Brevet FR2596713A1 — publié le 19871009

SERVOMOTEUR D'ASSISTANCE AU FREINAGE La présente invention concerne Les servomoteurs d'assistance au freinage, notamment pour véhicules automobiles, et plus particulièrement les servomoteurs pneumatiques du type comprenant un boîtier, une structure de piston divisant intérieurement le bottier en deux chambres, un moyen de valve de distribution disposé dans un corps de valve solidaire de la structure de piston et actionnable par un organe d'entrée pour créer sélectivement une différentielle de pression entre les chambres, le moyen 10 de valve comportant: un plongeur, monté à coulissement axial dans un alésage central du corps de valve et relié à l'organe d'entrée, le plongeur comportant au moins un premier épaulement périphérique et définissant, à une de ses extrémités, un premier siège de clapet, un second siège 15 de clapet formé dans le corps de valve, concentriquement au premier siège de clapet, et un moyen de clapet monté dans le corps de valve et sollicité élastiquement vers les premier et second sièges de clapet, un ressort de rapp.el prenant appui dans le corps de valve et sollicitant 20 l'organe d'entrée dans la direction opposée aux sièges de clapet, et des moyens de positionnement du plongeur, disposés dans le corps de valve et coopérant avec le plongeur pour lui assigner au moins deux positions déterminées distinctes relativement au corps de valve, 25 typiquement une position de retrait maximum ou de surouverture au retour en cas de relâchement de l'effort sur l'organe d'entrée lors d'une phase de freinage, d'une part, et une position de, repos assurant, dans la configuration de repos du servomoteur, une course d'actionnement minimale du servomoteur, d'autre part. Des servomoteurs de ce type sont décrits dans les documents FR-A-2 469 589 et EP-A-O 153 888. Dans le premier de ces documents, les moyens de positionnement du plongeur sont constitués par une clé montée avec possibilité de 35 débattement axial dans le corps de valve et susceptible de coopérer en butée contre la paroi arrière du boîtier, dans un agencement ne permettant pas de garantir un déplacement sûr et précis de la clé de retenue par rapport au corps de valve ni d'éviter des risques d'interférences avec le 5 mouvement relatif du plongeur ou de mise en travers de la clé de retenue par rapport au plongeur et/ou au corps de valve, en raison notamment des problèmes du maintien "flottant" de la clé dans le corps de valve compte tenu des nombreuses sollicitaticns antagonistes auxquelles est 10 soumise la clé. Dans le second de ces documents, les moyens de positionnement du plongeur sont constitués par un élément tourillonnant dans un logement transversal du corps de valve sous la commande d'un levier palpeur et présentant deux surfaces de cames coopérant respectivement avec un 15 épaulement annulaire périphérique du palpeur et avec une surface périphérique adjacente du palpeur, dans un agencement plus précis, en fonctionnement, que celui du document précédent mais induisant un couple de basculement sur le palpeur susceptible, à la longue, d'affecter la 20 précision du servomoteur lors de sa mise en oeuvre et satisfaisant difficilement aux tests dits "d'arrachement" simulant une levée intempestive de la pédale de freinage par le pied du conducteur du véhicule et se traduisant par un effort de traction important exercé sur l'organe 25 d'entrée. La présente invention a pour objet de proposer un servomoteur d'assistance au freinage du type susmentionné, de construction simple et robuste, au fonctionnement précis et fiable et n'affectant notamment 30 pas les facultés de coulissement co-axial du plongeur dans l'alésage central du corps de valve. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, les moyens de positionnement du plongeur sont constitués par la combinaison d'un premier organe de positionnement fixé dans le corps de valve et ayant une extrémité intérieure susceptible de coopérer avec une première zone du premier épaulement du plongeur pour positionner ce dernier dans une position de retrait maximum déterminée, et d'un second organe de positionnement monté à pivotement dans le corps de valve et ayant une première portion susceptible de coopérer avec une seconde zone de l'épaulement du plongeur, et une seconde portion 5 susceptible de coopérer, au voisinage de la position de repos du servomoteur, avec un élément stationnaire lié au boîtier pour placer, au moins dans cette position de repos du servomoteur, le second organe de positionnement dans une position angulaire déterminée vis-à-vis du corps de valve 10 positionnant, via la première portion du second organe de retenue, le plongeur dans une position de repos déterminée. Selon une caractéristique plus particulière de l'invention, la première zone du premier épaulement du plongeur et la seconde portion, ou portion d'actionnement, 15 du second organe de positionnement coopérant avec l'élément stationnaire sont situées d'un même côté par rapport à un plan diamétral du palpeur, la seconde zone du premier épaulement du palpeur étant située de l'autre côté de ce plan diamétral. Avec un tel agencement la position de retrait ou de sur-ouverture du plongeur vis-à-vis du corps de valve portant le second siège de clapet est parfaitement définie par venue en butée du premier épaulement du plongeur contre le premier organe de positionnement monté fixe dans le 25 corps de valve, sans que le second organe de retenue ne soit sollicité à cette occasion. Par contre, lorsque le servo-moteur atteint sa position de repos, le second organe de positionnement est alors mis en oeuvre, via sa seconde portion, pour repousser vers l'avant, via sa première 30 portion, le plongeur depuis sa position de retrait précédemment adoptée lors du défreinage et l'amener dans sa position de repos sans mettre en oeuvre, pour ce faire, le premier organe de positionneme t. Lors de ces manoeuvres successives, les premier et second organes de positionnement étant chacun immobilisé axialement par rapport au corps de valve et intervenant sur des zones Dpposées de l'épaulement du plongeur, les risques de mise en biais, à la longue, du plongeur dans l'alésage du corps de valve sont totalement supprimés. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre illustratif mais 5 nullement Limitatif, faite en relation avec l.es dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un servomoteur d'assistance au freinage selon l'invention; - la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale suivant le plan de coupe II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 1 montrant un second mode de réalisation de l'invention; et 15 - la figure 4 est une vue en coupe transversale, analogue à celle de la figure 2, du mode de réalisation de la figure 3. Dans la description qui va suivre et sur les dessins, les éléments identiques ou analogues portent les 20 mêmes chiffres de référence, éventuellement indicés. Comme représenté sur les dessins, un servomoteur d'assistance pneumatique au freinage selon l'invention comprend un bo tier 1, constitué par l'assemblage périphérique d'une paroi de boîtier avant 2 et d'une paroi 25 de boYtier arrière 3 et divisé intérieurement par une paroi de piston mobile 4 en une chambre avant 5, ou chambre de dépression, et une chambre arrière 6-, ou chambre de travail. La paroi mobile 4 est fixée centralement sur un moyeu 7, réalisé typiquement en matériau plastique, se 30 prolongeant vers l'arrière et vers l'extérieur par un corps de valve tubulaire 8 guidé à coulissement étanche par un ensemble de guidage et d'étanchéité 9 monté dans un prolongement tubulaire arrière 10 de la paroi arrière 3 du boîtier 1. Dans le corps de valve 8 est monté un moyen de clapet sollicité élastiquement, désigné généralement par la référence 11, destiné à coopérer avec un siège fixe de clapet 12, formé centraiement dans le corps de valve, et avec un siège mobile de cLapet 13 formé par l'extrémité arrière d'un plongeur 14 coulissant dans un alésage central 15 du corps de valve 8 et solidarisé à l'extrémité d'une tige d'entrée et d'actionnement 