FR2922174A1 - Systeme de freinage d'urgence pour vehicule automobile. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage dans lequel le palpeur (103, 103') comporte un élément de blocage (104) réalisé à la surface périphérique cylindrique du palpeur. Une clé de blocage (102) s'appuie radialement contre la surface périphérique cylindrique du palpeur. Une pièce d'appui (109) entoure le palpeur, cette pièce d'appui permettant d'appuyer sur le dispositif de réaction.La clé de blocage est située axialement contre la pièce d'appui de telle sorte que, lorsque le palpeur (103) avance par rapport au piston (22), l'élément de blocage arrive au niveau de la clé de blocage (102) et que celle-ci s'insère dans l'élément de blocage pour permettre au palpeur d'agir sur ladite pièce d'appui (109).Application: Frein pour véhicule automobile

Description

L'invention concerne un servomoteur d'assistance au freinage et plus particulièrement un servomoteur pneumatique pour véhicule automobile. Ce servomoteur comporte notamment un dispositif permettant de rendre plus efficace le système de freinage du véhicule en cas de freinage d'urgence commandé par le conducteur.

Le servomoteur d'assistance au freinage auquel s'applique plus particulièrement l'invention est un servomoteur du type tel que représenté en figure 1. On a représenté sur la figure 1 l'ensemble d'un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage 10 pour véhicule automobile. De manière connue, le servomoteur pneumatique 10 comporte une enveloppe rigide 12 à l'intérieur de laquelle est montée mobile une cloison 14 transversale qui délimite de façon étanche une chambre avant 16, soumise à une première pression "Pl" dont la valeur est égale à la valeur de la dépression du moteur du véhicule, et une chambre arrière 18 soumise à une deuxième pression "P2". La deuxième pression "P2" est susceptible, comme il sera décrit ultérieurement, de varier entre la valeur de dépression moteur "Pl" et la valeur de la pression atmosphérique "Pa". La chambre avant 16 est alimentée en pression "Pl" par l'intermédiaire d'un conduit 20 de dépression qui est relié à une source de dépression du véhicule, par exemple une dépression régnant dans un collecteur d'admission (non représenté) d'un moteur du véhicule.

Le servomoteur pneumatique 10 comporte un piston mobile 22 qui est solidaire de la cloison mobile 14. A l'intérieur de l'enveloppe 12, la cloison mobile 14 est rappelée élastiquement vers l'arrière par un ressort 24 de rappel qui prend appui sur l'enveloppe 12 et sur une face avant 26 du piston mobile 22. La face avant 26 du piston mobile 22 porte une coupelle 30 de réaction à l'intérieur de laquelle est agencé un disque de réaction 32 en matériau élastomère.

Une face avant 34 de la coupelle 30 de réaction est solidaire d'une tige de poussée 28 dont le déplacement est par conséquent commandé par le déplacement du piston mobile 22, et qui permet l'actionnement d'un maître-cylindre 36 hydraulique de freinage du véhicule.

Une tige 38 de commande, qui est par exemple reliée à une pédale de frein du véhicule, est susceptible de se déplacer dans le piston mobile 22, sélectivement en fonction d'un effort axial d'entrée exercé vers l'avant sur la tige de commande 38. L'effort d'actionnement est exercé à l'encontre d'un effort de rappel qui est exercé sur la tige 38 par un ressort de rappel 40 qui est interposé entre le piston mobile 22 et la tige de commande 38. Comme l'illustre plus précisément la figure 2, l'autre extrémité avant de la tige de commande 38 permet de commander un plongeur distributeur 46 qui est monté coulissant dans le piston mobile 22. Un siège annulaire arrière 48 du plongeur distributeur 46 fait partie d'une vanne trois voies 50 qui est susceptible de faire varier la deuxième pression "P2" régnant dans la chambre arrière 18, notamment en mettant en communication la chambre avant 16 et la chambre arrière 18 lorsque la tige 38 de commande est en position de repos, ou en mettant progressivement la chambre arrière 18 en communication avec la pression atmosphérique "Pa" lorsque la tige de commande 38 est actionnée.

