FR3068941A1

FR3068941A1 - Systeme de frein electronique decouple

Info

Publication number: FR3068941A1
Application number: FR1756691A
Authority: FR
Inventors: Florent Yvonet; Raynald Sprocq; Chris Anderson
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2019-01-18
Anticipated expiration: 2037-07-13
Also published as: KR102622171B1; FR3068941B1; KR20190008144A; DE102018211530A1

Abstract

Système dont le dispositif de transmission (1) comporte un dispositif de rappel (100) entre la tige de commande (140) et le poussoir (150) avec une calotte sphérique (141) à l'extrémité de la tige de commande (140) ayant une face arrière plane (141b), perpendiculaire à l'axe (X1X1) de la tige (140), un manchon (160) entourant la tige (140) coulissant dans l'alésage (152) et s'appuyant contre la face arrière (141b), un ressort de centrage (110) en appui sur un anneau flottant (120) dans le poussoir (150) et sur le manchon de centrage (160), et un ressort de rappel (120) logé dans l'alésage (152) et s'appuyant contre l'anneau flottant (120) et contre une butée annulaire (122) solidaire du poussoir (150, 250).

Description

Domaine de l’invention

La présente invention se rapporte à un système de freinage électronique découplé avec un dispositif de transmission de mouvement reliant la pédale de frein à l’actionneur électrohydraulique de frein et comportant une tige de commande reliée à la pédale de frein et un poussoir en forme de piston guidé dans le cylindre de l’actionneur, le poussoir étant relié à l’extrémité de la tige de commande par une liaison à rotule et rappelé contre la poussée de la tige de commande par un ressort de rappel, le poussoir ayant une surface d’appui en forme de coupelle recevant librement en rotation / pivotement la rotule de la tige de commande.

Etat de la technique

Les systèmes de freins électroniques, découplés, utilisés principalement dans les véhicules hybrides et les véhicules électriques, permettent le freinage dynamique (freinage par récupération) et ont une certaine souplesse pour régler la sensation de pédale en fonction de la demande de l’utilisateur.

Dans de tels systèmes, l’extrémité de manœuvre de la tige de commande de la pédale de frein du véhicule est reliée de manière caractéristique à un piston hydraulique ou poussoir coulissant dans l’alésage du module de commande de frein contrairement aux systèmes classiques dans lesquels la tige de commande est reliée à un servofrein pneumatique ou électrique qui, à son tour, transmet la force d’entrée appliquée par le conducteur, amplifiée, aux composants hydrauliques de l’unité de commande. Il en résulte que le poussoir coulissant dans l’alésage et ses caractéristiques de guidage subissent directement les effets de toutes les forces venant de la pédale lorsque le conducteur appuie sur la pédale ou la relâche dans les différentes situations de freinage de sorte que ce composant est beaucoup plus sensible à l’usure et aux incidents qu’un servofrein classique et se traduisant par un défaut d’étanchéité prématuré du système hydraulique.

De plus, les constructeurs demandent que la tige de commande (qui doit offrir un certain degré de liberté angulaire pour s’adapter à la cinématique de la pédale de frein) soit alignée axialement par rapport au module de commande au moment de l’installation dans le véhicule. Cela doit faciliter le montage et éviter les dommages, en particulier lorsque la tige est guidée à travers l’orifice du panneau séparant le compartiment du moteur et celui des passagers. Dans le cas d’un servofrein pneumatique ou électrique, cette fonction d’alignement est assurée naturellement par l’un des ressorts du mécanisme de soupape de servocommande. Dans le cas d’une unité de manœuvre hydraulique, la place disponible ne permet pas d’envisager un tel ressort.

En outre, l’absence de servofrein entre la pédale de frein et les composants hydrauliques de l’unité d’actionnement peut se traduire par des effets gênants résultant du comportement dynamique de la pédale de frein, en particulier lorsque celle-ci est relâchée brutalement de sa position fortement enfoncée. L’amortissement naturel ou la stratégie de commande du servofrein classique d’un système de freins limitent alors la vitesse de retour de la pédale vers sa position de repos à un niveau acceptable alors que dans un système découplé, la pédale revient en position de repos à vitesse élevée sous l’effet de la pression hydraulique et des forces développées par le ressort du système. Lorsque les composants internes du module de commande arrivent dans leur position de repos à vitesse élevée, l’énergie cinétique de tous les éléments mobiles, y compris la pédale, se dissipe par l’impact. Cela se traduit par la transmission de niveaux d’énergie élevés et de forces importantes dans le système. Les effets gênants ainsi produits sont résumés ci-après :

des effets acoustiques/effets de vibrations gênants pour le conducteur, un ou plusieurs cycles de rebondissement, c'est-à-dire un mouvement inverse de la pédale entre sa position de repos et sa position de réenfoncement, se traduisant par une demande de freinage non sollicitée par le conducteur et qui sera détectée par les capteurs, les dégradation, destruction ou détachement de composants mécaniques de la boîte de la pédale et les composants de liaison dans l’unité de commande.

