FR2824035A1 - Servomoteur comportant un embrayage unidirectionnel a billes - Google Patents
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Abstract
L'invention propose un servomoteur de freinage comportant un piston (22), pouvant solliciter et recevant en coulissement une tige (28) d'actionnement d'un maître-cylindre (36), du type qui comporte une tige (38) de commande, rappelée élastiquement, coulissant dans le piston (22) en fonction d'un effort d'entrée pouvant solliciter la tige (28) d'actionnement, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (56) d'embrayage unidirectionnel expansible, interposé axialement la tige (38) de commande et la tige d'actionnement (28), qui est susceptible, dans la position d'actionnement extrême de la tige (38) de commande, lorsque ledit effort d'actionnement a été appliqué à une vitesse supérieure ou égale à la vitesse déterminée, d'occuper un état verrouillé dans lequel il transmet l'effort de réaction de la tige d'actionnement (28) du maître cylindre (36) au piston (22) indépendamment de la position de la tige (38) de commande.
Description
la cartouche (118) dans le corps (116) du piston.
"Servomoteur comportant un embrayage unidirectionnel à billes" L'invention concerne un servomoteur pneumatique
d'assistance au freinage pour un véhicule automobile.
L'invention concerne plus particulièrement un servomoteur pnenmatique d'assistance au freinage pour un véhicule automobile, du type qui comporte une enveloppe rigide à l'intérieur de laquelle est mobile une cloison transversale délimitant de façon étanche une chambre avant, soumise à une o première pression de dépression moteur, et une chambre arrière soumise à une deuxième pression variant entre la dépression moteur et la pression atmosphérique, du type qui comporte un piston axial mobile, monté coulissant dans l'enveloppe et solidaire de la cloison mobile, qui est susceptible de solliciter une s extrémité arrière d'une- tige d'actionnement axiale d'un matre cylindre de freinage, montée coulissante par rapport à l'enveloppe, à l'encontre d'un premier ressort de rappel agencé dans la chambre avant, du type dans lequel le piston reçoit en coulissement une tige de commande axiale, rappelée o élastiquement par un deuxième ressort de rappel, qui est mobile entre position arrière de repos et une position avant d'actionnement extrême, et un plongeur, solidaire de l'extrémité avant de la tige de commande, qui est susceptible de solliciter i'extrémité arrière de la tige d'actionnement dans la position d'actionnement extrême de la tige de commande, et qui comporte un clapet à trois voies qui comporte au moins un siège annulaire arrière du plongeur et qui est susceptible de faire varier la deuxième pression régnant dans la chambre arrière, notamment en mettant en communication la chambre avant et la chambre so arrière lorsque la tige de commande est en position de repos ou en mettant progressivement la chambre arrière en communication avec la pression atmosphérique lorsque la tige de commande est actionnée, et du type dans lequel, lorsque la tige de commande est actionnée ou relâchée à une vitesse qui est supérieure ou égale à une vitesse déterminée d'équilibrage de la deuxième pression dans la chambre arrière du servomoteur, la tige de
commande et le plongeur se déplacent plus vite que ie piston.
On connat de nombreux exemples de servomoteurs pneumatiques de ce type, tels qu'illustrés par exemple par les
documents US-A-3.470.697, FR-A-2.532.084 et FR-A-2.658.466.
On a constaté que de nombreux conducteurs, lorsqu'ils sont confrontés à une situation de freinage pour iaquelle un freinage violent est nécessaire, freinent brutalement puis, sous o estimant les risques rcellement encourus, relâchent sensiblement leur effort de freinage alors même que le maintien d'un effort
important est absolument indispensable pour éviter un accident.
En effet, dans une situation de freinage extrême pour laqueile un effort de freinage maximal est exercé sur la tige de commande, I'actionnement de ia tige du commande provoque l'actionnement du plongeur, ce qui provoque l'ouverture maximale du clapet à 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, formant palpeur, vient au contact d'un disque de réaction en appui contre
la face arrière de la tige d'actionnement du matre cylindre.
Ainsi, I'effort exercé sur la tige d'actionnement du matre cylindre 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 1'effort exercé par le plongeur formant palpeur sur le disque de réaction solidaire de la face arrière de la tige d'actionnement du matre cylindre. Le conducteur du véhicule ressent par ailleurs l'effort de réaction du freinage, qui est transmis de la tige d'actionnement au plongeur
o par l'intermédiaire du disque de réaction.
Or, dans le cas d'une situation de freinage extrême accompagnse 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 méme 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.
Pour remédier à cet inconvénient, il est connu de proposer un servomoteur pneumatique comportant un palpeur monté coulissant par rapport au plongeur et un dispositif d'embrayage unidirectionnel qui permet, lorsque l'effort de freinage est appliqué à une vitesse déterminée, de bloquer indirectement la o tige d'actionnement en bloquant le palpeur par rapport au piston
mobile indépendamment de la position du plongeur.
Un tel servomoteur est notamment décrit dans le document
WO-A-99/59854.
Ce document décrit et représente un servomoteur s comportant un palpeur monté coulissant à l'extrémité avant du plongeur, qui peut être bloqué par rapport au piston mobile par un cliquet qui est commandé par une clé qui est mobile entre une position de repos dans laquelle elle est en appui sur l'enveloppe du servomoteur et une position basculée dans laquelle elle n'est o plus en appui sur itenveloppe du servomoteur et actionne le
cliquet qui coopère avec une collerette du palgeur.