16 dont l'autre extrémité 5 est destinée à être reliée à une pédale de frein de. véhicule (non représentée). La tige 16 (et, partant, le plongeur 14) est sollicitée vers l'arrière par un ressort de rappel 17 prenant appui sur un épaulement de la tige 16 et sur un épaulement à l'intérieur du corps de valve 8. Par 10 son extrémité opposée à la tige 16, le plongeur 14 est susceptible de coopérer avec un disque de réaction en matériau élastomère 18 tntercaLé entre le moyeu 7 et une tige de sortie 19 du servomoteur, destinée à actionner le piston d'un maitre-cylindre associé au servomoteur (non 15 représenté). Le plongeur 14 comporte une rainure annulaire périphérique 20 définissant un premier épaulement 21 dirigvers l'arrière et un second épaulement 22 lui faisant face. Conformément à l'invention, une clé ou premier organe de positionnement 23 est monté fixe dans le corps de 20 valve 8. La cLé 23, par exemple du type décrit dans le document EP-A-0 101 658 au nom de la demanderesse, dont le contenu est supposé intégré ici pour référence, realjsée à partir d'une plaque métallique, présente une configuration générale plane et est engagée à force dans une rainure 25 radiale 24 formée dans le corps de valve 8 et debouc-hant dans l'aLésage 15 de coulissement du plongeur 14. La cLé 23 comporte une extrémité intérieure découpée en forme de U délimitée par une découpe circulaire 25 et deux pattes d'extrémité 26 formant ensemble, d'un côté d'un plan diamétral D du plongeur 14, une zone d'engagement de profil sensiblement semi-circulaire s'engageant sans contact radial dans la gorge annulaire 20 du plongeur 14 et susceptible en conséquence de coopérer en engagement de butée axiale avec l'un ou l'autre des épaulements 21 et 22 35 du plongeur 14 de façon à délimiter les deux positions extrêmes de déplacement axial du plongeur 14 vis à vis du corps de valve 8. La clé 23 est verrouillée radialement dans le corps de valve 8 par un ergot profilé 27 du corps 2 5 9 6 7 1 3 de valve s'étendant axialement en saillie dans la rainure 24 et reçu dans une fenêtre formée dans la partie de voile pleine de la clé 23. Le corps de valve 8 comporte, du côté du plan 5 diamétral D du plongeur 14 opposé à celui de la rainure 24 recevant la clé 23, un alésage transversal 28 d'axe Z débouchant centralement dans l'alésage 15 du plongeur 14 et dans lequel est montée à rotation, autour de l'axe Z, une première portion 29 d'un seconc organe de positionnement, 1i désigné généralement par la ré'érence 30, comportant une seconde portion ou portion d'act4onnement 31 extérieure au corps de valve 8. Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, la première portion 29 est constituée sous la forme d'un élément de plaque métallique allongé formé d'une seule 15 pièce avec la seconde portion 31 conformée sous la forme d'un bras à profil arrondi se débattant angulairement au voisinage d'un pan coupé externe 32 du corps de valve 8 et dont la face arrière est susceptible de coopérer en contact d'engagement à roulement avec une surface. stationnaire liée 20 au boîtier et constituée typiquement par la face annulaire avant 33 du joint d'étanchéité en matériau élastomère de l'ensemble de guidage et d'étanchéité 9 monté dans le prolongement tubulaire 10. La première portion 29 du second organe de retenue comporte centralement, dans sa zone faisant saillie dans l'alésage 15, une partie découpée rabattue vers l'avant et profilée pour constituer une - surface de came 34 susceptible de coopérer avec une zone du. premier épaulement 21 située du côté du plan diamétral D opposé à la clé 23. Le fonctionnement du servomoteur selon l'invention est le suivant: lorsque le servomoteur est actionné, en exerçant un effort axial vers l'avant sur la tige 16, le plongeur 14 se déplace vers laat das 'aésage 15 provoquant, en premier lieu, après une brève course initiale d'actionnement, la venue en contact de l'élément de clapet 11 contre le siège de clapet fixe 12 pour isoler l'une de l'autre les deux chambres 5 et 6, puis, en second lieu, ouvrir un