FR2820098A1

FR2820098A1 - Mecanisme de freinage

Info

Publication number: FR2820098A1
Application number: FR0101462A
Authority: FR
Inventors: Pascal Kocher; Stephane Gendrin; Jean Fourcade; Jean Marc Piel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-02
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: FR2820098B1

Abstract

Pour éviter qu'un conducteur ne reçoive une blessure par enfoncement de sa jambe ou de son pied lors d'une collision avec son véhicule, on prévoit que la tige de poussée (1) de la commande de frein soit escamotable. L'escamotage est réalisé par uri dispositif (8) pyrotechnique déclenché (10) par ailleurs par une unité (CC) de commande des coussins gonflables du véhicule. On montre qu'en agissant ainsi on obtient une réactivité bien plus grande de protection des membres du conducteur et d'autre part un réglage simplifié des conditions dans lesquelles cet escamotage doit être déclenché.

Description

Mécanisme de freinage La présente invention a pour objet un mécanisme de freinage notamment un mécanisme de freinage de véhicule. Le but de l'invention est de prévenir les blessures que peuvent recevoir les conducteurs de véhicules au moment d'un accident.

Dans un véhicule, une pédale de frein actionnable par le pied du conducteur permet de ralentir le véhicule. Au moment d'un accident, notamment avec collision frontale, il est presque constant que le conducteur soit soumis au choc de l'accident alors que son pied porte sur la pédale de frein. La pédale de frein est normalement en relation, par l'intermédiaire d'une tige de poussée rigide, avec un circuit hydraulique de freinage. Il est par ailleurs connu que le freinage soit assisté par un servomoteur pneumatique d'assistance de freinage.

Cependant, du fait qu'un tel servomoteur peut tomber en panne, des contraintes de sécurité imposent que la liaison mécanique entre la pédale de frein et un maître cylindre du circuit hydraulique de freinage soit directe et rigide.

Physiquement, un tel mécanisme se présente globalement sous une forme allongée, la pédale de frein se trouvant en position arrière, le servomoteur d'assistance de freinage se trouvant en position intermédiaire, et le maître cylindre hydraulique se trouvant en position avant dans l'habitacle moteur du véhicule. Lors d'un choc frontal, avec enfoncement important, il est connu que le choc se propage jusqu'à ce maître cylindre hydraulique de freinage et, par l'intermédiaire de la tige de poussée rigide, jusqu'à la pédale de frein qui recule alors dans l'habitacle. Il en résulte pour le conducteur un coup violent porté par la pédale contre son pied, alors que par ailleurs la jambe de ce conducteur tend à appuyer fortement ce pied sur cette pédale. Un tel phénomène est malheureusement à l'origine de fractures graves, notamment des os du talon ou de la jambe du conducteur, voire de son bassin.

En ce qui concerne la direction, on connaît des problèmes identiques par lesquels le volant s'enfonce dans le ventre du conducteur. Pour éviter cet enfoncement, il est prévu que la colonne de direction qui tient ce volant puisse se briser, se déformer longitudinalement, pour éviter de transmettre les efforts. Il a alors été conçu pour les pédales de frein des systèmes similaires d'escamotage de la pédale ou de la tige de poussée. Ces systèmes sont à déclencher en cas

d'accident. Cependant, les systèmes d'escamotage ainsi imaginés sont à réaction mécanique, sont encombrants, sont lourds, et ne sont pas entièrement satisfaisant.

On notera qu'en ce qui concerne la tige de frein, le problème de la déformation est par ailleurs compliqué par le fait que la tige de frein doit pourvoir servir pour transmettre des efforts de freinage qui, dans certains cas, peuvent être en eux-mêmes très puissants. A l'opposé des systèmes d'escamotage de colonnes de direction pour lesquels aucun effort de compression n'est exercé par le conducteur, pour les pédales de frein des efforts pouvant atteindre plusieurs centaines de kilos sont à transmettre alors que les efforts qui provoquent des fractures peuvent être inférieurs à ces valeurs d'efforts à transmettre.