Enfin, les systèmes de servofreins classiques ont un ressort de soupape qui permet d’aligner la tige de commande par rapport à l’axe géométrique du module pour le montage du module dans un véhi cule, ce qui n’existe pas dans les systèmes découplés de freins par câble, la tige de commande étant reliée à un composant hydraulique en opposition à une servovalve.

La figure 1 montre un système de freinage découplé, selon l’état de la technique, comportant un dispositif de transmission 1’ reliant la pédale de frein non représentée au module de commande de frein 2’. La pédale de frein est située côté habitacle H du tablier 3’ séparant l’habitacle H et l’enceinte de moteur EM loge le module de commande 2’ et les autres composants non détaillés du système de freinage.

Le module de commande 2’ qui est un dispositif électromécanique ou électro-hydraulique non détaillé, reçoit le signal de commande de frein de la pédale de frein. Le mouvement de la pédale de frein est transmis par la tige de commande 4’ reliant la pédale de frein au poussoir 5’. Le poussoir 5’ en forme de piston est guidé dans le cylindre 24’ d’axe XX du module de commande 2’. Le mouvement du poussoir 5’ est détecté par un capteur 6’ qui fournit le signal générant le signal de commande appliqué au circuit de freinage.

Le poussoir 5’, poussé par la tige de commande 4’ est rappelé en position neutre, notamment par un ressort de rappel 7’. L’extrémité 4a’ de la tige de commande 4’ est reliée au poussoir 5’ par une liaison à rotule 8’ car, le mouvement de pivotement de la pédale de frein impose à la tige de commande 4’ un mouvement de pivotement par rapport à l’axe XX du poussoir 5’.

La liaison à rotule 8’ est formée par une rotule 81’ portée par l’extrémité 4b’ de la tige de commande 4’ et venant dans une coupelle sphérique 82’ du poussoir 5’. La rotule 81’ est tenue dans la coupelle 82’ par une rondelle élastique 83’ encastrée dans une gorge intérieure du poussoir 5’ et laissant libre la tige de commande 4’. Dans la position du dispositif de transmission 1’ avant son montage dans le véhicule, la tige de commande 4’ est inclinée par rapport à l’axe XX de l’angle par son propre poids.

La chambre délimitée par le cylindre 24’ du module 2’ en amont du poussoir 5’ peut avoir un ou plusieurs branchements hydrauliques 13’ vers d’autres composants du système de freinage et aussi de mise en communication avec le réservoir de liquide de frein en position de repos. Ces différents moyens ne sont qu’évoqués et non détaillés car non directement nécessaires à la compréhension de l’invention.

La figure 1 montre le dispositif de transmission 1’, connu après son montage, fixé au tablier 3’. La chape à l’extrémité 4b’ de la tige de commande 4’ est reliée à la pédale de frein non représentée. Dans cette position, la tige de commande 4’ d’axe X1X1 est inclinée de l’angle β, (ici au-dessus de l’axe XX), ce qui correspond à la position de repos et aussi à une position d’actionnement par la pédale de frein, l’angle β variant pendant le mouvement d’actionnement.

Dans ces différentes positions, la tige de commande 4’ n’agit pas dans l’axe XX du poussoir 5’ créant un couple de basculement appliqué au poussoir 5’ de sorte que le poussoir s’appuie schématiquement sur les zones de guidage 11’, 12’ dans le cylindre 24’, soit à l’entrée 11’ de l’alésage du cylindre 24’ et/ou sur une zone de guidage variable 12’ à l’extrémité du poussoir 5’, côté ressort 7’. Les zones de guidages actives 11’, 12’ en haut et/ou en bas du poussoir 5’ selon l’orientation de la figure 1 dépendent de la décomposition de l’effort de poussée exercé par la tige de commande 4’ selon l’inclinaison β de la tige de commande 4’.