Un servomoteur du type de celui décrit précédemment permet de remédier à cet inconvénient en bloquant le plongeur au contact du disque de réaction à l'aide la douille et donc de maintenir un effort maximal sur le disque de réaction quand bien
même le conducteur aurait partiellement relaché son effort.
D'autres dispositifs sont connus de l'état de la technique, ma is tous p résentent le même inconvén ient q u i est. à la différence d'un servomoteur dépourvu d'embrayage o unidirectionnel, de nécessiter, lors de sa fabrication, la réalisation puis le montage d'une douille, d'une clé, d'un disque de réaction, et d'un palpeur. Cette conception grève considérablement les
coûts de fabrication d'un tel servomoteur.
De plus, le blocage de la tige d'actionnement ne peut être obtenu indirectement qu'en bloquant le palpeur, c'est à dire par l'intermédiaire du disque de réaction qui est réalisé en matériau élastomère. De ce fait, la position bloquée précise de la tige d'actionnement est tributaire des variations du volume du disque de réaction sous l'effet de l'effort de réaction fourni à la tige
d'actionnement par le matre cylindre de freinage qu'elle actionne.
Pour remédier à cet inconvénient, I'invention propose une nouvelle conception d'un servomoteur comportant un embrayage o unidirectionnel comportant un dispositif d'embrayage unidirectionnel simplifié, dans lequel le blocage de la tige d'actionnement par rapport au piston mobile est réalisé directement, c'est à dire sans interposition d'un disque de réaction. s Dans ce but, I'invention propose un servomoteur du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'embrayage unidirectionnel, agencé dans le piston et interposé axialement entre le plongeur et la tige d'actionnement du matre cylindre, qui est susceptible, dans la position o d'actionnement extrême de la tige de commande, de transmettre l'effort d'actionnement du plongeur à la tige d'actionnement du matre cylindre, puis: - lorsque ledit effort d'actionnement a été appliqué à une vitesse inférieure à la vitesse déterminee, d'occuper un état s déverrouillé dans lequel il transmet l'effort de réaction de la tige d'actionnement du matre cylindre au plongeur, - lorsque ladit effort d'actionnement a été appliqué à une vitesse supérieure ou égale à la vitesse déterminée, d'occuper un état verrouillé dans lequel il transmet l'effort de réaction de la tige so d'actionnement du matre cylindre au piston indépendamment de
la position du plongeur et de la tige de commande.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le dispositif d'embrayage unidirectionnel comporte des moyens expansibles qui sont interposés axialement entre le s plongeur et la tige d'actionnement du matre-cylindre et qui sont interposés radialement entre le piston et au moins ie plongeur, une partie desdits moyens étant mobile radialement en réponse à l'actionnement axial du plongeur pour occuper une position s radiale extrême, dans laquelle elle est maintenue par des moyens
de blocage, pour verrouiller la tige d'actionnement du matre-
cylindre par rapport au piston, - les moyens expansibles comportent: un poussoir central axial comportant au moins une o première portée tronconique de conicité orientée vers l'avant, qui est monté coulissant par rapport au plongeur, et qui est susceptible d'être actionné et rappelé sélectivement par le plongeur, une couronne tronconique, de conicité orientée vers I'arrière, qui est agencée sensiblement au droit du poussoir central et qui est d'un diamètre supérieur au diamètre du poussoir central, une série d'au moins trois billes, formant la partie radialement mobile des moyens expansibles, qui o sont réparties angulairement de manière régulière autour de l'axe du servomoteur, et qui sont interposées radialement en appui entre la couronne tronconique et au moins la première portée tronconique du poussoir central, et s. un plateau à rampes, qui est lié à l'extrémité arrière de la tige d'actionnement du servomoteur, et qui comporte sur sa face arrière transversale des
rampes radiales de guidage des billes.
- les moyens de blocage des moyens expansibles o comportent une seconde portée tronconique du poussoir central, de conicité rébuite et orientée vers l'avant, qui est agencée en arrière de la première portée tronconique et des moyens d'actionnement sélectif du poussoir central, - les moyens d'actionnement sélectif du poussoir central comportent: une face d'épaulement du poussoir, qui délimite un tronçon avant du poussoir comportant les première et seconde portées tronconiques et un tronçon arrière, qui est monté coulissant dans un alésage du plongeur, À un palpeur, solidaire de l'extrémité avant du plongeur, qui comporte un perçage destiné à o permettre le passage du tronçon arrière du poussoir, et dont une face avant est destinée à prendre appui sur la face d'épaulement du poussoir pour permettre son actionnement vers l'avant, et des moyens de rappel élastiques, qui sont agencés entre une face arrière du palpeur et l'extrémité du tronçon arrière du poussoir pour permettre le rappel
du poussoir vers l'arrière.
