Brevet FR2535272A1 — publié le 19840504

1- SERVO-MOTEUR D'ASSISTANCE AU FREINAGE La présente invention concerne les servo-moteurs d'assistance au freinage pour véhicules automobiles, plus particulièrement du type à dépression, destinés à l'actionnement d'un maître cylindre de circuit de freinage du véhicule, du type comprenant un boîtier, une structure de paroi mobile axialement dans ce boîtier divisant ce dernier en une première et une seconde chambres, et une valve de commande, disposée dans une partie de moyeu centrale solidaire en déplacement de la structure de paroi mobile, pour éta- blir sélectivement, sous l'action d'un organe d'entrée, relié typiquement à une pédale de frein, une communication entre les deux chambres afin de commander un déplacement axial à partir d'une position de repos de la structure de paroi mobile et de la partie de moyeu centrale, reliée fonctionnellement au piston primaire d'un maître cylindre associé au servo-moteur sur le côté de celui-ci opposé à l'organe d'entrée. Dans les servo-moteurs classiques de ce type, tels que ceux décrits dans le brevet FR 1 549 121 ou dans la demande de brevet FR-A-2 499 923, la chambre avant du boîtier, typiquement la chambre dite de dépression, s'étend sur la totalité de la section transversale de la partie avant du boîtier et la chambre arrière, ou chambre de travail, est délimitée intérieurement par la partie de moyeu centrale, laquelle comporte une portion arrière de diamètre réduit, dans laquelle s'étend l'organe d'entrée, qui coopère un coulisse- ment étanche avec la zone annulaire centrale de la coquille arrière du boîtier. La présente invention a pour objet de proposer un agencement de servomoteur, du type général défini ci-dessus, ménageant,-dans le boîtier, une zone centrale axiale "neutre" ou indifférente, c'est-à-dire ne participant pas au système d'échanges de commande ou d'actionnement pneumatiques du servo- moteur, et dans laquelle se déplace la partie de moyeu centrale, de telle façon que les chambres du boîtier intéressent essentiellement la structure de paroi mobile proprement dite formant piston, et offrant ainsi une grande versatilité pour ce qui est des modes de couplage du servo-moteur au rmiatre- cylindre, d'un côté du boîtier, et/o à la paroi fixe de montage de l'ensemble servo-moteur/maître-cylindre, de l'autre côté du boîtier. A cet effet, conformément à une caractéristique de l'invention, les chambres du boîtier sont délimitées intérieurement par un premier et un second éléments d'étanchéité flexibles, respectivement, reliant la périphérie de la partie de moyeu centrale à la paroi d'extrémité correspondante du bottier Selon une caractéristique plus particulière de l'invention, les premier et second éléments d'étanchéité s'étendent respectivement entre la partie de moyeu centrale et une zone annulaire d'extrémité intérieure centrale de la paroi d'extrémité de la paroi correspondante du boîtier. Selon un autre aspect de l'invention, le servomoteur comprend au moins un élément stationnaire de guidage s'étendant axialement, radialement à l'intérieur des premier et second éléments d'étanchéité, et coopérant avec la partie de moyeu centrale pour le guidage en déplacement axial de cette dernière. On sait, par ailleurs, que, dans un montage classique en porte-à- faux sur une paroi fixe du véhicule d'un ensemble ma tre-cylindre/servomoteur d'assistance avec le servo-moteur intercalé entre le maître cylindre et la paroi fixe, les efforts de réaction en fonctionnement sont transmis essentielle ment par les coquilles ou parois d'extrémité constitutives du boîtier, avec les inconvénients afférents connus pour aboutir à un compromis entre la rigidit nécessaire et la légèreté souhaitée du boîtier. Dans cet esprit, il a été proposé, notamment dans la demande de brevet britannique GB-A-2 009 871, des éléments transmetteurs d'efforts entre le maître-cylindre et la-paroi fixe de montage sous la forme de tirants reliant axialement, en les traversant, les coquilles du boîtier et traversant la structure de paroi mobile séparant les deux chambres du boîtier, des moyens étant prévus pour ajuster de façon étanche cette structure de paroi mobile aux éléments ou tirants transmetteurs d'efforts s'étendant axialement au traver de chaque des chambres du boîtier Cette technique pose quelques problèmes au niveau de l'étanchéité entre les