Brevet FR2561599A1 — publié le 19850927

- 1 SERVOMOTEUR A DEPRESSION D'ASSISTANCE AU FREINAGE. La présente invention concerne les servomoteurs à dépres- sion d'assistance au freinage, plus particulièrement pour véhicules automobiles, du type comprenant un bottier constitué d'une coquille avant et d'une coquille arrière et divisé intérieurement en une chambre à dépression et une chambre de travail par une structure de piston sollicitée par un ressort vers la coquille arrière et comprenant un moyeu renfermant un moyen de valve de distribution comportant un siège de clapet fixe formé par le moyeu, un siège de clapet mobile, coaxial au siège de clapet fixe et formé par l'extrémité d'un plongeur coulis- sant dans le moyeu et relié à une tige d'actionnement de servomoteur, et un moyen de clapet monté dans le moyeu et sollicité élastiquement vers les sièges de clapets fixe et mobile pour coopérer avec ces derniers, et un ressort de rappel de tige, coaxial à la tige et dis- posé entre le moyeu et une collerette montée sur la tige. Un servomoteur de ce type est décrit dans le document FR-A-1 549 121. Dans le servomoteur de ce document, la position de repos de la structure de piston est déterminée par la venue en butée de cette dernière contre la coquille arrière, la position de repos du plongeur de valve étant déterminée par une clé montée radialement dans le moyeu de la structure de piston. I1 en résulte que la course morte d'actionnement du servomoteur (c'est-à-dire le jeu existant, en confi- guration de repos, entre le moyen de clapet et le siège de clapet fixe) ne peut être réduite à une valeur très petite compte tenu de la chaîne de côtes de fabrication et de tolérances et de la nécessité d'assurer, en phase de défreinage, une ouverture entre le moyen de clapet et le siège de clapet fixe pour permettre une dépressurisation convenable de la chambre arrière. Dans le document US-A-4 358 990, la position de repos de la structure de piston est également déterminée par sa venue en butée contre la coquille arrière, la position de repos du plongeur de valve étant quant à elle déterminée par une butée prévue sur la tige d'ac- tionnement et coopérant avec un prolongement arrière de la coquille arrière. De ce fait, pour permettre un réglage de la course morte du servomoteur, il est nécessaire de prévoir des moyens de réglage de la butée sur la tige/qurent notablement les coûts de production et de montage en série. 2 5 6 1 5 9 9 - 2 2561599 La présente invention a pour objet de proposer un servo- moteur du type sus-mentionné, de structure simplifiée, de faibles coûts de fabrication et de montage, présentant une course morte nulle, dans lequel la structure de piston et le plongeur de valve adoptent automati- quement des positions de repos relatives autoadaptatives assurant cette course morte nulle. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, la collerette sur laquelle prend appui le ressort de rappel de tige est montée coulissante sur la tige d'actionnement et comporte, à l'opposé du ressort de rappel de tige, une première et une seconde surfaces d'appui destinées à coopérer respectivement avec une butée formée sur la tige et une butée fixe. Selon une caractéristique plus particulière de l'invention, la butée fixe est formée avantageusement par un organe de butée soli- darisé au boîtier, l'organe de butée étant typiquement tubulaire et s'étendant concentriquement autour de la partie arrière du moyeu de la structure de piston, la butée fixe coopérant avec la seconde surface d'appui de la collerette montée coulissante sur la tige étant formée par une extrémité rabattue vers la tige de l'organe de butée. Avec un tel agencement, les positions de repos relatives de la structure de piston et du plongeur de valve sont obtenues auto- matiquement par appui des sièges de clapets fixe et mobile sur le moyen de clapet sous l'effet de la légère différentielle de vide régnant, en condition de fonctionnement du servomoteur, dans les deux chambres du bottier