- les moyens de rappel élastique du poussoir comportent un ressort hélicoidal prenant appui sur une coupelle sertie à o l'extrémité du tronçon arrière du poussoir, - la conicité de la première portée tronconique du poussoir est comprise entre 30 et 45 degrés, - la conicité de la couronne tronconique est d'environ 70 degrés, - la conicité de la seconde portée tronconique du poussoir est comprise entre 7 et 10 degrés, - les billes sont guidées radialement par une cage qui est interposée axiaiement entre la couronne et le plateau à rampes, - la cage présente sensiblement la forme d'un disque, qui o comporte un perçage d'un diamètre supérieur à celui du poussoir à partir duquel s'étend un évidement radial formant piste de guidage associée à chaque bille, et qui comporte une fente périphérique, débouchant dans les évidements, qui reçoit un jonc élastique destiné à rappeler radialement les billes vers l'axe du servomoteur, - des moyens élastiques de saut sont agencés entre le plateau à rampes et le piston pour déterminer, dans la position de repos de la tige de commande, un jeu déterminé entre les billes et le plateau à rampes qui est destiné à être absorbé dans la position d'actionnement de la tige de commande, - la couronne, le plateau à rampes, la cage et les billes sont montés dans un alésage d'une douille tubulaire qui est venue o de matière avec le corps du piston, - la cage est en appui sur une face transversale avant de la couronne dont une face arrière est en appui sur une face de fond de la douille tubulaire, et les moyens élastiques de saut comportent une rondelle élastique qui est interposée entre une s face transversale avant de la cage et une face transversale d'épaulement du plateau à rampes, - la couronne, le plateau à rampes, la cage et les billes sont montés dans un alésage d'une douille tubulaire rapportée dont un tronçon arrière est monté coulissant dans le corps du o piston et dont un tronçon avant est porté par un bouchon annulaire cannelé fixé au corps du piston, - les moyens élastiques de saut comportent un ressort hélicodal de compression qui est interposé entre face de fond de la douille tubulaire et une face transversale d'épaulement du plateau à rampes, et qui est d'un diamètre supérieur à celui de la cage, - la cage comporte une série de pattes axiales avant et une série de pattes axiales arrières, chaque patte axiale avant et/ou arrière étant agencée à proximité de la périphérie de la cage et o étant agencée angulairement à mi-distance de deux pistes de guidage consécutives, et les pattes axiales avant et arrière sont reçues dans des rainures axiales complémentaires du plateau à rampes et de la couronne, et - lorsque la tige de commande est actionnée à une vitesse supérieure ou égale à la vitesse déterminée, le plongeur repousse la seconde portée tronconique du poussoir en contact avec les
billes pour verrouiller le dispositif d'embrayage unidirectionnel.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
apparatront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la
compréhension de laq uel le on se repo rtera aux dessins an nexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'ensemble d'un o servomoteur pneumatique d'assistance au freinage réalisé conformément à un état antérieur de la technique, - les figures 2 à 5 sont des vues de détail en coupe axiale d'un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage réalisé conformément à un premier mode de réalisation de l'invention et représenté en position de repos, d'application lente, d'application rapide, et de retour d'application rapide, - les figures 6 à 9 sont des vues de détail en coupe axiale d'un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage réalisé conformément à un second mode de réalisation de l'invention et représenté en position de repos, d'application lente, d'application rapide, et de retour d'application rapide, et - la figure 10 est une vue éclatée en perspective des éléments de l'embrayage unidirectionnel du servomoteur pneumatique d'assistance au freinage réalisé conformément au
second mode de réalisation 1'invention.
Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence
identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions .. smlares. Par convention, les termes "avant", "arrière", supérieur", :o "inférieur" désignent respectivement des éléments ou des positions orientés respectivement vers la gauche, la droite, le
haut, ou le bas des figures.
On a représenté à la figure 1 I'ensemble d'un servomoteur pneumatique conventionnel d'assistance au freinage pour un
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 "P" dont la valeur est égale à la valeur de dépression du moteur du véhicule, et une chambre arrière 18 soumise à une deuxième to pression "P2". La deuxième pression "P2" est susceptible, comme il sera décrit ultérieurement, de varier entre la valeur de dépression moteur "P" et la valeur de la pression atmosphérique "p,. a La chambre avant 16 est alimentée en pression "P." par s 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 o 22 d'axe A 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, comme on ie verra plus loin, un disque de réaction 32 en matériau élastomère. Une face avant 34 de la coupelle 30 de réaction est solidaire d'une tige d'actionnement 28, qui par conséquent est solidaire des déplacements du piston mobile 22, et qui permet o l'actionnement d'un matre-cylindre 36 hydraulique de freinage du véhicule. Une tige 38 de commande, qui est par exemple reliée à une pédale de frein du véhicule par l'intermédiaire d'un manchon 41 d'accouplement qui est agencé à son extrémité libre arrière 43, est susceptible de se déplacer dans le piston mobile 22, sélectivement en fonction d'un effort axial d'entrée exercé vers l'avant sur le manchon 41. L'effort d'actionnement est exercé à l'encontre d'un effort de rappel produit sur la tige 38 par un ressort de rappel 40 qui est interposé entre le piston mobile 22 et
la tige 38 de commande.
L'extrémité avant de la tige 38 de commande qui est opposée à son extrémité libre est conformée en rotule 42 et est reçue dans un logement 44 complémentaire d'un plongeur 46 o sensiblement cylindrique qui est monté coulissant dans le piston
mobile 22.