tirants et la structure de paroi mobile ainsi qu'entre les extrémités des tirants et les coquilles respectives qu'ils tra- versent pour leur solidarisation, à l'extérieur du boîtier, au maitrecylindre l et à la paroi fixe de montage de l'ensemble. Il a également -été proposé, notamment dans la demande de brevet britannique GB-A-2 022 209,un élément transmetteur d'efforts sous la forme, intérieurement cette foisd'un tube central reliant)les deux coquilles Cette technique, dans laquelle le tube central s'étend également à l'intérieur des deux chambres du boîtier, pose pour sa part des problèmes d'étanchéification et de raccordement entre -a partie de moyeu centrale, se déplaçant à l'intérieur du tube central,et la structure de paroi mobile à diaphragme situéeà l'extérieur, radialement,du tube central. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients en proposant une structure de servo-moteur pourvue d'éléments transmetteurs d'efforts s'étendant axialement au travers du boîtier, suivant un agencement simple, fiable, de faible coût de fabrication, ne soulevant aucun problème d'étanchéité particulier, ni de surcrol de complexité des organes de commande et d'actionnement internesdu servo-moteur ' Pour ce faire, selon une autre caractéristique de l'invention, le servo-moteur comprend, en outre, au moins un élément transmetteur d'efforts s'étendant axialement au travers du boîtier, radialement à l'intérieur des premier et second éléments d'étanchéité, dans la zone "neutre" sus-mentionnée, en passant dans un évidement axial formé dans la partie de moyeu central. En mettant ainsi à profit la zone centrale axiale neutre du boîtier, qui se trouve typiquement à l'atmosphère, l'élément transmetteur d'efforts, en pratique au moins deux tirants disposés symétriquement par rapport à l'axe général du boîtier, peut s'étendre au travers du corps de la partie de moyeu nentrale, radialement à l'extérieur de la zone centrale de cette partie de moyeu abritant la valve de commande,sans poser de problèmes d'étanchéité ni avec la structure de paroi mobile séparant les deux chambres du boîtier, ni avec les parois d'extrémité de ce dernier du fait que cet élément transmetteur d'efforts ne traverse aucune des chambres du boîtier, et V ïrnterférer en aucune façon avec le système d'échanges de fluide du servo-moteur tout en contribuant au guidage axial de la partie de moyeu centrale et, partant, -de la structure de paroi mobile reliée périphériquement à cette dernière, et en autorisant, à l'extérieur du bottier et sans nécessiter'de modification de ce dernier, toutes les adaptations possibles aux diverses implantations imposées pour les moyens de montage in situ de l'ensemble maître-cylindre/servo-moteur dans un véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés, sur lesquels La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un servo-moteur d'assistance selon l'invention La figure 2 est une vue-en coupe partielle, à plus grande échelle, suivant le plan IIII de la Figure 1; et 35272 La figure 3 est une vue similaire à la figure 2,montrant une variante de réalisation du servo-moteur selon l'invention. Dans la description qui va suivre et sur les dessins, lés élé- ments identiques ou analogues dans les différentes variantes de réalisation portent les mêmes chiffres de référence, éventuellement affectés d'un accent. Le servo-moteur d'assistance selon l'invention comprend de façon générale un boîtier 1 constitué par l'assemblage périphérique de deux coquille E respectivement une coquille avant 2 et une coquille arrière 3,réalisées en tôle ou en matériau plastique Dans le mode de réalisation représenté, les deux coquilles 2 et 3 sont réalisées chacune d'une seule pièce en matériau plastique et sont assembl&spériphériquement par un anneau serti 4, les extrémités annulaires en regard des deux coquilles emprisonnant entre elles le bourrelet périphérique d'une membrane en matériau élastomère 5 constituant, de avec le plateau support'membrane 6 qui lui est associé,la structure de paroi mobile formant piston, généralement désignéepar la référence 7,séparant l'inté- rieur du boîtier en une première chambre avant 8 et une seconde chambre arrière 9 La structure de paroi mobile 7 est sollicitée élastiquement vers la coquille arrière 3 dans la position de repos du servo-moteur par- un ressort 10 prenant appui sur la coquille