But de l’invention

La présente invention a pour but de développer un système de freinage découplé, comportant un dispositif de transmission de mouvement reliant la pédale de frein au module de frein, facilitant sa mise en place et son montage dans le véhicule et réduisant la durée de l’opération, et ensuite compensant les effets radiaux appliqués par la tige de commande pour réduire l’usure et absorber le choc en cas de relâchement accidentel de la pédale de frein.

Exposé et avantages de l’invention

A cet effet, l’invention a pour objet un système de freinage découplé du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le dispositif de transmission comporte un dispositif de rappel et d’amortissement entre la tige de commande et le poussoir, ce dispositif étant porté par le poussoir et comprenant :

A. une calotte sphérique à l’extrémité de la tige de commande ayant une face d’appui avant sphérique et une face arrière plane, perpendiculaire à l’axe de la tige,

B. un manchon entourant librement la tige de commande coulissant dans l’alésage du poussoir et s’appuyant, perpendiculairement à l’axe du poussoir, contre la face arrière de la calotte sphérique,

C. un ressort de centrage prenant appui sur un anneau flottant dans le poussoir et sur le manchon de centrage pour pousser celui-ci et basculer la calotte sphérique et la tige de commande vers l’axe du poussoir contre le poids de la tige de commande, et

D. un ressort de rappel logé dans l’alésage du poussoir et s’appuyant d’une part, contre l’anneau flottant et d’autre part, contre une butée annulaire solidaire du poussoir,

E. en position installée du dispositif de transmission, l’anneau flottant est écarté d’un intervalle du manchon.

Le système de freinage selon l’invention a l’avantage de faciliter tout d’abord l’installation du système de freinage découplé dans le véhicule grâce à l’alignement de la tige de commande sur l’axe du dispositif de transmission puis de compenser les effets radiaux appliqués à la tige de commande par la pédale de frein, du fait du non alignement naturel de la tige de commande par rapport à l’axe du dispositif de transmission et du module de commande. Le ressort de centrage combiné le cas échéant au ressort de rappel du dispositif de rappel et d’amortissement permettent de générer des composantes de la force lorsque le frein est actionné, qui s’oppose aux composantes de la force transmise par la pédale de frein à la tige de commande et s’exerçant sur le poussoir. Cette réduction de ces composantes radiales réduit l’usure entre le poussoir et le cylindre du module de commande évitant ainsi une trop forte usure et les conséquences de celle-ci telles que des fuites prématurées.

Suivant une caractéristique avantageuse, le ressort de centrage et le ressort de rappel montés en série entre le manchon et la butée annulaire sont dimensionnés pour qu’à l’équilibre, en position installée, l’anneau flottant soit écarté d’un intervalle du manchon.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, le poussoir a un alésage formé d’une partie avant et d’une partie arrière de plus grand diamètre formant entre elles un épaulement, l’anneau flottant étant mobile dans cette partie arrière et s’appuyant contre l’épaulement par la poussée du ressort de rappel, la longueur de la partie avant recevant en coulissement le manchon, étant supérieure à la longueur du manchon pour laisser un intervalle libre entre le manchon et l’anneau flottant ainsi en appui contre l’épaulement. Dans ce cas, on assure non seulement une certaine compensation de la composante de la force exercée par la pédale de frein sur le poussoir sans être alignée sur l’axe de mouvement de celui-ci mais on peut ainsi choisir un ressort de rappel de caractéristiques plus fortes pour compenser plus efficacement encore le choc en retour provoqué par le relâchement accidentel de la pédale de frein, choc engendré par le retour brusque du poussoir sous l’effet de la force hydraulique du module de commande et du ressort de rappel agissant sur le poussoir.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, le manchon comporte une collerette intérieure contre laquelle s’appuie d’un côté la surface arrière plane de la calotte et de l’autre, le ressort de centrage.

Selon l’invention, le ressort de centrage et le ressort de rappel sont des ressorts hélicoïdaux entourant la tige de commande. Le ressort de centrage et le ressort de rappel peuvent également être des empilages de rondelles Belleville.

Suivant une autre caractéristique, la butée annulaire est une bague fendue, engagée dans une gorge de l’alésage du poussoir. Ce système de montage est particulièrement simple et rapide pour mettre en place le dispositif de rappel et d’amortissement selon l’invention.

Suivant une autre caractéristique, un élément amortisseur est interposé entre le poussoir et l’alésage pour absorber une partie de l’énergie cinétique du poussoir coulissant dans l’alésage.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, l’élément amortisseur est un élément de frottement intégré dans le poussoir et/ou dans l’alésage.