Un siège annulaire arrière 48 du plongeur 46 fait partie d'un clapet 50 à trois voies qui est susceptible de faire varier la deuxième pression "P2" régnant dans ia chambre arrière 18, s 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 38 de commande est actionnée.
o Le fonctionnement du clapet à trois voies 50 étant connu de l'état de la technique, il ne sera pas décrit plus explicitement
dans la présente description.
De manière connue, I'extrémité avant du plongeur 46 qui est opposée au logement 44 porte un palpeur 52, qui est monté coulissant à l'intérieur d'un alésage 54 du piston mobile 22, et qui débouche en regard de la coupelle de réaction 30. De la sorte, le palpeur 52 est susceptible d'être sollicité par le plongeur 46 pour solliciter à son tour le disque 32 de réaction et le comprimer, ce qui permet ainsi, dans une position d'actionnement de la tige de o commande 38 provoquant l'application d'un effort de freinage sur la tige d'actionnement 28, de transmettre au plongeur 46 et, ce
faisant, à la tige de commande 28, I'effort de réaction du matre-
cylindre 36, le disque de réactio-n étant déformé sous l'action d'une force exercée par le piston mobile 22, de la force exercée par la tige d'actionnement 28, et de la force exercoe par le
palpeur 52.
Dans un tel servomoteur 10, lorsque la tige 38 de commande est actionnée ou relâchée à une vitesse qui est supérieure ou égale à une vitesse déterminée d'équilibrage de la deuxième pression P2 dans la chambre arrière 18 du servomoteur , la tige 38 de commande et le plongeur 46 se déplacent plus vite que le piston 22, De ce fait, I'inconvénient majeur d'un tel servomoteur 10 o est que, dans le cas d'une situation de freinage extrême accompagnée d'un déplacement rapide de la tige 38 de commande, le palpeur 52 du plongeur 46 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.
Il est connu de proposer un servomoteur de ce type o comportant un dispositif d'embrayage unidirectionnel (non représenté) comportant un dispositif de coincement qui permet de verrouiller le palpeur 52 dans sa position de sollicitation du
disque de réaction 32.
L'invention propose un servomoteur 10 comportant un dispositif d'embrayage d'une nouvelle conception ne comportant ni palpeur 52 ni disque 32 de réaction. Avantageusement, la suppression du disque 32 de réaction autorise des ouvertures
importantes lors d'un freinage d'urgence.
Dans ce but, I'invention propose un servomoteur 10 du o type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif 56 d'embrayage unidirectionnel, agencé dans le piston 22 et interposé axialement entre le plongeur 46 et la tige d'actionnement 28 du matre cylindre 36, qui est susceptible, dans la position d'actionnement extrême de la tige 38 de commande, de transmettre l'effort d'actionnement du plongeur 46 à la tige 28 d'actionnement du matre cylindre 36, puis: lorsque ledit effort d'actionnement a été appliqué à une vitesse inférieure à la vitesse déterminée, d'occuper un état déverrouillé dans lequel il transmet l'effort de réaction de la tige d'actionnement 28 du matre cylindre 36 au plongeur 46, -iorsque ledit effort d'actionnement a été appliqué à une vitesse supérieure ou égale à la vitesse déterminée, d'occuper un état verrouillé dans lequel il transmet l'effort de résction de la tige o 28 d'actionnement du matre cylindre au piston 22 indépendamment de la position du plongeur 46 et de la tige 38 de commande. Un premier mode de réalisation d'un tel servomoteur a été représenté aux figures 2 à 5 et un second mode de réalisation
i5 d'un tel servomoteur a été représenté aux figures 6 à 10.
Conformément à l'invention, le dispositif 56 d'embrayage unidirectionnel comporte des moyens expansibles qui sont interposés axialement entre le plongeur 46 et la tige d'actionnement 28 du matre-cylindre 36 et qui sont interposés o radialement entre le piston 22 et au moins le plongeur 46, une pa rtie desd its moyens éta nt mobile radialement en réponse à l'actionnement axial du plongeur 46 pour occuper une position radiale extrême, dans laquelle elle est maintenue par des moyens de blocage, pour verrouiller la tige d'actionnement 28 du matre
cylindre 36 par rapport au piston 22.
Plus particulièrement, les moyens expansibles comportent un poussoir 58 central axial comportant au moins une première portée 60 tronconique de conicité orientée vers l'avant, qui est monté coulissant par rapport au plongeur 46. Le poussoir 58 est o susceptible d'être actionné et rappelé sélectivement par le
plongeur 46.
Par ailleurs, les moyens expansibles comportent aussi une couronne 62, comportant une portée tronconique 66 de conicité orientée vers l'arrière, qui est agencée sensiblement au droit du poussoir central 58 et qui est d'un diamètre intérieur D62 qui est
supérieur au diamètre extérieur D5e du poussoir central 58.
Le dispositif 56 d'embrayage unidirectionnel comporte une série d'au moins trois billes 64, formant la partie radialement s mobile des moyens expansibles, qui sont réparties angulairement de manière régulière autour de l'axe A du servomoteur 10, et qui sont interposées radialement en appui entre la portée tronconique 66 de la couronne 62 et au moins la première portée tronconique
du poussoir central 58.
o Le dispositif 56 d'embrayage unidirectionnel comporte enfin un plateau 68 à rampes, qui est lié à l'extrémité arrière de la tige 28 d'actionnement du servomoteur 10, et qui comporte sur sa face arrière transversale des rampes 70 radiales de guidage des
billes 64.
s De préférence, la conicité de la première portée tronconique 60 du poussoir 58 est comprise entre 30 et 45 dogrés, et la conicité de la portée tronconique 66 de la couronne
62 est d'environ 70 degrés.