Le fonctionnement de la vanne trois voies 50 est connu de l'état de la technique, il ne sera pas décrit plus explicitement dans la présente description. De manière connue, un palpeur 52 est monté coulissant à la fois sur l'extrémité avant du plongeur distributeur 46, et à l'intérieur d'un alésage du piston mobile 22. Ce palpeur débouche en regard du disque de réaction 32. De la sorte, le palpeur 52 est susceptible d'être sollicité par le plongeur distributeur 46 pour solliciter à son tour le disque de réaction 32 et pour le comprimer, ce qui permet ainsi de transmettre au plongeur distributeur 46 et, ce faisant, à la tige de commande 38, l'effort de réaction du piston du maître cylindre. Dans une situation de freinage extrême pour laquelle un effort de freinage maximal est exercé sur la tige de commande, l'actionnement de la tige de commande provoque l'actionnement du plongeur distributeur ce qui provoque l'ouverture maximale de la vanne trois voies de manière que la chambre arrière soit mise à la pression atmosphérique. Il s'ensuit un déplacement vers l'avant de la cloison mobile et l'extrémité du plongeur vient au contact du disque de réaction solidaire de la face arrière du piston mobile. Ainsi, l'effort exercé sur le piston mobile lorsque la tige de commande est en fin de course résulte de l'effort d'assistance qui est provoqué par la différence de pression de chaque côté de la paroi mobile et de l'effort exercé par le plongeur formant palpeur sur ledit piston mobile. Le conducteur du véhicule ressent par ailleurs l'effort de réaction du freinage, qui est transmis du piston mobile au plongeur par l'intermédiaire du disque de réaction. Or, on a constaté que bon nombre de conducteurs, confrontés à une situation de freinage d'urgence, sous-estimaient les risques encourus, et que, après avoir freiné brutalement, ils relâchaient leur effort de freinage alors que le maintien d'un effort de freinage était indispensable pour éviter un accident. En effet, dans le cas d'une situation de freinage extrême accompagnée d'un déplacement rapide de la tige de commande, le plongeur peut venir au contact du disque de réaction et transmettre au conducteur une sensation de freinage maximal avant même que la différence de pression ne soit maximale entre les chambres de pression avant et arrière, ce qui peut conduire le conducteur à relâcher son effort, quand bien même il devrait être maintenu pour bénéficier de l'effort de freinage maximal. Un servomoteur tel que celui représenté dans les figures 1 et 2 permet de remédier à cet inconvénient en bloquant le plongeur au contact du disque de réaction à l'aide la douille 58 et d'une pièce de blocage 84. Cette douille et cette pièce de blocage permettent de maintenir un effort maximal vers la tige de poussée 28 quand bien même le conducteur aurait partiellement relâché son effort. L'invention permet également de résoudre ce 30 problème à l'aide d'un système qui permet d'améliorer le contrôle du seuil de déclenchement du blocage du système de réaction du servomoteur.

L'invention concerne donc un servomoteur 5 d'assistance au freinage comportant: - un boîtier possédant un axe longitudinal déterminé, - un ensemble jupe et piston pneumatique montés à coulissement étanche dans le boîtier 10 selon l'axe longitudinal, ledit ensemble jupe et piston divisant l'espace intérieur du boîtier en une chambre avant à basse pression et en une chambre arrière à pression variable, - une vanne trois voies actionnée par une 15 tige de commande, un distributeur-plongeur mobile, dans ledit piston pneumatique, selon ledit axe longitudinal sous la commande de ladite tige de commande, ledit distributeur plongeur comportant 20 un palpeur d'application de l'effort de la tige de commande à un dispositif de réaction, ledit ensemble jupe et piston transmettant un effort d'assistance pneumatique à un piston hydraulique du maître-cylindre. 25 Selon l'invention, le palpeur comporte un élément de blocage transversale par rapport audit axe longitudinal et réalisé dans la surface périphérique cylindrique du palpeur. De plus, au moins une clé de blocage est appuyée radialement 30 contre la surface périphérique cylindrique du palpeur. Par ailleurs, une pièce d'appui entoure le palpeur et cette pièce d'appui permet d'appuyer sur le dispositif de réaction. Dans un tel système ladite clé de blocage est située axialement contre la pièce d'appui de telle sorte que lorsque le palpeur avance par rapport au piston, l'élément de blocage arrive au niveau de la clé de blocage et celle-ci s'insère dans l'élément de blocage pour permettre au palpeur d'agir sur ladite pièce d'appui.