avant 2. La zone centrale ou intérieure de la structure de paroi mobile 7 est solidarisée à une partie de moyeu centralell renfermant une valve de commande à trois voies 12 de type classique,telle que décriteen relation avec la figure 1 de la demande de brevet FR-A 2 499 923 sus-mentionné dont le contenu est supposé intégré ici pour référence, et dont le plongeur ou noyau axial coulissant 13 est relié, d'une part, à l'organe ou tige de commande d'entrée 14 (destiné à être relié à la pédale de frein) et d'autre part, coopèr E avec un disque de réaction 15 disposé dans une coupelle d'un organe de sortie 16 du servo-moteur destiné à coopérer avec le piston primaire d'un maîtrecylin- dre 17 rapporté sur la coquille 2 du boîtier 1,comme on le verra par la suite. L'organe de sortie 16 est maintenu dans la partie de moyeu centrab 11 par une rondelle élastique 18 La partie de moyeu centrajell est pourvue classiquement, à son arrière, d'un double filtre 19 pour éviter la contamination de l'air atmosphérique que la valve 12 introduit sélectivement, suite au déplacement du plongeur 13 sous l'effet de l'ordaned'entrée 14, dans la chambre arrière ou de travail 9, la chambre avant 8 étant en permanence maintenue en dépression, la coquille avant 2 étant pourvue d'un embout 20 de raccordement du servo-moteur à une source de dépression du véhicule. Conformément à l'invention, la chambre avant 8 est délimitée intérieurement par un premier organe d'étanchéité flexible 21 s'étendant entre la zone d'extrémité annulaire centrale 22 de la coquille avant 2 et la périphérie de l'extrémité adjacente de la partie de moyeu centrale 11. Similairement, la chambre arrière 9 est délimitée intérieurement par un second organe d'étanchéité flexible 23 s'étendant entre la zone d'extrémité centrale annulaire 24 de la coquille arrière 3 et la périphérie de l'extrémité axiale correspondante de la partie de moyeu centrale 11 De cette façon, conformément à l'invention, les organes d'étanchéité flexibles ayant une configuration sensi- blement cylindrique ou à section sensiblement ellllique, chaque chambre 8 ou 9 présente un volume de travail sensiblement annulaire intéressant essentiellement la structure de paroi mobile 7 et n'intéressant par contre pas du tout la face avant de la partie de moyeu centrale 11. Le premier organe d'étanchéité flexible 21 est avantageusement constitué d'un soufflet en matériau élastomère armé par des anneaux 25 en nmtal ou en matériau plastique à haute résistance disposés extérieurement dans les creux du soufflet Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, le second organe d'étanchéité flexible 23 est constitué d'une membrane à roulement dont le bourrelet intérieur est bloqué élastiquement dans une gorge périphéri- que d'une portion arrière de diamètre réduit circulaire ou el I Lpbique 26 de la partie de moyeu centrale 11 et dont le bourrelet extérieur est pris entre une plaque de montage annulaire intérieure 29 et l'épaulement défini par la zone annulaire d'extrémité centrale 24 formant collerette rabattue vers l'intérieur à l'extrémité d'un prolongement tubulaire central 30 de la coquille arrière 3 entourant, radialement à l'extérieur, la membrane 23 et la portion de diamètre réduit arrière 26 de la partie de moyeu centrale 11 De façon similaire, l'extré- mité avant du soufflet ou premier organe d'étanchéité 21 est maintenu pincée contre la face interne de la zone d'extrémité annulaire centrale 22 de la coquill avant 2 par une plaque de montage annulaire intérieure 31 Le maintien en place des plaques de montage 29 et 31 sera explicité plus avant Avec cet agencement, conformément à l'invention, est ménagée dans le servo-moteur' une zone tubulaire centrale neutre 32, délimitée extérieurement par les premier et second organes d'étanchéité flexibles 21 et 23, ne participant aucunement au système d'échange de fluide du servo-moteur et étant notamment totalement disjointe des chambres 8 et 9 du servo-moteur La valve de commande 12 communique avec la chambre de dépression avant 8 par un canal 33 débouchant dans cette chambre avant 8 à la périphérie de la partie de moyeu centrale 11 entre la zone de montage du soufflet 21 et la zone. de montage de la partie intérieure de la structure de paroi mobile 7 Une plaque annulaire profilée ajourée 34 est montée élastiquement sur le bourre- let de montage du soufflet 