De la sorte, comme on le verra plus loin en référence aux o figures 2 à 5 et 6 à 9, le poussoir 58, lorsqu'il est actionné vers l'avant par le plongeur 46, est susceptible dans un premier temps de repousser axialement et radialement les billes 64 pour qu'elles repoussent axialement le plateau 68 à rampes, puis de s'insérer entre les billes 64 pour verrouiller le plateau 70 à rampes par s rapport aux billes 64 et donc à la couronne 64, liant alors la tige
28 d'actionnement au piston 22.
A cet effet, les moyens de blocage des moyens expansibles comportent une seconde portée tronconique 72 du poussoir central 58, de conicité réduite et orientée vers l'avant, o qui est agencée en arrière de la première portée tronconique 60 et des moyens d'actionnement sélectif du poussoir central 58. De préférence, la conicité de la seconde portée tronconique du
poussoir est comprise entre 7 et 10 dogrés.
Plus particulièrement, les moyens d'actionnement sélectif du poussoir central 58 comportent: - une face d'épaulement 74 du poussoir, qui délimite un tronçon avant 76 du poussoir comportant les première et seconde portées tronconiques et un tronçon arrière 78, qui est monté coulissant dans un alésage 80 du plongeur 46, - un palpeur 82, solidaire de 1'extrémité avant du plongeur, qui comporte un perçage 84 destiné à permettre le passage du tronçon arrière 78 du poussoir 58, et dont une face avant 86 est o destinée à prendre appui sur la face d'épaulement 74 du poussoir 58 pour permettre son actionnement vers 1'avant, et - des moyens de rappel élastiques, qui sont agencés entre une face arrière 88 du palpeur 82 et 1'extrémité 90 du tronçon arrière 78 du poussoir 58 pour permettre le rappel du poussoir 58
s vers l'arrière.
De préférence, les moyens de rappel élastique du poussoir 58 sont constitués d'un ressort hélicodal 92 qui prend appui sur une coupelle 94 sertie à 1'extrémité 90 du tronçon arrière 78 du poussoir 58. Cette configuration n'est toutefois pas limitative de o l'invention, et les moyens de rappel élastique du poussoir 58 pourraient étre constitués d'un empilement (non représenté) de
rondelles élastiques.
Dans cette configuration, comme on le verra ultérieurement, les bilies 64 sont susceptibles, iors du retour de la :s tige 38 de commande après une application rapide, d'être maintenues coincées entre la deuxième portée tronconique 72 du poussoir 58 et la portée tronconique 66 de la couronne 62. Le maintient des billes 64 est facilité de par la conicité réduite de 7 et 10 degrés de la deuxième portée tronconique 72 du poussoir 58. Par ailleurs, dans les deux modes de réalisation préférés de l'invention, les billes 64 sont guidées radialement par une cage 96 qui est interposée axialement entre la couronne 62 et le
plateau 70 à rampes.
La cage 96 présente sensiblement la forme d'un disque qui comporte un perçage 98 d'un diamètre Dg qui est supérieur au diamètre extérieur D5e du poussoir 58. Un évidement radial 100 formant une piste de guidage associée à chaque bille 64 s'étend à s partir de ce perçage 98. La périphérie de la cage 96 comporte une fente périphérique 102, débouchant dans les évidements 100, qui reçoit un jonc élastique 104 qui est destiné à rappeler radialement
les billes 64 vers l'axe A du servomoteur 10.
Par ailleurs, le servomoteur comporte des moyens o élastiques de saut qui sont agencés entre le plateau 68 à rampes et le piston 58 pour déterminer, dans la position de repos de la tige 38 de commande représenté aux figures2 et 6, un jeu "J" déterminé entre les billes 64 et le plateau 68 à rampes qui est destiné à être absorbé dans la position d'actionnement de la tige s 38 de commande. La raideur des moyens élastiques de saut et la valeur de ce jeu "J" déterminent l'effort d'assistance fourni par le piston 22 mobile pour lequel un effort de réaction est transmis, par l'intermédiaire des billes 64, de la tige d'actionnement 28 à la tige 38 de commande. La valeur de cet effort d'assistance est
o communément appelée "saut" du servomoteur 10.
Selon le premier mode de réalisation de l'invention qui est représenté aux figures 2 à 5, la couronne 62, le plateau à rampes 68, la cage 96 et les billes 64 sont montés dans un alésage 106 d'une douille tubulaire 108 qui est venue de matière avec le corps
s du piston 22.
En particulier, la cage 96 est en appui sur une face transversale avant 110 de la couronne 62 dont une face arrière 112 est en appui sur une face 114 de fond de la douille tubulaire 108. Les moyens élastiques de saut comportent une rondelle o élastique 116 qui est interposée entre une face 118 transversale avant de la cage et une face 120 transversale d'épaulement du plateau 68 à rampes. Cette rondelle 116 peut par exemple être une rondelle élastique dont la tranche comporte un profil ondulé, plus connue sous la désignation commerciale de rondelle "onduflex". Selon le second mode de réalisation de l'invention qui est représenté aux figures 6 à 10, la couronne 62, le plateau 68 à rampes, la cage 96 et les billes 64 sont montés dans un alésage 122 d'une douille 124 tubulaire rapportée dont un tronçon arrière 126 est monté coulissant dans le corps du piston 22 et dont un tronçon avant 128 est porté par un bouchon 130 annulaire, cannelé intérieurement, qui est fixé au corps du piston 22, par o exemple par l'intermédiaire de vis (non représentées) qui
traversent des perçages 132 du bouchon 130.