Selon une première forme de réalisation, ledit élément de blocage est une rainure de blocage. Selon une deuxième forme de réalisation, ledit élément de blocage est un épaulement.

Avantageusement, l'élément de blocage est circulaire. Dans ce cas, le système comporte un ressort en anneau qui exerce une pression radiale sur la clé de blocage.

Selon la première forme de réalisation, la clé comporte une fenêtre et le système comporte un élément de déblocage qui est en appui contre une pièce elle-même en appui contre une paroi du piston, une extrémité de l'élément de déblocage étant en arrière axialement par rapport à la clé de blocage lorsque celle-ci est dans l'encoche, et cette extrémité pénétrant dans ladite fenêtre lorsque ladite paroi du piston du servomoteur se déplace vers l'avant.

Avantageusement, ladite extrémité de l'élément de déblocage a une forme biseautée.

De plus, l'élément de déblocage peut être une douille circulaire qui entoure la périphérie cylindrique du palpeur et qui possède au moins une languette destinée à pénétrer dans ladite fenêtre de la clé de blocage. Dans une telle forme de réalisation la languette traverse de préférence une paroi, permettant le guidage du palpeur. Avantageusement, le palpeur est en deux 10 parties: - une première partie destinée à être en contact avec le disque de réaction coulisse dans un alésage de ladite pièce d'appui, - et une deuxième partie située entre 15 ladite première partie et le plongeur distributeur coulisse dans un alésage d'une paroi du piston. Selon une deuxième forme de réalisation du système de l'invention, la clé de blocage comporte une extrémité en contact avec le palpeur 20 en forme de biseau et le système comporte un élément de déblocage qui est en appui contre une pièce elle-même en appui contre une paroi du piston. Une extrémité de l'élément de déblocage est en arrière axialement par rapport à la clé de 25 blocage lorsque celle-ci est en arrière de l'épaulement de blocage. Par contre cette extrémité de l'élément de déblocage exerce un effort vers l'avant sur l'extrémité en forme de biseau de la clé de blocage lorsque ladite paroi 30 du piston du servomoteur se déplace vers l'avant.

Avantageusement, l'élément de déblocage comporte une douille de forme circulaire qui entoure ledit palpeur.

Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre et dans les figures annexées qui représentent: la figure 1, une coupe d'un servomoteur 10 d'assistance au freinage connu dans la technique et décrit précédemment, - la figure 2, une coupe partielle du servomoteur de la figure 1, - la figure 3a, une coupe longitudinale 15 partielle d'un servomoteur d'assistance au freinage selon l'invention, - la figure 3b, une coupe transversale du servomoteur de la figure 3a, - la figure 4a, une coupe d'un exemple de 20 réalisation détaillée du dispositif selon l'invention, - la figure 4b, une coupe de l'exemple de réalisation de la figure 4a dans lequel le système selon l'invention est dans un état de blocage, 25 - les figures 5a à 5e, des vues de détails permettant d'expliquer le fonctionnement du système de l'invention (en vue de face pour la figure 5a et en coupes pour les figures 5b à 5e), - la figure 6a, une vue en coupe d'une 30 variante de réalisation du système de l'invention, - la figure 6b, une vue de détail du système de la figure 6a.

Dans la description qui va suivre, on conviendra que les termes "avant" et "arrière" désignent respectivement des éléments ou des positions orientés respectivement vers la gauche et vers la droite sur les figures. Le servomoteur comporte un axe X selon lequel sont disposés le boîtier du servomoteur, le piston pneumatique, les tiges de commande et de poussée, etc. On dira qu'un élément se déplace axialement lorsque ce mouvement se fait selon une direction parallèle à l'axe X. De façon similaire, un effort radial ou un mouvement radial signifie que cet effort ou ce mouvement sont dirigés vers l'axe X. L'invention est applicable à un servomoteur d'assistance au freinage représenté par la figure 1 et décrite précédemment. On ne décrira donc pas à nouveau le fonctionnement général d'un tel servomoteur.