Pour résoudre ces problèmes d'une part de réactivité plus grande de l'escamotage et d'autre part de compromis impossible à trouver sur la mesure de la force à laquelle il faut escamoter, dans l'invention on prévoit un moyen d'escamotage de la tige de poussée qui soit déclenché par un déclencheur pyrotechnique. En agissant ainsi, et en reliant par ailleurs le déclencheur pyrotechnique à une unité de commande notamment de coussins gonflables de protection, on s'assure que dès qu'un accident est détecté, dès que les coussins gonflables sont déclenchés, la tige de poussée du mécanisme de freinage est également escamotée. On notera qu'un tel déclencheur pyrotechnique résout les deux problèmes. D'une part il est très réactif, et d'autre part il autorise une rigidité très grande de la tige de poussée (avant son déclenchement) permettant ainsi d'exercer des efforts de freinage puissants. Dans une variante préférée, le déclencheur pyrotechnique comportera un composant pyrotechnique relié par un câble à un point de faiblesse de la tige de poussée.

L'invention a donc pour objet un mécanisme de freinage comportant une tige de poussée en réaction d'une part avec un circuit de freinage et d'autre part avec une pédale de frein, et un moyen d'escamotage de la tige de poussée, caractérisé en ce que le moyen d'escamotage comporte un déclencheur pyrotechnique.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - Figures 1 et 2 : la représentation schématique du mécanisme de freinage

de l'invention dans une position utile pour le freinage et dans une position escamotée respectivement ; - Figure 3 : la représentation schématique d'un mécanisme de genouillère mis en oeuvre dans l'invention.

La figure 1 et la figure 2 montrent un mécanisme de freinage selon l'invention, d'une part dans une position normale et d'autre part dans une position escamotée. Le mécanisme de freinage comporte une tige de poussée 1 en réaction d'une part avec un circuit de freinage 2 et d'autre part avec une pédale de frein 3. La pédale de frein 3, dans l'exemple représenté, comporte un patin 4, un bras de levier 5 et un pivot 6 d'articulation. En utilisation normale, la tige de frein 1 a une forme rigide et permet de transmettre par l'intermédiaire d'une articulation 7 montée sur le bras de levier 5 un effort en direction du circuit

de freinage 2. Le circuit de freinage 2 peut être simplement hydraulique, ou hydraulique assisté pneumatiquement, voire électriquement. Selon l'invention, le mécanisme de freinage comporte un moyen d'escamotage de la tige de poussée.

Ce moyen d'escamotage montré globalement sur la figure 2 revient à désarticuler la tige de poussée 1 pour la rendre moins rigide. Il pourrait néanmoins être envisageable, plutôt que de provoquer une désarticulation de la tige 1, de la briser directement. Eventuellement, il pourrait être prévu que la tige 1 soit formée de plusieurs parties susceptibles d'un mouvement relatif les unes par rapport aux autres téléscopiquement. Selon l'invention le moyen d'escamotage comporte essentiellement un déclencheur pyrotechnique.

Un tel déclencheur pyrotechnique dans les figures 1 et 2 comporte un composant pyrotechnique 8 et un câble 9. Cependant, il aurait été envisageable notamment dans le cas où la tige 1 aurait dû être brisée ou déformée par pliage de monter le dispositif pyrotechnique 8 directement dans la tige 1. Comme on le verra par la suite le dispositif de l'invention permet un réemploi de la tige 1 si l'accident n'a pas provoqué la destruction de l'activation. On verra que le système peut alors être réarmé par simple échange du composant pyrotechnique. Le dispositif pyrotechnique 8 assure en lui-même une réactivité immédiate, bien supérieure au système à réaction mécanique. En outre, les véhicules modernes disposant par ailleurs d'un circuit central de commande CC, permettant notamment le gonflement de coussins gonflables de protection en

cas d'accident, dans l'invention on utilise un tel circuit central CC pour dériver un de ses relais 10 de sortie et commander avec lui un détonateur 11 du composant pyrotechnique 8. En agissant ainsi on obtient un réglage particulièrement simplifié des conditions dans lesquelles l'escamotage de la tige 1 et ou de la pédale 3 doit être déclenché.