21 sur la partie centrale 11 pour éviter tous risques d'occultation par la membrane du soufflet 21 de l'ouverture par la- quelle le passage 33 débouche dans la chambre 8 La valve 12 communique classi- quement avec la chambre arrière de travail 9 par un passage radial 35 débou- chant à la périphérie de la partie de moyeu centrale 11 au niveau de la zone entre la membrane roulante 23 et le bourrelet intérieur de la membrane 5 de la structure de paroi fixe 7 Dans des rainures latérales du passage 35 est montée la clavette 36 de contrôle de la course du plongeur 13 Avantageusement, cette clavette 36 est prolongée radialement vers l'extérieur, dans le passage 35, par une partie ajourée 37 évitant également que le pli de la membrane 23 puisse occulter le passage 35. Conformément à un aspect de l'invention, la zone centrale tubulaire 32 est mise à profit pour disposer, symétriquement par rapport à l'axe général du boîtier, au moins une paire de tirants 38, traversant axialement le bottier 1 et s'étendant chacun au travers d'un alèsage axial traversant 39 formé dans le corps de la partie de moyeu centrab il, entre la zone périphérique de cette dernière o sont raccordéesles membranes 21, 5 et 23 et la partie centrale de diamètre réduit 26 abritant la valve 12 Les alésages 39 sont dimensionnés pour permettre un coulissement lâche par rapport auitirant 38 en établissant ainsi, en l'absence de tout organe d'étanchéité, une libre communication entre les deux zones centrales axialement opposées du servo-moteur, les tirants 38, rendus stationnaires en étant fixés par leurs extrémités à des structures extérieures au bottier 1, assurant le guidage axial de la partie de moyeu central 11 et, partant, de la structure de paroi mobile formant piston 7. Comme on le voit mieux sur la figure 2, chaque tirant 38 comporte, à chaque extrémité, une partie extrême de diamètre réduit filetée 40 passant à travers des trous alignés dans la plaque de montage correspondante 29 ou 31 et dans une bride annulaire 41 ou 42 ayant une partie centrale pénétrant légère- ment dans l'ouverture centrale ménagée par les zones d'extrémités centrales annulaires 22 ou 24 des coquilles du boîtier pour coopèrer en appui avec les plaques de maintien 31 ou 29 et portant extérieurement contre lesdites zones de'extrémité annulaires centrales 22 et 24 des coquilles du boîtier Chaque bride 41 et 42 comporte des 'lamages formant logements et épaulements pour des écrous 43 vissés sur les extrémités filetées 40 des tirants 38 et assurant ainsi l'assembla& sur le boîtier, des brides 41 et 42,des plaques de maintien 31 et 29 et des tirants 38 Les brides 41 et 42 comportent,en outre, des lamages opposés formant logementset épaulementspour des vis de fixation 44 et 45 assurant respectivement l'assemblage du maître-cylindre 17 sur le boîtier 1 et de l'ensemble ma tre-cylindre/boîtier 1 sur une paroi fixe 46 d'un véhicule pourvued'un orifice 47 permettant le passage du capot arrière 48 de la partie du moyeu centrale 11 renfermant le filtre 19 et de la tige d'actionnement 14 Avec un tel montage on notera que,conformément à à un aspect de l'invention, les tirants 38, non seulement s'étendent dans la zone centrale neutre du boîtier mais ne traversent pas non plus les coquilles 2 et 3 du boîtier et transmettent directement les efforts du mattre-cylindre 17 à la paroi 46 via uniquement les brides d'extrémité 41 et 42 On conçoit de même que, selon-les entre-axes prévus entre les boulons de fixation 45 et selon le nombre de boulons de fixation requis, la bride côté intérieur 42 peut être dimensionnée en conséquence sans qu'il soit besoin de modifier là struc- ture des coquilles 2 et 3 du bottier 1. Le mode de réalisation représenté sur la figure 3 différe essen- tiellement du précédent en ce sens que le second moyen d'étanchéité flexible est ici constitué d'un second soufflet armé 23 ',similaire au soufflet 21, dont le bourrelet d'extrémité extérieur est pris entre la zone d'extrémité centrale annulaire 24 de la coquille arrière 3 et la bride annulaire 42, le bourrelet d'extrémité avant du soufflet 23 ' étant engagé sur la périphérie de la zone médiane de la parie de moyeu centrale 11, le passage 35 débouchant, comme précédemment, entre ce soufflet arrière 23 ' et la zone centrale de montage de la structure de paroi mobile 7 Dans le mode de réalisation simpli- fié de la