Ainsi et en résumé, le système de freinage selon l’invention constitue une solution particulièrement avantageuse, tant par sa simplicité que par les effets assurés par ce système de freinage, tant au début de l’installation du système dans le véhicule qu’en cours de fonctionnement et d’utilisation, garantissant une très grande fiabilité à ce système de freinage.

Dessins

La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l’aide d’un exemple de réalisation d’un système de freinage électronique découplé comportant un dispositif de transmission reliant la pédale de frein au module de commande de frein représenté dans les dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 est une vue en coupe schématique partielle d’un dispositif de transmission connu installé entre la pédale de frein et le module de commande, la figure 2 est une vue en coupe schématique du dispositif de transmission du système de frein selon l’invention selon un premier mode de réalisation, la figure 3 est une vue en coupe du dispositif de transmission selon l’invention en position installée et reliée à la pédale de frein, la figure 4 montre le dispositif de la figure 3 actionné par la pédale de frein, la figure 5 est une vue en coupe du dispositif de transmission après relâchement brusque de la pédale de frein, la figure 6 est une vue en coupe d’une variante de réalisation du dispositif de transmission en position installée, la figure 7 est une vue en coupe d’une autre variante de réalisation du dispositif de transmission en position installée.

Description de modes de réalisation de l’invention

Selon la figure 2, le système de frein découplé selon l’invention représentée avant son installation dans le véhicule, comporte un dispositif de transmission 1 reliant la pédale de frein au module de commande 2. Le dispositif de transmission 1 et le module de commande 2 ont un même boîtier 21 formant un cylindre 22 logeant le poussoir 150 constituant un piston soumis à un ressort de rappel 23 et délimi tant dans le module de commande 2, une chambre hydraulique 24 reliée au réservoir de liquide de frein et au circuit de frein par les orifices 25, 26. Le fond 27 du boîtier est par exemple rapporté. Le mouvement de la pédale de frein actionnée par le conducteur est transmis par la tige de commande 140 reliée au poussoir 150 guidé dans le cylindre 22 d’axe XX du module 2 ; son mouvement est détecté par le capteur 27 qui génère le signal de commande pour le circuit de frein. Le dispositif de transmission 1 comporte, outre le poussoir 150 et la tige de commande 140, un dispositif de rappel et d’amortissement 100 pour relier l’extrémité 140a de la tige de commande 140 au poussoir 150. Le poussoir 150 a un fond 151 qui sépare le côté tourné vers la chambre 24 et le côté tourné vers la tige de commande 140, ce dernier côté ayant un alésage 152.

Le dispositif de rappel et d’amortissement 100 se compose d’une calotte sphérique 141 à l’extrémité avant 140a de la tige de commande 140, à l’opposé de l’extrémité 140b reliée à la pédale de frein.

Cette calotte sphérique 141 est formée d’une face avant sphérique 141a et d’une face arrière plane 141b. La face avant sphérique 141a vient dans une coupelle sphérique 153 de même rayon, réalisée dans le fond 151 du poussoir 150. La surface plane de la face arrière 141b de la calotte 141 est perpendiculaire à l’axe X1X1 de la tige de commande 140. Le diamètre de la calotte 141 est inférieur au diamètre de l’alésage 152.

Un manchon cylindrique 160 entourant librement la tige de commande 140 coulisse dans l’alésage 152. Il a intérieurement une collerette 161. La calotte 141 a un diamètre inférieur au diamètre intérieur du manchon 160 pour se loger au moins partiellement dans le manchon 160 devant la collerette intérieure 161. En d’autres termes, la face plane 141b de la calotte 140 s’appuie au moins ponctuellement contre la collerette 161 selon l’inclinaison de l’axe X1X1 de la tige 140 par rapport à l’axe XX. Cette collerette 161 du manchon cylindrique 160 qui constitue ainsi un manchon de centrage est dans un plan perpendiculaire à l’axe XX du poussoir 150.

Un ressort de centrage 110, par exemple, un ressort hélicoïdal de compression s’appuie sur un anneau flottant 120 glissant dans l’alésage 152 du poussoir 150. L’anneau flottant 120 est lui-même appuyé sur le poussoir 150 par un ressort de rappel 121 et une butée annulaire 122, par exemple en forme de bague fendue, accrochée dans une gorge 154. Le ressort de centrage 110 entoure librement la tige de commande 140 de même que le ressort de rappel 121.