Dans cette configuration, les moyens élastiques de saut comportent un ressort 134 hélicodal de compression qui est interposé entre face de fond 136 de la douille 124 tubulaire et une s face 138 transversale d'épaulement du plateau 68 à rampes, et qui est d'un diamètre intérieur D34 supérieur au diamètre extérieur De6 de la cage 96. Avantageusement, une rondelle 140 est interposée entre le ressort 134 hélicodal de compression et la
face 138 transversale d'épaulement du plateau 68 à rampes.
o Comme on peut le voir notamment à la figure 10, la cage 96 comporte une série de pattes 142 axiales avant et une série de pattes 144 axiales arrières. Chaque patte axiale avant 142 etiou arrière 144 est agencée à proximité de la périphérie de la cage 96 et est agencée angulairement à mi-distance de deux pistes 100 de guidage consécutives de la cage 96. Ces pattes axiales avant 142 et arrière 144 sont reçues dans des rainures axiales associées 146, 148 complémentaires du plateau 68 à rampes et de la couronne 62. Les pattes 146, 148 permettent le
coulissement axial de la cage 96.
o De la sorte, le dispositif d'embrayage unidirectionnel est susceptible d'occuper différentes positions qui sont représentées
aux figures 2 à 5 et 6 à 9.
Le dispositif 56 d'embrayage unidirectionnel est susceptible d'occuper une position de repos qui est représentée aux figures 2 et 6. Dans cette position, la tige de commande 38 n'étant pas actionnée, le plongeur 46 occupe une position arrière de repos. Dans cette configuration, la face d'épaulement 74 du poussoir 58 est en appui contre la face avant 86 du palpeur 82, et les billes 64, qui sont en appui seulement sur la portée tronconique 66 de la couronne 62 et sur la première portée tronconique 60 du poussoir 58 sont distantes du jeu "J" du plateau 68 à rampes. Les billes 64 sont maintenues dans cette
position par le jonc élastique 104.
o A partir de cette position de repos, lorsque la tige de commande 38 est actionnée vers l'avant à une vitesse qui est inférieure à la vitesse d'équilibrage de la pression "P2" dans la chambre arrière du servomoteur comme représenté aux figures 3 et 7, la face avant 86 du palpeur 82 pousse le poussoir 58 dont la s première portée tronconique 60 repousse à son tour les bilies 64 de manière à absorber le jeu "J". Simultanément, le piston 22 comprime les moyens élastiques 116, 134 de saut et entrarne le plateau 68, et par conséquent la tige d'actionnement 28 du matre- cylindre 36. Les billes 64 sont alors reçues dans les o rampes radiales 70 du plateau 68, et elles transmettent ainsi l'effort de réaction du matre-cylindre 36 au poussoir 58, au
plongeur 46 et à la tige de commande 38.
A partir de la position de repos, lorsque la tige de commande 38 est actionnée vers l'avant à une vitesse qui est s supérieure ou égale à la vitesse d'équilibrage de la pression "P2" dans la chambre arrière du servomoteur comme représenté aux figures 4 et 8, la face avant 86 du palpeur 82 pousse le poussoir 58 plus vite que le piston 22 ne peut entraner le plateau 68. De ce fait, les billes 64 sont repoussées radialement par la première so portée tronconique 60 du poussoir 58, puis le poussoir 58 s'insère entre les billes 64, les billes 64 entrant alors en contact avec la seconde portée tronconique 72. La conicité réduite de la seconde portée tronconique 72, conjuguée avec l'effort radial de rappel qu'exerce le jonc élastique 104 sur les billes 64, les maintient bloquées dans cette position, en contact sur trois points appartenant respectivement au plateau 68, à la seconde portée tronconique 72 du poussoir 58, et à la portée tronconique 66 de la couronne 62. L'effort de résction du matre-cylindre 36 est donc s transmis pour partie à la couronne 62 et donc au piston 22 et pour partie au poussoir 58, et donc au plongeur 46 et à la tige de
commande 38.
Enfin, si la tige de commande 38 est relâchée à partir de cette dernière position, comme représenté aux figures 5 et 9, les o billes restent bloquées par adhérence dans la position précédemment décrite et elles maintiennent un effort de freinage maximal sur le plateau 68. Dans cette configuration, la tige de commande étant relâchée, la face avant 86 du palpeur 82 quitte son contact avec la face d'épaulement 74 du poussoir 58, et de ce fait l'effort de réaction du matre-cylindre 36 n'est plus transmis qu'à la couronne 62 et donc au piston 22, indépendamment de la
position de la tige de commande 28.