figure 3, l'extrémité filetée 40 des tirants 38,c 8 té maîtrecylindre, est allongée pour servir directement à ' zemblledu maîtrecylindre avec le boîtier une simple plaque annulaire 41 ' étant interposée entre l'épaulement de raccor- dement de l'extrémité filetée 40 au corps du tirant 38 et la bride du mattre- cylindre pour pincer le bourrelet d'extrémité du soufflet avant 21 contre la zone d'extrémité centrale annulaire 22 de la coquille avant 2. Quoi-que la présente invention est été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée, mais est au contraire, susceptible de modifications ou de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 Servo-moteur d'assistance au freinage, comprenant un bottier ( 1), une structure de paroi ( 7) mobile axialement dans le boîtier et divisant ce dernier en une première ( 8) et une seconde ( 9) chambres, et une valve de commande ( 12),disposée dans une partie de moyeu centrale ( 11) solidaire en déplacement de la structure de paroi mobile ( 7), pour établir selectivement, sous l'action d'un organe d'entrée ( 14), une communication entre les deux chambres ( 8, 9),caractérisée en ce que les chambres ( 8, 9) du bottier ( 1) sont délimitéesintérieurement par un premier ( 21) et un second ( 23; 23 ') éléments d'étanchéité flexibles, respectivement, reliant la partie de moyeu centrale ( 11) à la paroi d'extrémité correspondante ( 2, 3) du boîtier. 2 Servo-moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les premier ( 21) et second ( 23; 23 ') éléments d'étanchéité s'étendent respectivement entre la partie de moyeu centrale ( 11) et une zone annulaire d'extrémité centrale ( 22; 24) de la paroi d'extrémité correspondante ( 2; 3) du bottier ( 1). 3 Servo-moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premier ( 21) et second ( 23; 23 ') éléments d'étanchéité ont chacun une configuration sensiblement cylindrique. 4 Servo-moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins le premier ( 21) élément d'étanchéité est constitué par un soufflet armé. 5 Servo-moteur selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des premier ( 33) et second ( 35) passages de fluide établissant respectivement une communication entre la valve ( 12) et les première ( 8) et se- conde ( 9) chambres, formés dans la partie de moyeu centrale ( 11) et débouchant chacun radialement à la périphérie de celle -ci. 6 Servo-moteur selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la partie de moyeu centrale ( 11) comprend une portion de diamètre réduit ( 26),à l'intérieur radialement des premier ( 21) et second ( 23; 23 ') éléments d'étanchéité, et dans laquelle est logée la valve ( 12). 7 Servo-moteur selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément stationnaire de guidage ( 38) s'étendant axialement, radialement à l'intérieur des premier ( 21) et second ( 23; 23 ') éléments d'étanchéité, et coopérant avec la partie de moyeu centrale ( 11) . 8 Servo-moteur selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément transmetteur d'efforts ( 38) s'étendant axialement au travers du bottier ( 1),radialement à l'intérieur dmspremier ( 21) et second ( 23; 23 ') éléments d'étanchéité, et passant dans un évidement axial ( 39) formé dans la partie de moyeu centrale ( 11). 9 Servo-moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément transmetteur d'efforts ( 38) comprend,à chaque extrémité, un moyen de fixation ( 40) Servo-moteur selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément transmetteur d'efforts ( 38) est un tirant. 11 Servo-moteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paire de tirants ( 38) disposé symétriquement par rapport à l'axe général du boîtier ( 1). 12 Servo-moteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que les tirants ( 38) de la paire sont reliés à au moins une de leursextrémités axiales par une structure annulaire ( 41; 41 '; 42) comportant des moyens de fixation ( 44; 45). 13 Servo-moteur selon la revendication,12 caractérisé en ce que les tirants ( 38)de la paire sont reliés à chacune de leurs extrémités axiales par une dite structure annulaire ( 41, 42) pourvue de moyens de fixation ( 44; 45). 14 Servo-moteur selon larevendication 11 ou la revendication 12, caracté- risé en ce que ladite structure annulaire ( 41; 41 V; 42) participe au montage de l'élément d'étanchéité flexible ( 21; 23; 23 ') adjacent.