La figure 3a représente un exemple de réalisation du dispositif de l'invention appliqué à un tel servomoteur. Sur cette figure, certains éléments portent les mêmes références que des éléments assurant les mêmes 25 fonctions dans les figures 1 et 2. On retrouve donc sur la figure 3, la paroi 12 du boîtier du servomoteur qui contient la jupe 14 déterminant la chambre avant 16 et la chambre arrière 18. La tige de commande 38 permet de commander le plongeur 30 distributeur 46 lequel permet de commander le déplacement du piston 20 sous l'effet d'une différence de pression entre les chambres avant et arrière. La commande de freinage est transmise vers la tige de poussée 28 par l'intermédiaire d'un disque de réaction 32. Un système de plongeur associé au disque de réaction permet de retransmettre un effort de réaction de la tige de poussée 28 vers la tige de commande 38. Ce système de plongeur est représenté plus en détail sur la figure 4a. Il comporte un plongeur 103-103' qui coulisse axialement dans un alésage 221 du piston 22.

Ce plongeur permet de retransmettre l'effort de réaction comme indiqué précédemment. Selon l'invention, une partie du palpeur 103 que nous appellerons piston de palpeur 103 comporte une rainure de blocage 104. De plus, le système de palpeur comporte une clé de blocage 102 qui, dans la situation représentée par la figure 4a, est poussée radialement vers la surface extérieure du piston de palpeur 103 par un ressort en anneau 106. Le palpeur 103' coulisse dans un alésage d'une pièce de transmission d'effort 109 qui permet de transmettre un effort de pression du piston 22 du servomoteur vers le disque de réaction 32. La clé de blocage 102 est située entre cette pièce de transmission d'effort 109 et le piston 22. Elle retransmet, en fonctionnement normal de freinage, un effort de poussée fourni par le piston 22 vers le disque de réaction. En fonctionnement de freinage d'urgence où le conducteur appui brutalement et fortement sur la pédale de frein, le plongeur distributeur 46 commande le déplacement du piston de plongeur 103 plus rapidement que ne le commande le piston 22 du servomoteur. Le piston de plongeur 103 se déplace donc plus vite que le piston 22. La rainure de blocage 104 arrive en vis à vis de la clé de blocage 102. Celle-ci est poussée radialement par le ressort 106 dans le fond de la rainure de blocage 104. A partir de cet instant, le piston de palpeur 103 est solidarisé axialement avec la clé 102. Cette situation est représentée par la figure 4b. Un effort de réaction venant de la tige de poussée 28 est retransmis par le disque de réaction 32 à la pièce 109 ainsi qu'au palpeur 103'. Le déplacement vers l'arrière du piston de palpeur est bloqué par la clé de blocage 102 qui est dans la rainure 104 et qui est en appui contre la face avant 225 du piston 22. Dans ces conditions la transmission de la réaction de freinage pouvant venir du maître cylindre est amortie et le conducteur n'est pas incité à relâcher son effort de freinage. Durant ce fonctionnement la chambre arrière du servomoteur est largement mise à la pression atmosphérique par la vanne trois voies 50 (voir figure 2). Le piston 22 se déplace vers l'avant. Il entraîne la pièce d'appui 108 qui pousse vers l'avant un élément de déblocage 101 qui va permettre de libérer la clé de blocage 102 du piston de plongeur 103. Les figures 5a à 5e illustrent les différentes phases de fonctionnement du système des figures 4a et 4b. La figure 5b représente la clé de blocage dans une position correspondant à la situation de la figure 4a. L'élément de déblocage est en vis à vis de la fenêtre 107 de la clé de blocage 102.