Dans un exemple pratique de réalisation, le composant pyrotechnique 8, qui peut par ailleurs être du type prétentionneur de ceinture de sécurité, comporte une enceinte 12, de forme cylindrique. L'enceinte 12 est obturée à une de ses extrémités par une tête 13 d'un piston mobile et, partiellement, à une autre extrémité par un obturateur 14 fixe. L'obturateur 14 comporte un orifice 15 par lequel passe le câble 9. Le câble 9 est par ailleurs relié par une de ses extrémités 16 à l'intérieur de l'enceinte 12 à la tête 13 du piston. L'autre extrémité du câble 9 est reliée à un point de faiblesse 17 de la tige 1. Pour des commodités du montage, le câble 9 peut passer sur un jeu de poulies, au moins sur une poulie 18. La position de la poulie 18 est déterminée par la direction qu'elle permet d'imposer au brin du câble 9 qui est relié au point de faiblesse 17.

La direction 19 de la traction exercée par le câble 9 est ainsi choisie de manière à provoquer la désarticulation de la tige de poussée 1, pour lui faire perdre sa rigidité au moment où le déclencheur pyrotechnique est déclenché par le circuit CC.

La figure 2 montre la tige 1 dans une position désarticulée, en pratique escamotée. En effet, la position au repos de la pédale de frein 3 conforme à celle de la figure 1 est différente de la position escamotée de cette pédale du fait de la traction exercée par le câble 9. La tige 1 comporte dans un exemple pratique deux branches, respectivement 20 et 21, reliées entre elles par un maillon 22. Le maillon 22 possède deux trous, respectivement 23 et 24, situés à ses extrémités.

Les branches 20 et 21 comportent alors chacune un pivot, 25 et 26 respectivement, s'engageant dans les trous 23 et 24. En pratique, les axes de pivotement du maillon 22 autour des pivots 25 et 26 sont parallèles à un axe de pivotement de la branche 20 autour de son pivot 7 d'articulation sur le bras de levier 5. A l'autre extrémité, la branche 21 de la tige 1 porte par l'intermédiaire d'une rotule 27 dans le circuit de freinage 2.

Les extrémités des branches 20 et 21 qui comportent les pivots 25 et 26 comportent chacune des butées, respectivement 28 et 29, permettant de limiter

l'oscillation du maillon 22 dans une direction. Sur la figure 1, le maillon 22 a été basculé de telle façon que son flanc 30 (montré sur la figure 2) vienne en butée contre la butée 28 alors que son autre flanc opposé 31 vient en butée contre la butée 29. Comme le montre la figure 1, les efforts exercés par la pédale 3 sont orientés dans la direction 32 en ce qui concerne le basculement du maillon 22 autour du pivot 25 et dans la direction 33 en ce qui concerne le basculement de la branche 20 et du maillon 22 autour du pivot 26. Comme on peut le constater, les directions 32 et 33 montrées sur la figure 1 permettent de maintenir la rigidité de la tige de poussée 1. En effet la direction 32 est contenue dans l'angle formé par une direction 34 reliant, dans cette position, les centres des deux pivots 25 et 26 et une normale 35 à cette direction 34. Il en est de même pour la direction 33 qui est inscrite dans l'angle formé par la direction 34 et une normale 36, passant par le pivot 26, à cette direction 34. Dans ces conditions le système est stable.

Tant que le câble 9 ne tire pas sur un oeillet 17 fixé à proximité du pivot 25 dans la branche 20, la tige 1 reste rigide. D'une manière optionnelle, on peut prévoir la présence d'un ressort 37 tendant à attirer l'une vers l'autre les extrémités 7 et 27 de la tige 1 de manière à éviter une désarticulation spontanée, par exemple lors d'un relâchement brutal de la pédale de frein, alors que celle-ci peut être secouée par ailleurs dans la direction 19.