lorsque celui-ci est raccordé à une source de vide, appui et du ressort de rappel de tige prenant/, par l'intermédiaire de la collerette coulissante, sur la butée fixe avec laquelle n'interfèrent en butée ni la structure de piston ni la tige d'actionnement, l'élas- ticité du ressort de rappel de la tige autorisant ainsi une plage d'autoadaptation éliminant tous moyens de réglage particuliers obérant les coûts de fabrication et de montage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réali- sation, donné à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec le dessin annexé, sur lequel: - la figure unique est une vue en coupe longitudinale partielle d'un servomoteur d'assistance au freinage selon l'invention. Le servomoteur d'assistance au freinage selon l'invention -3- comprend typiquement un bottier, désigné généralement par la référen- ce 1, constitué par l'assemblage périphérique étanche d'une coquille de bottier avant 2 et d'une coquille de bottier arrière 3. Le bottier 1 est divisé intérieurement en une chambre avant ou chambre à dépres- sion 4, destinée à être reliée, par un raccord 5 monté dans la coquille avant 2, à une source de vide, par exemple le collecteur d'admission du moteur d'un véhicule automobile, et une chambre arrière ou chambre de travail 6 par une structure de piston, désignée généralement par la référence 7, constituée de façon classique d'un ensemble annulaire d'un diaphragme 8 et d'une plaque renfort 9, monté sur un moyeu 10 renfermant un moyen de valve de distribution 11, comme on le verra plus avant. Dans le mode de réalisation représenté, le moyeu 10 com- porte une partie arrière de diamètre réduit 12 de configuration tubu- laire guidée à coulissement étanche par rapport à la coquille arrière 3 du bottier 1 par un ensemble annulaire de guidage et d'étanchéité, constitué d'un guide 13 et d'un joint coulissant 14, monté dans un prolongement arrière tubulaire ou cheminée 15 de la coquille arrière 3. Le boîtier 1 comporte un renfort annulaire antérieur 16a et un renfort annulaire postérieur 16b fixés respectivement sur les faces frontales de la coquille avant 2 et de la coquille arrière 3 et portant les vis de fixation 17a et 17b servant respectivement au montage d'un maître- cylindre (non représenté) sur la coquille avant 2 et au montage de l'ensemble maitre-cylindre/servomoteur sur une paroi fixe d'un véhicule (non représentée). Dans un logement central de la partie centrale du moyeu 10 de la structure de piston 7 est monté coulissant un plongeur de valve solidarisé à une rotule d'extrémité d'une tige d'actionnement 21 comportant, à son autre extrémité, une chape 22 destinée à sa connexion articulée à une pédale de frein du véhicule automobile (non représentée). 3G Le plongeur 20 forme à son extrémité arrière un siège de clapet mobile annulaire 23 destiné à coopérer avec la face avant renforcée d'un moyen de clapet tubulaire 24 réalisé en matériau élastomère et monté contre un épaulement interne de la partie arrière de moyeu 12 par une plaque support tubulaire 25 présentant une section sensiblement en forme de Z ou de L. La partie centrale du moyeu 10 définit d'autre part un siège de clapet fixe annulaire 26 disposé concentriquement autour du plongeur 20 et destiné à coopérer également, sélectivement, avec la face avant du moyen de clapet 24. Cette face avant du moyen -4- de clapet 24 est sollicitée dans la direction vers les sièges de clapets fixe 26 et mobile 23 par un ressort de valve 27 prenant appui sur l'ex- trémité intérieure de la plaque support tubulaire 25. Des passages longitudinaux 28 et un passage radial 29 sont formés dans le moyeu 10 pour mettre en communication le moyen de valve 11 respectivement avec la chambre à dépression 4 et la chambre de travail 6. Conformément à l'invention, sur la tige d'actionnement 21 est montée à coulissement une collerette, désignée généralement par la référence 30, comportant un fût tubulaire 31 engagé sur une partie cy- lindrique de la tige 21 et comportant