, les deux spires Si, Sj ne sont pas à l'extrémité 165, 166 des deux fentes longitudinales 163, 164, comme cela est représenté plus précisément à la figure 4A. A droite de la figure 3A, on a représenté l'amortisseur 160 installé sur un segment de spire Si, Sj et déformant la fente 163, 164 qui reçoit ce segment de spire. En plus des spires Si, Sj logées dans les fentes 163, 164 de l'amortisseur 160, les spires sont également représentées au-dessus de l'amortisseur 260 dans chacune des positions pour faciliter le repé- rage de l'écartement dans les trois positions des figures 4A, 4B et 4C. La même remarque s'applique aux figures 5A, 5B et 5C qui sont elles aussi complétées par les spires Si, Sj représentées chaque fois au-dessus de l'amortisseur 260. Pour installer le ressort 150 muni du ou des amortis- seurs 160 dans le servofrein, il faut le comprimer (figure 3B) de sorte que les deux spires Si, Sj engagées dans l'amortisseur 160 glissent à l'extrémité 165, 166 des fentes 163, 164 de l'amortisseur 160 (figure 4B) qui est, de préférence, non comprimé dans cette position. Enfin, lors d'une action de freinage se traduisant par l'avancée du piston moteur et la compression du ressort de rappel 150 (figure 3C), l'amortisseur 160 est comprimé par le rapprochement des deux spires Si, Sj. Au moment du relâchement du frein, le ressort de rappel 150 se détend et l'amortisseur 160 passe de sa position déformée de la figure 4C à sa position de repos de la figure 4B. Cette déformation, de même que la compression de l'amortisseur 160, absorbant les vibrations du ressort de rappel 150. La figure 5 montre une forme de réalisation pratique 260 de l'amortisseur 160 présenté de façon générale aux figures 2 et 4A-C. Cet amortisseur 260 est constitué par un parallélépipède en une matière élastique, notamment une mousse, de longueur L telle que définie ci-dessus et ayant deux fentes longitudinales 263, 264 issues de chacune des faces d'extrémité 261, 262 pour s'engager sur deux spires voisines Si, Sj du ressort 150. Les fentes 263, 264 se termi- nent par un logement arrondi 265, 266, par exemple de section circu- laire, qui évite que l'extrémité de chaque fente constitue une amorce de rupture tout en permettant la retenue de l'amortisseur 260 sur les spires Si, Sj par une liaison par la forme lorsque le ressort 150 est en position installée (figure 5B) dans le cylindre du servofrein. Dans cette forme de réalisation, l'amortisseur 260 reste bien accroché aux deux spires Si, Sj du ressort lorsque celui-ci se comprime et se détend comme le montrent les figures 5B et 5C. A la figure 5B, l'amortisseur 260 n'est pas comprimé et ses deux faces d'extrémité 261, 262 sont plates alors qu'à la figure 5C, le ressort 150 comprime l'amortisseur 260 dont les faces 261, 262 sont alors incurvées suivant une forme concave et les côtés longitudinaux sont bombés. La figure 6 montre une variante de réalisation de l'amortisseur 360 dont les fentes longitudinales 363, 364 ne sont pas symétriques. La fente avant 363 est terminée par un logement 365 pour l'accrochage par la forme sur la spire Si dès la mise en place de l'amortisseur 360 sur le ressort, avant son installation dans le servofrein. Dans cette position représentée à la figure 6A, l'autre spire Sj se trouve dans une entrée élargie 367 qui amorce la fente longitudinale 364 de l'autre face 362 de l'amortisseur 360. Cette fente 364 se termine également par un logement arrondi 366, par exemple de section circu- laire. La figure 6A montre la position pré-assemblée de l'amortisseur 160 alors que la figure 6B montre la position du ressort 150 installé dans le servofrein. A ce moment, l'autre spire Sj est engagée et retenue dans le logement 366 à l'extrémité de la seconde fente longitudinale 364.5 NOMENCLATURE 100 Servofrein 110 Boîtier 111 Paroi avant 120 Piston moteur 121 Membrane 122 Disque de réaction 130 Plongeur 131 Tige de commande 140 Tige de poussée 150 Ressort de rappel 160, 260, 360 Amortisseurs 161, 162 Faces de l'amortisseur 261, 262 Faces de l'amortisseur 361, 362 Faces de l'amortisseur 165, 166 Cavités terminales 265, 266 Cavités terminales 365, 366 Cavités terminales 163, 164 Fentes longitudinales 263, 264 Fentes longitudinales 363, 364 Fentes longitudinales 367 Entrée élargie 200 Maître-cylindre 210 Piston 220 Tirant REVENDICATIONS1°) Servofrein pneumatique comportant un piston moteur relié par une membrane au cylindre du servofrein pour subdiviser celui-ci en une chambre avant et une chambre arrière et fonctionner par dépression pour pousser le piston du maître-cylindre par l'intermédiaire d'une tige de poussée, la dépression dans le cylindre, entraînant le piston moteur étant gérée par un distributeur-plongeur actionné par le déplacement de la tige de commande reliée à la pédale de frein, le piston moteur étant repoussé en position de repos par un ressort de rappel (150) pre- nant appui contre la paroi du cylindre, ce ressort de rappel étant muni d'un amortisseur de vibrations, servofrein caractérisé en ce que l'amortisseur de vibrations (160) est constitué par une pièce en matière élastique travaillant par compression, de forme globalement parallélépi- pédique, de longueur (L) supérieure à l'écartement (Dr) de deux spires (Si, Sj) du ressort (150) non encore installé dans le servofrein (100) et dont les faces avant (161) et arrière (162) sont munies d'une fente longitudinale (163, 164) pénétrant dans la masse de matière de l'amortisseur (160), pour être engagée par ces deux fentes sur deux spires voisines (Si, Sj) du ressort de rappel (150). 2°) Servofrein pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte des amortisseurs (160) répartis de manière régulière autour du ressort de rappel (150) et notamment deux amortisseurs en position symétrique. 3°) Servofrein pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fentes longitudinales (163, 164) sont terminées chacune par une ca- vité (165, 166) formant un logement de retenue pour l'accrochage de la spire (Si, Sj) du ressort (150). 4°) Servofrein pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce quel'une (264) des fentes (263, 264) est munie d'une entrée élargie (267). 5)°Servofrein pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fentes (163, 164) sont planes. 6°) Servofrein pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur (160) est en une mousse élastique.10