La figure 5a représente une vue de face de la clé de blocage avec l'extrémité 111 de l'élément de déblocage prêt à s'engager dans la fenêtre 107. En cas de freinage normal, c'est-à-dire dans le cas où, sous la commande de la tige de commande 38 et du plongeur distributeur 46, la vanne trois voies fonctionne et commande le déplacement du piston 22 en raison d'une différence de pressions entre la chambre avant 16 et la chambre arrière 18. La pièce de poussée 108 se déplace vers l'avant avec le piston 22 et pousse vers l'avant l'élément de déblocage 101 qui pénètre dans la fenêtre 107 de la clé de blocage 102 ainsi que, éventuellement, dans un trou 119 de la pièce d'appui 109. Cette situation est illustrée par la figure 5e.

Dans le cas d'un freinage brutal et important déclenché par le conducteur, le piston de palpeur 103 se déplace plus vite que le piston 22. La rainure 104 arrive au niveau de la clé de blocage 102. Sous l'action du ressort 106, la clé de blocage pénètre dans la rainure 104. Le système se trouve dans la situation illustrée par les figures 4b et 5c. Ensuite, lorsque le piston 22 avance sous l'effet de la différence de pression entre les chambres avant et arrière, la pièce 101 se maintient hors de la fenêtre 107 par l'action du ressort 105 car le piston 22 se trouve avancé par rapport à la position de repos et par conséquent la clé 108 est libérée. Lorsque le conducteur relâche son action sur la pédale de frein, le piston 22 revient à sa position de repos. Avant d'arriver à sa position finale, la clé 108 entre en contact avec le couvercle 14, lequel à son tour, par l'intermédiaire de la zone biseautée de la pièce 101, fait reculer la clé de blocage 102 comme cela est illustré par la figure 5e. La clé de blocage 102 est écartée de la rainure 104 du piston de palpeur 103, désactivant ainsi le freinage d'urgence. Le servomoteur se retrouve dans son état de fonctionnement habituel. Comme cela est représenté par la figure 3b, l'invention prévoit avantageusement deux clés de blocage 102 et 102' disposée symétriquement par rapport à l'axe X du servomoteur, mais cela n'est pas obligatoire. Selon une variante on prévoit également plus de deux clés disposée symétriquement ou non par rapport à l'axe X. Avantageusement, la rainure de blocage 104 est une rainure circulaire prévu dans la face périphérique du piston de plongeur 103. L'invention prévoit également avantageusement que l'élément de déblocage 101 a la forme d'une douille cylindrique et possède des extrémités 101 en forme de dents qui traversent la paroi de guidage 224 du piston 22. Selon une forme de réalisation de l'invention, le ressort 106 est un ressort en forme d'anneau mais il peut prendre une autre forme.

Sur les figures 4a et 4b, le palpeur 103' et le piston de palpeur 103 sont deux pièces distinctes. Selon une variante de réalisation, le palpeur 103' et le piston de palpeur 103 sont en une seule pièce. La figure 6 représente une variante de 30 réalisation dans laquelle, au lieu de prévoir une rainure dans le piston de palpeur, on prévoit un épaulement.

C'est ainsi que la périphérie du palpeur 113 possède un épaulement 114. Cet épaulement est situé à l'avant par rapport à la clé de blocage 112. En position de fonctionnement normal, la clé de 5 blocage appui sur la surface périphérique de la partie supérieure de l'épaulement. En cas de freinage d'urgence, le palpeur 113 avance plus vite que le piston 22 du servomoteur de telle sorte que l'extrémité de la clé de blocage 112 en contact 10 avec le palpeur se retrouve en arrière de l'épaulement 114. Les effets de réaction de freinage du maître cylindre sont donc bloqués en raison du blocage de l'épaulement 114 contre la clé de blocage 112. L'extrémité de la clé de blocage 112 est en forme 15 de biseau. Ainsi, pour le déblocage de la clé, lorsque le piston 22 avance par rapport au palpeur, un élément de déblocage 115, poussé par la pièce 108, se déplace vers l'avant et écarte la clé par rapport au palpeur en poussant sur la face inclinée 116 de la clé. Une telle 20 disposition est représentée en détail par la figure 6b. Comme dans le mode réalisation des figures 4a et 4b, l'invention prévoit également plusieurs clés de blocage. Elle prévoit aussi que l'élément de déblocage se présente sous forme d'une douille cylindrique. 25