une bride d'extrémité avant 32 formant surface d'appui pour un ressort hélicoidal tronconique de rappel de tige 33 prenant appui, par son autre extrémité, contre la partie médiane de la plaque support tubulaire 25. A son extrémité opposée à la bride 32, la collerette 30 comporte une seconde partie de bride s'étendant radialement vers l'extérieur 34 prolongée axialement vers l'extérieur par une partie tronconique se terminant elle-même par une bride d'extrémité annulaire s'étendant radialement vers l'extérieur décalée axialement de la bride intérieure 34. Dans la partie arrière de moyeu 12 est disposé, autour de la tige 21 (en l'occu- rence, autour de la collerette 30), un ensemble annulaire de filtrage -de nses muretés 36 débarrassantil'air atmosphérique pénétrant, par l'intérieur de la partie arrière de moyeu 12, jusqu'au moyen de valve 11 et de là, sélectivement, lors d'une phase de freinage, dans la chambre de travail arrière 6 du servomoteur. Selon un aspect de l'invention, un organe de butée tubulaire , solidarisé au boîtier 1, est disposé autour de la partie arrière de moyeu 12 s'étendant hors de la coquille arrière 3 pour coopérer en appui avec la face arrière de la bride d'extrémité 35 de la collerette 30. Dans le mode de réalisation représenté, l'organe de butée tubulaire 40 est serti, par son extrémité avant 41, dans une gorge périphérique 42 du guide 13 et comporte, à son extrémité opposée (c'est-à-dire arrière), une bride annulaire rabattue radialement vers l'intérieur 43 formant surface de butée pour la bride d'extrémité 35 de la colle- rette 30. Comme représenté sur le dessin, un soufflet de protection 36 est disposé dans l'espace annulaire entre l'organe de butée tubulaire 40 et la partie arrière de moyeu 12, le soufflet 36 ayant son extrémité avant engagée sur le guide 13 et son extrémité arrière engagée à l'intérieur de l'extrémité arrière de la partie arrière de -5 - moyeu 12. Le servomoteur e:. complété par une tige de sortie 37 montée sur la partie centrale du woyeu 10 et destinée à coopérer avec le piston primaire du maltre-cylindre sus-mentionné, un organe de réaction annulaire en matériau élastomère 38 étant interposé entre la tige de sortie 37 et le plongeur de valve 20. La tige d'actionnement 21 com- porte de plus, avantageusement au niveau de son raccordement avec la chape 22, un bourrelet faisant saillie extérieurement 39 destiné à coopérer avec la bride d'extrémité 34 de la collerette 30 et à déplacer cette dernière en même temps que la tige 21 lors d'une opération de freinage pour accompagner le déplacement de la structure de piston 7 à l'encontre de son ressort de rappel 50 disposé entre le renfort antérieur 16a et le moyeu 10. En fabrication, les éléments constitutifs du servomoteur sensiblement sont dimensionnés de façon que ceux-ci adoptent/la position représentée sur la figure unique, c'est-à-dire, sous l'effet du ressort de rappel de piston 50, la structure de piston 7 à légère distance de la coquille arrière 3 avec la collerette 30 en butée par sa bride d'extrémité 35 contre la bride 43 de l'organe de butée 40 et sa bride intérieure 34 en contact avec le bourrelet 39 de la tige 21, les deux sièges de clapets fixe 26 et mobile 23 étant, dans ces conditions, coplanaires. tous deux en appui étanche contre la face avant du moyen de clapet 24. Lorsque le servomoteur est connecté in situ à une source de vide, la dépression créée dans la chambre de dépression 4 tend, dans un premier temps, à déplacer légèrement la structure de piston 7 vers l'avant et donc à dégager le siège de clapet fixe 26 de la face avant du moyen de clapet 24 (le siège de clapet mobile 23 demeurant plaqué contre la face avant du moyen de clapet 24 sous l'effet du ressort de rappel 33 et de l'appui entre la bride intérieure 34 et le bourrelet 39 de la tige 21). Ce faisant, le jeu ainsi créé entre le siège de clapet fixe 26 et le moyen de clapet 24 établit une communication, par le passage 29,entre la chambre à dépression 4 et la chambre de