Le ressort de centrage 110 est engagé partiellement dans le manchon 160 côté tige de commande 140 et s’appuie sur la collerette intérieure 161 poussant ainsi le manchon 160 contre la face 141b de la calotte 141.

Les composants sont dimensionnés pour qu’en position de repos et installée (figure 3), il subsiste un intervalle 130 entre le manchon 160 et le poussoir 150 et un intervalle 131 entre le manchon 160 et l’anneau flottant 122, cette position d’équilibre résultant des caractéristiques choisies pour les deux ressorts 110, 121.

Ainsi et en résumé, le dispositif de rappel et d’amortissement 100 du mouvement de la tige de commande 140 se composent de la calotte sphérique 141 et des éléments associés à celleci, du manchon 160 et des éléments associés à celui-ci, du ressort de centrage 110 et du ressort de rappel 120 ainsi que des éléments associés à ces deux ressorts.

Avant son montage dans un véhicule, en l’absence du dispositif de rappel et d’amortissement 100 composé notamment de la calotte sphérique 141 à face arrière 141b plane, du manchon 160 et du ressort de centrage 110, la tige de commande 140 pivoterait sous l’effet de son poids et son axe X1X1 ne serait plus aligné sur l’axe XX.

Le ressort de centrage 110 et le ressort de rappel 121 compensent ce mouvement de basculement de la tige de commande 140 de façon qu’elle soit dans l’axe XX du poussoir 150 pour faciliter le montage dans le véhicule, c’est-à-dire pour faire passer la tige de commande 140 dans l’ouverture 31 du tablier 3 et fixer ensuite le boîtier 21 du module 2 au tablier 3.

En réalité, avant le montage dans le véhicule, le dispositif de transmission 1 selon l’invention est dans la position alignée de la fi gure 2. Cette position précède celle de l’assemblage de l’extrémité 140b à la pédale de frein, qui est la position assemblée représentée à la figure 3. Dans la position installée et au repos, sans action sur la pédale de frein, la tige de commande 140 est alors inclinée par rapport à l’axe XX du dispositif de transmission 1. Le point bas du bord de la face plane 141b de la calotte 141 est appuyé contre la collerette 161 du manchon de centrage 160 de sorte que le ressort de centrage 110 et le ressort de rappel 121 sont légèrement comprimés tout en laissant l’intervalle 130 entre l’arrière du manchon 160 et l’anneau flottant 120.

L’assemblage de l’extrémité 140b de la tige de commande 140 à la pédale de frein se fait dans un second temps et à partir de l’habitacle H.

Le dimensionnement du ressort de centrage 110 est calculé à partir des indications géométriques de la figure 2 et des caractéristiques physiques de la tige de commande 140 et du poussoir 150. Pour des raisons à la fois d’encombrement et pour ne pas influencer le mouvement de la tige de commande 140 une fois installée, le ressort de centrage 110 ne doit pas être surdimensionné par rapport à la force calculée, nécessaire à son maintien dans l’alignement du poussoir 150 pour la mise en place du module 2. La force de rappel est faible et n’intervient pas dans le fonctionnement du dispositif de transmission, une fois installé, bien qu’à ce moment, la tige de commande 140 ne sera pas alignée sur l’axe XX comme montré à la figure 3 et donc soumise à la poussée du ressort de centrage 110 et du ressort de rappel 120. Mais l’effort exercé à ce moment par le ressort 110 bien que négligeable dans cette chaîne cinématique, par rapport aux ressorts de rappel 23, 121 et à la poussée exercée sur la tige de commande 140 par la pédale de frein, a aussi un effet sur le fonctionnement du dispositif comme cela sera expliqué ensuite.

Le poussoir 150 a deux zones de guidage 171, 172 dans le cylindre 22 : l’une 171 entre l’extrémité avant du poussoir 150 et l’extrémité du cylindre 22 et l’autre 172 entre le poussoir 150 et l’extrémité arrière du cylindre 22.

La figure 3 montre le système installé dans un véhicule. Au repos, la tige 140 reliée à la pédale de frein fait un angle β en étant relevée par rapport à sa position alignée ; la tige 140 peut éventuellement être inclinée en dessous de l’axe XX.

L’intervalle 12 entre le manchon 160 et l’anneau flottant 120 doit être suffisant pour permettre le pivotement angulaire de la tige de commande 140 qui se situe dans une plage angulaire de +/-3° par rapport à l’axe XX sans que pour cette plage angulaire, la tige ne touche le manchon 160 ou l’anneau 120, de manière à éviter des niveaux de force excessifs que pourrait générer le ressort 121, ce qui serait contreproductif, en particulier pour la réduction de la force radiale/distribution des efforts dans les zones de guidage du piston dans l’alésage.