Au delà d'une position déterminée de retour du plongeur 46, la face arrière 88 du palpeur 82 comprime le ressort hélicodal o 92 qui prend appui sur la coupelle 94 sertie à l'extrémité 90 du tronçon arrière 78 du poussoir 58, ce qui a pour effet de rappeler le poussoir 58 au contact du palpeur 82. Il y a déverrouillage du dispositif d'embrayage unidirectionnel 56 lorsque l'effort de réaction est relâché du fait de l'équilibre des pressions entre les
chambres avant 16 et arrière 18 du servomoteur 10.
L'invention permet donc avantageusement de bénéficier d'un effort de freinage maximal dans des situations de freinage d'urgence, quel que soit le comportement du conducteur après un
freinage violent.
Claims (18)
1. Servomoteur (10) pneumatique d'assistance au freinage pour un véhicule automobile, du type qui comporte une enveloppe (12) rigide à l'intérieur de laquelle est mobile une cloison (14) transversale délimitant de façon étanche une chambre avant (16), soumise à une première pression (P) de dépression moteur, et une chambre arrière (18) soumise à une deuxième pression (P2) variant entre la dépression moteur et la pression atmosphérique (Pa), du type qui comporte un piston axial mobile (22), monté o coulissant dans l'enveloppe et solidaire de ia cloison mobile (14) , qui est susceptible de solliciter une extrémité arrière d'une tige (28) d'actionnement axiale d'un matre cylindre (36) de freinage, montée coulissante par rapport à l'enveloppe (12), à l'encontre d'un premier ressort de rappel (24) agencé dans la chambre avant s (16), du type dans lequel le piston (22) reçoit en coulissement une tige (38) de commande axiale, rappelée élastiquement par un deuxième ressort (40) de rappel, qui est mobile entre position arrière de repos et une position avant d'actionnement extrême, et un plongeur (46), solidaire de l'extrémité avant de la tige (38) de o commande, qui est susceptible de solliciter l'extrémité arrière de la tige (28) d'actionnement dans la position d'actionnement extrême de la tige (38) de commande, et qui comporte un clapet (50) à trois voies qui comporte au moins un siège annulaire (48) arrière du plongeur (46) et 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 (38) de commande est actionnée, et du type dans lequel, lorsque la tige (38) de commande est actionnce ou relâchée à une vitesse qui est supérieure ou égale à une vitesse déterminée d'équilibrage de la deuxième pression (P2) dans la chambre arrière (18) du servomoteur (10), la tige (38) de commande et le plongeur (46) se déplacent plus vite que le piston (22), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (56) d'embrayage unidirectionnel, agencé dans le piston (22) et s interposé axialement entre le plongeur (46) et la tige d'actionnement (28) du maitre-cylindre (36), qui est susceptible, dans la position d'actionnement extrême de la tige (38) de commande, de transmettre l'effort d'actionnement du plongeur (46) à la tige d'actionnement (28) du matre cylindre (36), puis: o - lorsque ledit effort d'actionnement a été appliqué à une vitesse inférieure à la vitesse déterminée, d'occuper un état déverrouillé dans lequel il transmet l'effort de résction de la tige d'actionnement (28) du matre cylindre (36) au plongeur (46), - lorsque ledit effort d'actionnement a été appliqué à une vitesse supérieure ou égale à la vitesse déterminée, d'occuper un état verrouillé dans lequel il transmet l'effort de résction de la tige d'actionnement (28) du matre cylindre (36) au piston (22) indépendamment de la position du plongeur (46) et de la tige (38)
de commande.
2. Servomoteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif (56) d'embrayage unidirectionnel comporte des moyens expansibles qui sont interposés axialement entre le plongeur (46) et la tige d'actionnement (28) du matre-cylindre (36) et qui sont interposés s radialement entre le piston (22) et au moins le plongeur (46), une pa rtie desd its moyens étant mobile radialement en réponse à l'actionnement axial du plongeur (46) pour occuper une position radiale extrême, dans laquelle elle est maintenue par des moyens de blocage, pour verrouiller la tige (38) d'actionnement du matre
so cylindre (36) par rapport au piston (22).
3. Servomoteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens expansibles comportent: - un poussoir (58) central axial comportant au moins une première portée tronconique (60) de conicité orientée vers l'avant, qui est monté coulissant par rapport au plongeur (46), et qui est susceptible d'être actionné et rappelé sélectivement par le plongeur (46), - une couronne (62) tronconique, de conicité orientée vers I'arrière, qui est agencée sensiblement au droit du poussoir (58) central et qui est d'un diamètre (D62) supérieur au diamètre (Dss) du poussoir (58) central, - une série d'au moins trois billes (64), formant la partie radialement mobile des moyens expansibles, qui sont réparties o angulairement de manière régulière autour de l'axe (A) du servomoteur (10) , et qui sont interposées radialement en appui entre la couronne (62) tronconique et au moins la première portée tronconique (60) du poussoir (58) central, et - un plateau (168) à rampes, qui est lié à l'extrémité arrière de la tige (28) d'actionnement du servomoteur (10), et qui comporte sur sa face arrière transversale des rampes (70)
radiales de guidage des billes (64).
4. Servomoteur (10) selon la revendication précèdente, caractérisé en ce que les moyens de blocage des moyens o expansibles comportent une seconde portée (72) tronconique du poussoir (58) central, de conicité réduite et orientée vers l'avant, qui est agencée en arrière de la première portée (60) tronconique
et des moyens d'actionnement sélectif du poussoir (58) central.