travail 6, amenant celle-ci à un niveau de dépressurisation voisin, par limite inférieure, de celui régnant dans la chambre à dépression 4 et permettant donc au ressort de rappel de piston 50 de ramener la structure de piston 7 sensiblement dans la position occupée précédemment, c'est-à-dire avec le siège de clapet fixe 26 de nouveau en appui sur le moyen de clapet 24. On conçoit que, du fait du montage flottant de la tige 21 (et du plongeur 20) par rapport à la collerette 30, cette dernière ne se 6 1599 -6 - trouve de fait pas assujettie au positionnement in situ de la tige 21 et que la structure de piston 7 peut recouvrer la configuration de repos à course nulle suivant la procédure sus-mentionnée indépendamment, dans une large mesure, des tolérances respectives du moyeu 10 et du bottier 1. Le fonctionnement en phase de freinage est conventionnel: lorsque la tige 21 est déplacée vers la gauche (sur le dessin) à partir de la position de repos (o les deux chambres 4 et 6 sont sen- siblement au même niveau de dépression), le siège de clapet mobile 23 s'écarte de la face avant du moyen de clapet 24, qui demeure plaqué contre le siège de clapet fixe 26, permettant ainsi à l'air atmosphé- rique traversant l'ensemble de filtrage 36 de pénétrer dans la chambre de travail 6 par le passage 29 en créant ainsi, de part et d'autre de la structure de piston 7, une différentielle de pression d'assistance déplaçant cette structure de piston 7 dans le sens d'actionnement de la tige 21. Lorsque l'effort d'actionnement sur la tige 21 cesse, celle-ci, sous l'effet du ressort de rappel 33 (et du ressort de rappel de la pédale), est ramenée vers l'arrière. Ce faisant, le siège de clapet mobile 23 comprime fortement vers l'arrière le moyen de clapet 24 à l'encontre de son ressort de valve 25, dégageant ainsi largement le moyen de clapet 24 du siège de clapet fixe 26 et permettant la dépressurisation rapide de la chambre de travail 6 de sorte que, sous l'effet du ressort de rappel de piston 50, la structure de piston 7 revient également rapidement vers sa position de repos au voisinage de la coquille arrière 3. A la fin de ce mouvement de retour, la collerette 30 revient porter, par sa bride d'extrémité 35, contre la bride de butée 43 de l'organe de butée 40, pour repositionner, par l'intermédiaire du ressort de rappel 33, la structure de piston 7 dans sa configuration de repos avec le siège de clapet fixe 26 en appui contre la face avant du moyen de clapet 24 dans un plan déterminé par le siège de clapet mobile 23 dans la position de repos du plongeur 20. Conformément à un aspect de l'invention, pour permettre au servomoteur de se conformer aux essais dits d'arrachement consti- tuant à exercer sur la tige 21 un effort de traction (vers la droite, sur le dessin) important, on prévoit une clé 60 en forme de U engagée fermement dans l'extrémité avant du passage 29 suivant un agencement faisant l'objet du document EP-A-0 101 658, l'extrémité découpée en 6 1599 - 7 - forme de U de la clé 60 étant reçue avec jeu dans une gorge périphé- rique 61 du plongeur 20 limitée vers l'avant par un épaulement annu- laire 62. Avec un tel agencement, lorsque l'effort de traction important sus-mentionné est exercé sur la tige 21, le plongeur 20 vient en appui par son épaulement annulaire 62 contre la clé 60, l'effort de traction 21 étant ainsi transmis par cette dernière à la structure de piston 7 pour venir porter cette dernière en appui contre le renfort postérieur 16b. On notera que, comme représenté sur le dessin, afin de permettre au plongeur 20 de réaliser, lors d'une phase de cessation de freinage, la surouverture entre le moyen de clapet 24 et le siège de clapet fixe 26, la gorge 61 est axialement dimensionnée de façon que, dans soit ménaqé la configuration de repos représentée sur le dessin, un jeu important/ entre la clé 60 et l'épaulement 62. Selon un autre aspect de l'invention, pour les cas o, en configuration de repos, in situ dans le véhicule automobile, la pédale