passage entre l'élément de clapet 11 et le siège de clapet mobile 13 pour admettre la pression atmosphérique dans la chambre de travail 6 et réaliser ainsi une assistance sur la tige de sortie 19. Lors d'une telle phase de freinage, le plongeur 14 n'interfère avec aucun des moyens de positionnement 23 et 30. En cas de défaillance de la source de vide, le plongeur 14 vient en butée par son second épaulement 22 contre la clé 23, reliant ainsi en poussée en mode non assisté, la tige d'entrée 16 et la tige 10 de sortie 19. Si, en fonctionnement normal assisté, durant une telle phase de freinage, l'effort exercé sur la tige d'entrée 16 est relâché, la tige 16 se déplace vers l'arrière relativement au corps de valve 8 sous l'effet du ressort de rappel 17, et le plongeur 14, re'venant en contact par son siège mobile 13 avec l'élément de clapet 11, déplace ce dernier élastiquement vers l'arrière pour le dégager du siège de clapet fixe 12 et rétablir une communication entre ces deux chambres 5 et 6. Pour permettre un rééquilibrage rapide de pression (en 20 l'occurence de dépression) entre ces deux chambres 5 et 6, le plongeur 14 est autorisé à reculer d'une distance relativement importante vis-à-vis du corps de valve 8, le passage entre le siège de clapet fixe 12 et l'élément de clapet 11 étant déterminé de façon précise par venue en 25 butée, sous l'effet du ressort de rappel 17, du premier épaulement 21 contre la cLé 23. Lors de cette phase de fonctionnement, le second organe de positionnement 30, pivotant librement dans le corps de valve 8, n'interfère pas dans le déplacement du plongeur 14 vis-à- vis du corps 30 de valve 8. Par contre, lorsque l'effort sur la tige d'entrée 16 est définitivement relàché, la paroi mobile 4 est ramenée, sous l'effet de son ressort de rappel propre 38, en butée contre la paroi arrière 3 du boitier 1. Ce faisant, lorsque le servomoteur arrive au voisinage de sa 35 position de repos, le bras 31 du second organe de positionnement 30 vient porter contre la surface stationnaire 33 en provoquant une rotation dextrogyre (sur la figure 1) de la première portion 29 de sorte que la surface de came 34, par coopération avec Le premier épaulement 21 du plongeur 14 ayant conservé jusqu'ici une position de retrait relative, ramène celui-ci vers l'avant depuis sa position de retrait préalable de façon à réduire 5 le jeu entre l'élément de clapet 11 et le siège de clapet fixe 12. Ce jeu au repos, correspondant à la course morte d'actionnement du servomoteur,. est donc défini de façon précise et parfaitement reproductible par la position angulaire finalement adoptée par le second organe de 10 positionnement 30 en appui sur la surface stationnaire 33 lorsque la paroi mobile 4 est venue en butée sur la paroi arrière 3, comme représenté sur la figure 1. Ce jeu peut être adapté et déterminé avec une grande précision selon le conformage du bras 31 et/ou de la première surface de came 15 34, La position maximum de retrait ou de sur-ouverture au retour du plongeur 14 vis-à-vis du corps de valve 8 étant, quant à elle, déterminée également avec une grande précision, par construction, indépendamment dans une large mesure du second organe de positionnement 30, par la 20 distance axiale entre la rainure radiale 24 recevant la cLé 23 et le siège de clapet fixe 12. La première portion 29 du second organe de positionnement 30 est avantageusement associée à une paire de coussinets cylindriques en matériau plastique 35 et 35' 25 enfiches latéralement et en bout, respectivement, sur la lame 29 pour garantir un centrage en rotation de cette dernière dans l'alésage 28. On prévoiera avantageusement un Léger effet de friction entre les coussinets 35 et 35' et l'alésage 28 pour amortir les facultés de débattement libre 30 du second organe de retenue 30 dans le corps de valve 8. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, le second organe de retenue 30 est maintenu en place dans le corps de valve 8 en prévoyant une extrémité'de la première portion 29 opposée au bras 31 sous la forme d'une languette 35 36 traversant une extrémité de diamètre réduit de l'aLésage 28, puis rabattue latéralement au voisinage d'un second méplat de petites dimensions 37 formé dans la périphérie du corps de valve 8. Le mode de réalisation représenté sur la figure 3 et 4 est, dans ses grandes lignes, analogue à celui qui vient d'être décrit et s'en distingue essentiellement par la configuration du second organe 30'. Dans ce mode de 5 réalisation, la première portion 29' se présente sous la forme d'un organe monté à rotation autour de l'axe Z dans l'alésage 28 du corps de valve 8 et dépassant latéralement de part et d'autre de ce dernier. Sur les extrémités en saillie de la première portion 29' sont montées, par 10 exemple par insertion en bout, Les extrémités d'une paire de bras 39, 39' en forme d'arcs de cercle de rayons intérieur et extérieur, en vue en plan (figure 4), respectivement légèrement supérieur au rayon d'un cercle exinscrit au corps de valve 8 et inférieur au rayon interne 15 du prolongement tubulaire 10. Les deux bras 39 et 39', formés à partir d'une tôle métalLique, se rejoiognentcentralement, à l'opposé de la première portion 29' par rapport au plan diamétral D, en constituant une languette profilée s'étendant vers l'avant 40 formant élément de came 20 suiveur destiné à coopérer en glissement avec une surface de came stationnaire 41 constituée par exemple par le profil de raccordement entre le prolongement tubulaire 10 et la zone radiale centrale adjacente de la paroi arrière 3 du boîtier 1. Dans le mode de réalisation représenté sur 25 Les figures 3 et 4, la surface de came 34 est constituée par une rainure profilée 42 taillée longitudinalement dans la première portion 29' massive. En variante, la première portion 29' peut être réalisée sous la forme d'un tube en tôle enroulée dont une portion centrale est déformée et 30 profilée de façon adéquate pour constituer la surface de came 34. Le fonctionnement de ce second mode de réalisation est en tout point identique à ce ui décrit précédemment en relation avec les figures 1 et 2, si ce n'est que la 35 position de repos du plongeur 14, assignee 'par la surface de rampe 34, n'est pas déterminée ici par venue en butée axiale de la seconde portion 31' mais par la position dans l'espace du point de contact entre la languette 40 et la 1 0 surface de rampe 41 Lorsque La paroi mobile 4 est en butée contre La paroi arrière 3 du boîtier 1, ce point de contact pouvant être déterminé avec précision en conférant aux bras 39 et 39' et à La languette 40 une conformation adaptée. 1 1 REVENDICATIONS 1. Servomoteur d'assistance au freinage comprenant: - un boîtier (1); une structure de piston (4) divisant intérieurement le boîtier en deux chambres (5,6); - un moyen de valve de distribution disposé dans un corps de valve (8) solidaire de la structure de piston (4) et actionnable par un organe d'entrée (16) pour créer sélectivement une différentielle de pression entre les chambres, le moyen de valve comportant: - un plongeur (14) monté à coulissement axial dans un alésage central (15) du corps de valve (8) et relié à l'organe d'entrée (16), le plongeur comportant au moins un premier épaulement périphérique (21) et définissant, à urne de ses extrémités, un premier siège de clapet (12), et - un second siège de clapet (13) formé dans le cor-ps de valve (8), concentriquement au premier siège de clapet (12), et - un moyen de clapet (11) monté dans le corps de valve et sollicité élastiquement vers les premier et second. siège 20 de clapet, - un ressort de rappel (17) prenant appui dans le corpsde valve et sollicitant l'organe d'entrée (16) dans la direction opposée aux sièges de clapet, et - des moyens de positionnement du plongeur disposés 25 dans le corps de valve et coopérant avec le plongeur pour lui assigner au moins deux positions déterminées distinctes relativement au corps de valve, caractérisé en ce que les moyens de positionnement sont constitués par la combinaison: - d'un premier organe de positionnement (23) fixé dans le corps de valve (8) et ayant une