5. Servomoteur (10) selon la revendication précédente, s caractérisé en ce que les moyens d'actionnement sélectif du poussoir central (58) comportent: - une face d'épaulement (74) du poussoir (58), qui délimite un tronçon avant (76) du poussoir (58) comportant les première (60) et seconde (72) portéss tronconiques et un tronçon arrière o (78), qui est monté coulissant dans un alésage du plongeur (46), - un palpeur (82), solidaire de l'extrémité avant du plongeur (46), qui comporte un perçage (84) destiné à permettre le passage du tronçon arrière (78) du poussoir (58), et dont une face avant (86) est destinée à prendre appui sur la face d'épaulement (74) du poussoir (58) pour permettre son actionnement vers l'avant, et - des moyens de rappel élastiques, qui sont agencés entre une face arrière (88) du palgeur (82) et l'extrémité du tronçon s arrière (78) du poussoir (58) pour permettre le rappel du poussoir
(58) vers l'arrière.
6. Servomoteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de rappel élastique du poussoir (58) comportent un ressort (92) hélicodal prenant appui sur une o coupelle (94) sertie à l'extrémité du tronçon arrière (78) du
poussoir (58).
7. Servomoteur (10) selon l'une quelconque des
revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la conicité de la
première portée (60) tronconique du poussoir (58) est comprise
entre 30 et 45 degrés.
8. Servomoteur (10) selon l'une quelconque des
revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la conicité de la
couronne (62) tronconique est d'environ 70 degrés.
9. Servomoteur (10) selon l'une quelconque des
o revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la conicité de la
seconde portée (72) tronconique du poussoir (58) est comprise
entre 7 et 10 degrés.
10. Servomoteur (10) selon l'une quelconque des
revendications 3 à 9, caractérisé en ce que les billes (64) sont
s guidées radialement par une cage (96) qui est interposée
axialement entre la couronne (62) et le plateau (68) à rampes.
11. Servomoteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la cage (96) présente sensiblement la forme d'un disque, qui comporte un perçage (98) d'un diamètre (Dg) so supérieur à celui (D5) du poussoir (58) à partir duquel s'étend un évidement radial (100) formant piste de guidage associée à chaque bille (64), et qui comporte une fente périphérique (102), débouchant dans les évidements (100), qui reçoit un jonc élastique (104) destiné à rappeler radialement les billes (64) vers
l'axe (A) du servomoteur (10).
12. Servomoteur (10) selon l'une quelconque des
revendications 3 à 11, caractérisé en ce que des moyens
s élastiques de saut sont agencés entre le plateau (68) à rampes et le piston (22) pour déterminer, dans la position de repos de la tige (38) de commande, un jeu (J) déterminé entre les billes (64) et le plateau (68) à rampes qui est destiné à être absorbé dans la
position d'actionnement de la tige (38) de commande.
o
13. Servomoteur (10) selon la revendication précédente
prise en combinaison avec l'une des revendications 10 ou 11,
caractérisé en ce que la couronne (62), le plateau (68) à rampes, la cage (96) et les billes (64) sont montés dans un alésage (106) d'une douille (108) tubulaire qui est venue de matière avec le
corps du piston (22).
14. Servomoteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la cage (96) est en appui sur une face transversale avant (110) de la couronne (62) dont une face arrière (112) est en appui sur une face (114) de fond de la douille (108) tubulaire, et en ce que les moyens élastiques de saut comportent une rondelle élastique (116) qui est interposée entre une face transversale avant (118) de la cage et une face transversale
d'épaulement (120) du plateau (68) à rampes.
15. Servomoteur (10) selon la revendication 12 prise en
combinaison avec l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé
en ce que la couronne (62), le plateau (68) à rampes, la cage (96) et les billes (64) sont montés dans un alésage (122) d'une douille tubulaire (124) rapportée dont un tronçon arrière (126) est monté coulissant dans le corps du piston (22) et dont un tronçon avant o (128) est porté par un bouchon (130) annulaire cannelé fixé au
corps du piston (22).
16. Servomoteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens élastiques de saut comportent un ressort (134) hélicodal de compression qui est interposé entre face (136) de fond de la douille tubulaire et une face transversale d'épaulement (138) du plateau (68) à rampes, et qui est d'un
diamètre supérieur (D,34) à celui (De6) de la cage (96).
17. Servomoteur (10) selon la revendication précédente, s caractérisé en ce que la cage comporte une série de pattes axiaies avant (142) et une série de pattes axiales arrières (144), chaque patte axiale avant (142) et/ou arrière (144) étant agencée à proximité de la périphérie de la cage (96) et étant agencée angulairement à mi-distance de deux pistes (100) de guidage o consécutives, et en ce que ces pattes axiales avant (142) et arrière (144) sont reçues dans des rainures (146, 148) axiales
complémentaires du plateau (68) à rampes et de la couronne (62).
18. Servomoteur (10) selon l'une quelconque des
revendications 4 à 17, caractérisé en ce que, lorsque la tige (38)
s de commande est actionnse à une vitesse supérieure ou égale à la vitesse déterminée, le plongeur (46) repousse la seconde portée (72) tronconique du poussoir (58) en contact avec les billes (64) pour verrouiller le dispositif (56) d'embrayage
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 16 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20171229 |