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Servomoteur d'assistance au freinage comportant: un boîtier (10) d'axe longitudinal (X), un ensemble jupe (14) et piston pneumatique (22) montés à coulissement étanche dans le boîtier (10) selon l'axe longitudinal (X), ledit ensemble jupe et piston (14, 22) divisant l'espace intérieur du boîtier en une chambre avant (16) à basse pression et en une chambre arrière (18) à pression variable, - une vanne trois voies (50) actionnée par une tige de commande (38), - un distributeur-plongeur (46) mobile, dans ledit piston pneumatique (22), selon ledit axe longitudinal (X) sous la commande de ladite tige de commande (38), ledit distributeur plongeur (46) comportant un palpeur (103, 103') d'application de l'effort de la tige de commande (38) à un dispositif de réaction (32), ledit ensemble jupe et piston (14, 22) transmettant un effort d'assistance pneumatique à un piston hydraulique du maître-cylindre, caractérisé en ce que: - le palpeur (103, 103') comporte un élément de blocage (104) transversal par rapport audit axe longitudinal (X) etréalisé à la surface périphérique cylindrique du palpeur, - au moins une clé de blocage (102) qui est appuyée radialement contre la surface périphérique cylindrique du palpeur, - une pièce d'appui (109) entourant le palpeur, cette pièce d'appui permettant d'appuyer sur le dispositif de réaction, ladite clé de blocage (102) étant située axialement contre la pièce d'appui de telle sorte que, lorsque le palpeur (103) avance par rapport au piston (22), l'élément de blocage arrive au niveau de la clé de blocage (102) et que celle-ci s'insère dans l'élément de blocage pour permettre au palpeur d'agir sur ladite pièce d'appui (109).

2. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de blocage est une rainure de blocage (104)

3. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de blocage est un épaulement (114).

4. Servomoteur d'assistance au freinage selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'élément de blocage (104, 114) est circulaire.

5. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort en anneau (106) exerçant une pression radiale sur la clé de blocage (102).

6. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la clé comporte une fenêtre (107) et que le système comporte un élément de déblocage (101) qui est en appui contre une pièce (108) elle-même en appui contre une paroi (223) du piston (22), une extrémité de l'élément de déblocage étant en arrière axialement par rapport à la clé de blocage lorsque celle-ci est dans l'encoche, et cette extrémité pénétrant dans ladite fenêtre lorsque ladite paroi du piston du servomoteur se déplace vers l'avant.

7. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite extrémité (110) de l'élément de déblocage (101) a une forme biseautée.

8. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément de déblocage est une douille circulaire (101) qui entoure la périphérie cylindrique du palpeur (103, 103') et qui possède au moins une languette (111) destinée à pénétrer dans ladite fenêtre (107) de la clé de blocage (102).

9. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite languette (111) traverse une paroi (224), permettant le guidage du palpeur (103, 103').

10. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 9, caractérisé en ce que le palpeur est en deux parties, une première partie (103') destinée à être en contact avec le disque de réaction coulisse dans un alésage de ladite pièce d'appui (109) et une deuxième partie (103) située entre ladite première partie et le plongeur distributeur coulisse dans un alésage d'une paroi (224) du piston (22).

11. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la clé de blocage (112) comporte une extrémité en contact avec le palpeur (103, 103') en forme de biseau (116) et en ce que le système comporte un élément de déblocage (115) qui est en appui contre une pièce (108) elle-même en appui contre une paroi (223) du piston (22), une extrémité de l'élément de déblocage étant en arrière axialement par rapport à la clé de blocage (112) lorsque celle-ci est en arrière de l'épaulement de blocage (114), et cette extrémité exerçant un effort vers l'avant sur l'extrémité en forme de biseau (116) de la clé de blocage (112) lorsque laditeparoi (223) du piston du servomoteur se déplace vers l'avant.

12. Servomoteur d'assistance au freinage selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément de déblocage (115) comporte une douille de forme circulaire qui entoure ledit palpeur (113).