reliée à la chape 22 se trouve au voisinage immédiat de l'ex- trémité arrière de la partie arrière de moyeu 12, on prévoit, dans la partie arrière de l'organe de butée tubulaire 40, une fente diamétrale s'étendant axialement 70 susceptible de recevoir l'âme ou la tranche de la pédale lors du plein enfoncement de cette derhière. -8 - REVENDICATIONS 1. Servomoteur à dépression d'assistance au freinage, com- prenant: un bottier (1) constitué d'une coquille avant (2) et d'une coquille arrière (3) et divisé intérieurement en une chambre à dépres- sion (4) et une chambre de travail (6) par une structure de piston (7) sollicitée par un ressort (50) vers la coquille arrière (3) et comprenant un moyeu (10) renfermant un moyen de valve de distribution (11) comportant un siège de clapet fixe (26) formé par le moyeu (10), un siège de clapet mobile (23), coaxial au siège de clapet fixe (26) et formé par l'extrémité d'un plongeur (20) coulissant dans le moyeu (10) et relié à une tige d'actionnement (21) du servomoteur, et un moyen de clapet (24) monté dans le moyeu (10, 12) et sollicité élastiquement (27) vers les sièges de clapets fixe (26) et mobile (23) pour coopérer avec ces derniers, et un ressort de rappel de tige (33) coaxial à la tige (21) etdisposé entre le moyeu (10, 12) et une collerette (30) montée sur la tige (21), caractérisé en ce que la collerette (30) est montée coulissante sur la tige (21) et comporte, à l'opposé du ressort de rappel (33), une première (34) et une seconde (35) surfaces d'appui destinées à coopérer respectivement avec une butte (39) formée sur la tige et une butée fixe (43). 2. Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée fixe (43) est formée par un organe de butée (40) soli- darisé au bottier (1). 3. Servomoteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la butée fixe est formée par une extrémité rabattue vers la tige (43) de l'organe de butée (40). 4. Servomoteur selon la revendication 2 ou la revendica- tion 3, dans lequel une partie arrière (12) du moyeu (10) est guidée à coulissement étanche dans un prolongement tubulaire central (15) de la coquille arrière (3), caractérisé en ce que l'organe de butée (40) est tubulaire et s'étend concentriquement autour de la partie arrière (12) du moyeu (10). 5. Servomoteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la collerette (30) comprend une partie de fût (31) engagée sur la tige (21) et ayant une première zone d'extrémité (32) coopérant avec le ressort de rappel (33), et une seconde zone d'extrémité formant la première surface d'appui (34) et se prolongeant en s'évasant ra- dialement vers l'extérieur pour constituer la seconde surface d'appui (35) . -9- 6. Servomoteur 3elon la revendication 4 ou la revendica- tion 5, dans lequel la partie arrière (12) du moyeu (10) est guidée à coulissement par un ensemble annulaire de guidage (13) et d'étan- chéité (14) monté dans le prolongement tubulaire (15) de la coquille arrière (3), caractérisé en ce que l'organe de butée tubulaire (40) est monté par son extrémité (41) opposée à l'extrémité rabattue (43) sur l'ensemble annulaire de guidage et d'étanchéité (13, 14). 7. Servomoteur selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un soufflet d'étanchéité (36) relié a l'extrémité extérieure de la partie arrière (12) du moyeu (10) et disposé entre cette dernière et l'organe de butée tubulaire (40). 8. Servomoteur selon l'une des revendications 4 à 7, earactérisé en ce que l'organe de butée tubulaire (40) est formé, sur sa partie arrière, avec une fente diaînétrale s'étendant axialement (70). 9. Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la butée farmée sur la tige (21) est constituée par un bourrelet (39). 10. Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une elé de retenue ayant une extrémité reçue dans une zone centrale de diamètre réduit (61) du plongeur (20) et s'étendant dans une lumière radiale (29) du moyeu (20) faisant communiquer le moyen de valve (11) avec la chambre arrière (6).