extrémité intérieure (26) susceptible de coopérer avec une première zone du premier épaulement (21) du plongeur (14) pour positionner ce dernier dans une position de retrait déterminée 35 relativement au corps de valve (8); et - d'un second organe de positionnement (30; 30') monté à pivotement dans le corps de valve (8) et ayant une première portion (29; 29') susceptible de coopérer avec une seconde zone du premier épaulement (21) du plongeur, et une seconde portion (31; 31') susceptible de coopérer, au 5 voisinage de la position de repos du servomoteur avec un élément stationnaire (9; 10) lié au boîtier (1) pour placer, au moins dans cette position de repos, le second organe de positionnement dans une position angulaire déterminée positionnant, via sa première portion (29; 10 29'), le plongeur (14) dans une position de repos déterminée relativement au corps de valve (8). 2. Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première zone du premier épaulement (21) du plongeur (14) et la seconde portion (31; 31') du second 15 organe de positionnement (30; 30') coopérant avec l'élément stationnaire (9; 10) sont situés d'un même côté par rapport à un plan diamétral (D) du palpeur (14), la seconde zone du premier épaulement (21) étant situé de l'autre côté de ce plan diamétral. 3. Servomoteur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le plongeur (14) comporte un second épaulement périphérique (22) faisant face axialement au premier épaulement et susceptible de coopérer avec l'extrémité intérieure (26) du premier organe 25 de positionnement (23) dans une troisième position déterminée du plongeur (14) relativement au corps de valve (8). 4. Servomoteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier organe de positionnement 30 est constitué par une clé sensiblement plate (23) montée dans une rainure radiale (24) du corps de valve et dont l'extrémité intérieure (26), en forme de U, fait saillie dans l'alésage central (15) du corps de valve (8) et dans une gorge annulaire périphéricue (20) du plongeur (14) 35 formant les premier et second épaulements (21,22). 5. Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première portion (29; 29') du second organe de positionnement (30; 30') est constituée par un éLément aLLongé touriLLonnant dans un Logement transversal (28) formé dans Le corps de valve (8) et comporte une surface de came (34) faisant saillie dans l'alésage central (15) du corps de valve (8). 6. Servomoteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde portion (31; 31') du second organe de positionnement (30; 30') est constituée d'au moins un levier palpeur profilé extérieur au corps de valve (8) et 10 solidarisé à une extrémité de l'élément allongé (29; 29'). 7. Servomoteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le levier palpeur (31) et l'élément allongé (29) sont formés d'une seule pièce en tôle. 8. Servomoteur selon la revendication 7, caractérisé en 15 ce que l'élément allongé (29) est supporté à rotation dans le logement transversal (28) du corps de valve (8) par deux paliers en matériau plastique (35; 35'). 9. Servomoteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le levier palpeur (31') comporte deux bras arrondis 20 (39,39') épousant Le profil périphérique du corps de valve (8) et reliés aux extrémités respectives de l'élément allongé (29'). 10. Servomoteur selon l'une quelconque de-s revendications précédentes, caractérisé en ce que la 25 seconde portion (31) du second organe de positionnement (30) vient porter en butée axiale, dans la position de repos du servomoteur, contre l'élément stationnaire (9). 11. Servomoteur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la seconde portion (31') du second 30 organe de positionnement (30') coopère en contact de glissement, au voisinage' de la position de repos du servomoteur, avec une surface de came (41) formée par l'élément stationnaire (10). 12. Servomoteur selon la revendication 11, caractérisé 35 en ce que la surface de came (41) est formée par la paroi arrière (3) du boîtier (1).