Lorsqu’initialement, on actionne la pédale de frein, la force d’entrée (F) se décompose en une composante horizontale Fh et une composante verticale Fv à l’interface entre la calotte 141 de la tige 140 et le poussoir 150. La composante verticale Fv est ainsi répartie entre les surfaces de guidage 171, 172 selon les distances L1 et L2. Cette répartition des efforts peut être vers le bas ou vers le haut suivant la position du point de contact entre l’extrémité 140a de la tige 140 et le poussoir 150 par rapport à la surface de guidage 172 et en fonction de la position angulaire de la tige de commande 140 par rapport à l’axe XX, c'est-à-dire au-dessus ou en dessous de celui-ci. A la figure 3, ce point de contact est initialement à droite de la surface de guidage 172, ce qui signifie que la réaction de la surface de contact 171 de l’alésage est orientée dans le sens descendant (Fr2-) dans la partie supérieure de l’alésage 22. Lorsqu’on actionne la pédale de frein, le point de contact se rapproche de la surface de guidage en coïncidant éventuellement avec celle-ci pour finalement se déplacer vers la gauche de ce point de contact. En ce point, on aura alors une force montante dans la partie basse de l’alésage 22, c'est-à-dire Fr2+.

Dans tous les cas, au repos, l’extrémité 140a de la tige 140 est beaucoup plus près de la surface de guidage 172 que de l’autre surface de guidage 171. Il en résulte que la répartition des efforts entre les surfaces de guidage sera fortement du côté 172 pendant la partie initiale de la plage de la course du poussoir 150. Comme cette partie initiale est la plus utilisée dans les cas des freinages quotidiens, la con12 centration de l’usure pendant la durée de vie, à la fois du poussoir 150 et de l’alésage 22, est très élevé dans cette zone, ce qui la rend fragile.

Mais selon l’invention, la force F2 des ressorts 110 et 121 est exercée sur le bord extérieur de l’épaulement arrière de la calotte sphérique 141 de la tige 140 par l’intermédiaire du manchon 160 générant ainsi un couple dans le sens contraire des aiguilles d’une montre exercé sur le poussoir 150. Ce couple se traduit par une force dans le sens ascendant s’exerçant sur la surface de guidage 172 du poussoir 150 s’opposant aux efforts dans le sens descendant induit dans la même surface par la composante Fv. Ainsi, la réaction Frl+ sera réduite, neutralisée ou même elle pourra devenir négative (Fri-) selon les valeurs relatives des différentes variables du système, y compris la course du poussoir 150 lorsque la pédale de frein est actionnée.

Les caractéristiques des ressorts 110 et 121 sont réglées de façon que dans la partie initiale de la plage de la course du poussoir 150 (celle qui est la plus utilisée dans les situations de freinage quotidiennes), la force de contact entre le poussoir 150 et la surface de guidage 172 sera fortement réduite et de plus elle sera répartie entre la partie supérieure et la partie inférieure de la surface de guidage, ce qui diminue fortement l’énergie d’usure par unité de surface de contact entre les composants pendant la durée de vie du dispositif de transmission 1.

La tige de commande 140, poussée par la pédale de frein, pousse le poussoir 150 contre le ressort 23 dans le cylindre 22 activant le système de freinage. Le manchon 160 et les ressorts 110, 121 conservent pratiquement leur position, la variation de l’angle entre l’axe X1X1 et l’axe XX ne variant que peu de sorte que la calotte 141 ne pivote que très peu.

La figure 4 représente une situation de freinage. La masse MP de la pédale de frein non représentée est appliquée au point de liaison de la pédale à la tige de commande 140. L’équilibre des forces est établi entre la composante horizontale Fh de la force d’entrée F et la réaction venant de la pression d’origine hydraulique (Ph) générée dans le module 1, combinée à la réaction Fs opposée par le ressort de rappel 23.

Si le conducteur relâche accidentellement la pédale de frein en enlevant rapidement son pied de la pédale, le poussoir 150 ainsi que tous les composants à l’intérieur de celui-ci, la tige de commande 140 et la pédale sont accélérés (vers la droite) vers leur position de repos, respective, à vitesse élevée sous l’effet de la force hydraulique Ph et de la force Fs du ressort 23 jusqu’à ce que le poussoir 150 arrive en contact avec le fond 27 du boîtier 21.