Selon un même raisonnement, pour que l'effort 19 soit orienté correctement au moment où on veut qu'il s'exerce, il importe que la poulie 18 soit placée de telle façon que la direction 19 s'inscrive de préférence dans un quadrant défini par une direction 38 reliant le centre du pivot 26 au centre de l'oeillet 17 et une direction 39 perpendiculaire à cette direction 38. L'effort de désarticulation est d'autant efficacement appliqué que la direction 19 est proche de la direction 39. En effet, au moment du choc, l'effort du pied sur la pédale 3 force la tige 1 vers sa position de stabilité. L'effort 19 coimporte donc une composante amenée à combattre cet effort du pied. Il importe que l'effort 19 (pour éviter de surdimensionner le déclencheur 8) soit le plus efficacement utilisé, et ne comporte pas une composante inutile ayant lui même le même effet que l'effort du pied. Il est toutefois possible pour simplifier le montage de placer la poulie 18 à proximité, ou à l'endroit, de l'axe 6.

Ainsi montée, avec ses deux branches 20 et 21 et son maillon 22, la tige 1 forme une double genouillère. La figure 3 montre le principe d'une telle

genouillère. Sur celle-ci deux membres 40 et 41 sont soumis par leurs extrémités libres 42 et 43 à un effort de rapprochement 44. A leur autre extrémité qui forme leur articulation entre eux, les deux membres 40 et 41 peuvent tourner autour d'une rotule 45 mais possèdent des butées, 46 et 47 respectivement, qui viennent bloquer le rapprochement des extrémités 42 et 43. Ces butées 46 et 47 jouent le même rôle que les butées 28 et 29 d'une part et les flancs 30 et 31 du maillon 22 d'autre part.

Plutôt que de prévoir une désarticulation à l'endroit du point de faiblesse de la tige 1, à l'endroit de l'oeillet 17, on aurait tout simplement pu prévoir que la tige 1 possède une section plus fine permettant sa rupture. On remarquera par ailleurs que le, fait d'agir sur la tige de frein 1, plutôt que d'agir sur l'articulation 7 ou le levier 5, permet notamment de placer le débattement de la tige de frein 1 dans l'habitacle moteur du véhicule, protégeant ainsi le pied du conducteur des déplacements des extrémités des branches 20 et 21.

Claims

REVENDICATIONS 1-Mécanisme de freinage comportant une tige (1) de poussée en réaction d'une part avec un circuit (2) de freinage et d'autre part avec une pédale (3) de frein, et un moyen d'escamotage de la tige de poussée, caractérisé en ce que le moyen d'escamotage comporte un déclencheur (8,9, 10) pyrotechnique.
2-Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déclencheur pyrotechnique comporte un câble (9) relié d'une part à un point (17) de faiblesse de la tige de poussée et d'autre part à un composant (8) pyrotechnique.
3-Mécanisme se ! on !'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comporte un relais (10) électrique monté entre une unité de commande (CC), notamment de commande de coussins gonflables, et le déclencheur pyrotechnique.
4 - Mécanisme selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mécanisme d'escamotage comporte une double genouillère (20-31).
5-Mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce que la double genouillère comporte une première branche (20), un maillon (22) et une deuxième branche (21), le maillon étant oscillant entre une première (25) articulation et une deuxième (26) articulation montées respectivement sur la première et la deuxième branche.
6-Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque articulation comporte un pivot solidaire d'une branche et un trou (23,24) ménagé à une extrémité du maillon.
7-Mécanisme selon l'une des revendications 5 à 6, caractérisé en ce que chaque branche comporte une butée (28,29) pour limiter dans un sens l'oscillation du maillon.
8-Mécanisme selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyen d'escamotage de la tige comporte un moyen de désarticulation de la tige.
9-Mécanisme selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le moyen d'escamotage de la tige comporte un moyen de déformer ou briser la tige.