La figure 5 montre la position instantanée des éléments du dispositif de transmission 1 juste après le contact. L’équilibre est rompu ; la force hydraulique de la chambre 24 et la poussée du ressort 23 repoussent violemment le poussoir 150 qui projette la tige de commande 140 vers la droite en entraînant la pédale de frein. La calotte 141 décolle de la coupelle 153 du fait de l’impulsion communiquée par le poussoir 150 qui lui-même arrive en butée contre le fond 27.

Dans cette phase de mouvement, la calotte 141 repousse le manchon 160 en comprimant d’abord le ressort 110 ; le manchon vient en appui contre l’anneau flottant 120 puis comprime le ressort de rappel 121. Le mouvement de recul du manchon 160 et la compression des ressorts 110, 120 absorbent en partie de l’énergie cinétique, ce qui ralentit la fin de course de ce mouvement en ralentissant et en affaiblissant le mouvement de la tige 140 et de la pédale de frein.

Pendant toute la phase de compression des ressorts, la vitesse des éléments en mouvement est réduite bien en dessous de ce qui serait leur vitesse habituelle. Les forces de décélération induites dans le système sont de ce fait réduites de même que les contraintes appliquées aux différents composants du module. Le bruit généré par l’impact entre les composants est également réduit.

A partir de la position de fin de course de cette double phase de recul (le poussoir 150 et la tige de commande 140 avec le manchon 160), le ressort de rappel 121 se détend et repousse le manchon 160 par l’anneau flottant 120 et la tige 140 pour remettre la calotte 141 dans la coupelle 153. Ce mouvement de retour peut être accompagné d’un ou plusieurs faibles mouvements de « rebondissement » entre la calotte 141 et la coupelle 153/fond de poussoir 151 ; ces mouvements seront très rapidement amortis par les frottements de sorte qu’en fin de ces mouvements, les éléments se retrouvent dans la position de la figure 3.

La figure 6 montre une variante du dispositif de transmission 1 avec un élément amortisseur 180 en forme d’élément de frottement entre le manchon 160 et le poussoir 150. Pendant la phase de compression des ressorts 110 et 121, en cas de relâchement brusque de la pédale de frein, une partie de l’énergie cinétique des composants en mouvement se dissipe dans cet élément amortisseur 180, ce qui augmente l’effet d’amortissement global du système.

Pendant la décompression des ressorts 110 et 121 lorsque les composants reviennent à leur position normale de repos dans le poussoir 150, une partie de l’énergie accumulée dans les ressorts 110, 121 est aussi partiellement ou totalement dissipée dans l’élément amortisseur 180. La vitesse de retour des composants est ainsi réduite, ce qui évite toute tendance pour les composants de revenir dans une position qui pourrait réactiver le système de frein et générer un freinage intempestif, voire dangereux.

La figure 7 montre une autre variante du dispositif de transmission 1 dont les éléments identiques à ceux des précédents modes de réalisation portent les mêmes références et ne seront pas redécrits de manière détaillée.

Cette variante diffère par la forme de l’alésage 252 du poussoir 250 qui a un épaulement 255 séparant une partie avant 252a recevant le manchon 160 et une partie arrière 252 de plus grand diamètre formant un épaulement 255 entre ces deux parties. L’anneau flottant 120 est mobile dans cette partie arrière 252b en étant poussé contre l’épaulement 255 par le ressort de rappel 121.

La longueur de la partie avant 252a est supérieure à la longueur du manchon 160 pour laisser les intervalles 130, 131 par rapport au fond 251 et à l’anneau flottant 120. Ce mode de réalisation séparant l’action du ressort de centrage 110 de celle du ressort de rappel 121, permet de dimensionner le ressort de rappel 121 en fonction des seuls effets d’amortissement du choc de recul de la tige de commande 140. Cela augmente l’énergie qui peut être accumulée et l’effet d’amortissement du ressort 121 pour être encore plus efficace en cas de relâchement brusque de la pédale de frein sans interférer avec les autres fonctions remplies par le ressort 110.

	NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX (les références présentées sont sans les primes)
1	Dispositif de transmission
2	Module de commande
21	Boîtier
22	Cylindre
23	Ressort
24	Chambre du cylindre

25, 26 Orifices/branchements hydrauliques

27	Fond du boîtier
3	Tablier
31	Orifice
6	Capteur
7	Ressort de rappel
100	Dispositif de rappel et d’amortissement
110	Ressort de centrage
120	Anneau flottant
121	Ressort de rappel
122	Butée annulaire
130	Intervalle entre l’avant du manchon 160 et le fond 151
131	Intervalle entre le manchon 160 et l’anneau 110
140	Tige de commande
140a	Extrémité avant
140b	Extrémité arrière
141	Calotte sphérique
141a	Face avant sphérique
141b	Face arrière plane
150, 250 151, 251	Poussoir Fond

152, 252, 252a,b Alésage

153 154 160 161

Coupelle sphérique Gorge Manchon cylindrique Collerette intérieure

162 Gorge intérieure

171 Zone de guidage

172 Zone de guidage

180 Elément amortisseur

255 Epaulement

EM

Enceinte du moteur

H Habitacle

Claims

REVENDICATIONS

1°) Système de freinage découplé comportant un dispositif de transmission de mouvement reliant le module de commande à la pédale de frein comportant :

une tige de commande d’axe (X1X1) reliée à la pédale de frein et, un poussoir en forme de piston relié au module de commande et guidé dans un cylindre, d’axe (XX), * relié à l’extrémité de la tige de commande par une liaison à rotule et rappelé contre la poussée de la tige de commande par un ressort de rappel, le poussoir a une surface d’appui en forme de coupelle recevant librement en rotation / pivotement la rotule de la tige de commande, système caractérisé en ce que le dispositif de transmission (1) comporte :

un dispositif de rappel et d’amortissement (100) entre la tige de commande (140) et le poussoir (150, 250), ce dispositif (100) étant porté par le poussoir (150, 250) et comprenant :

A. une calotte sphérique (141) à l’extrémité (140a) de la tige de commande (140) ayant une face d’appui avant sphérique (141a) et une face arrière plane (141b), perpendiculaire à l’axe (X1X1) de la tige (140),

B. un manchon (160) entourant librement la tige de commande (140) coulissant dans l’alésage (152, 252) du poussoir (150, 250) et s’appuyant, perpendiculairement à l’axe (XX) du poussoir (150, 250), contre la face arrière (141b) de la calotte sphérique (141),

C. un ressort de centrage (110) prenant appui sur un anneau flottant (120) dans le poussoir (150, 250) et sur le manchon de centrage (160) pour pousser celui-ci et basculer la calotte sphérique (141) et la tige de commande (140) vers l’axe (XX) du poussoir (150) contre le poids de la tige de commande (140), et

D. un ressort de rappel (120) logé dans l’alésage (152, 252) du poussoir (150, 250) et s’appuyant d’une part, contre l’anneau flottant (120) et d’autre part, contre une butée annulaire (122) solidaire du poussoir (150, 250),

E. en position installée du dispositif de transmission (1), l’anneau flottant (120) est écarté d’un intervalle (131) du manchon (160).
2°) Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort de centrage (110) et le ressort de rappel (120) montés en série entre le manchon (160) et la butée annulaire (122) sont dimensionnés pour qu’à l’équilibre, en position installée, l’anneau flottant (120) soit écarté d’un intervalle (171) du manchon (160).
3°) Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poussoir (250) a un alésage (252) formé d’une partie avant (252a) et d’une partie arrière (252b) de plus grand diamètre formant entre elles un épaulement (255), l’anneau flottant (120) étant mobile dans cette partie arrière (252b) et s’appuyant contre l’épaulement (255) par la poussée du ressort de rappel (120), la longueur de la partie avant (252a) recevant en coulissement le manchon (160), étant supérieure à la longueur du manchon (160) pour laisser un intervalle libre (131) entre le manchon (160) et l’anneau flottant (120) ainsi en appui contre l’épaulement (255).
4°) Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (160) comporte une collerette intérieure (161) contre laquelle s’appuie d’un côté la surface arrière plane (141b) de la calotte (141) et de l’autre, le ressort de centrage (110).
5°) Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort de centrage (110) est un ressort hélicoïdal ou un empilage de rondelles Belleville et le ressort de rappel (120) est un ressort hélicoïdal entourant la tige de commande (140).
6°) Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée annulaire (122) est une bague fendue engagée dans une gorge (154) de l’alésage du poussoir (150).
7°) Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que il comporte un élément amortisseur (180) interposé entre le poussoir (150) et l’alésage (22) pour absorber une partie de l’énergie cinétique du 10 poussoir (150) coulissant dans l’alésage (22).
8°) Système de freinage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’élément amortisseur (180) est un élément de frottement intégré dans le 15 poussoir (150) et/ou dans l’alésage (22).