Brevet FR2821810A1 — publié le 20020913

"Servomoteur comportant un bourrelet de membrane fendu" L'invention concerne un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage pour un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un servomoteur pneumatique 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 première pression réduite, et une chambre arrière soumise à une deuxième pression variant entre la première pression et une pression élevée, supérieure à la première pression, du type qui comporte un piston mobile solidaire de la cloison mobile qui est susceptible de solliciter une extrémité arrière d'une tige d'actionnement d'un maître cylindre de freinage, et du type dans lequel la cloison mobile comporte un élément avant sensiblement en forme de cloche dont une portée cylindrique intérieure entoure partiellement le piston et qui est recouvert d'une membrane arrière annulaire en matériau élastomère dont un bord extérieur est lié de manière étanche à la paroi intérieure de l'enveloppe et dont un bord intérieur conformé en bourrelet s'étendant vers l'avant est reçu dans une gorge du piston et y est partiellement maintenu par l'intermédiaire de la portée cylindrique intérieure de l'élément avant qui s'étend axialement en partie autour de la gorge. On connaît de nombreux exemples de servomoteurs pneumatiques du type décrit précédemment. Dans un tel servomoteur, la première pression réduite qui règne dans la chambre avant est fournie par exemple par une source de dépression moteur dans le cas d'un moteur à allumage commandé, et par une pompe à vide dans le cas d'un moteur diesel. La pression élevée qui est susceptible de régner dans la chambre arrière est par exemple fournie par une prise d'air à la pression atmosphérique qui communique avec l'extérieur du servomoteur, ou par une source de pression fournissant une pression supérieure à la pression atmosphérique. De manière connue, le bord intérieur conformé en bourrelet présente, en section par un plan contenu dans la direction longitudinale axiale du servomoteur, la forme d'un"talon"qui est reçu dans la gorge du piston. La portée cylindrique intérieure de l'élément avant qui s'étend axialement partie autour de la gorge déborde axialement suivant un tiers environ de la dimension axiale du bourrelet. Cette conception présente l'inconvénient de favoriser une possible extraction du bourrelet hors de la gorge du piston. En effet, au fur et à mesure des allers et retours de l'élément avant en forme de cloche, la membrane arrière qui le recouvre est fortement sollicitée et est soumise à des tensions internes qui peuvent la conduire à extraire au moins partiellement le bourrelet hors de la gorge du piston. Ceci peut s'avérer dangereux, l'air contenu dans la chambre arrière pouvant, dès lors que le bourrelet n'assure plus correctement l'étanchéité entre la membrane et le piston, s'insinuer sous le piston et gagner la chambre avant, privant ainsi le servomoteur de la dépression qui est nécessaire à son bon fonctionnement. Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose un servomoteur du type décrit précédemment qui comporte un bourrelet dont les caractéristiques permettent un meilleur maintien au fond de la gorge. Dans ce but, l'invention propose un servomoteur du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le bourrelet comporte au moins une fente sensiblement tronconique, ouverte vers l'arrière, qui est destinée à conférer au bourrelet une souplesse radiale permettant d'éviter son décollement de la gorge. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - l'élément avant comporte au moins, radialement de l'intérieur vers l'extérieur et de l'avant vers l'arrière, la portée cylindrique intérieure, un tronçon tronconique intermédiaire, et une plaque en forme de disque, - la fente s'étend vers l'avant dans l'épaisseur du bourrelet au plus jusqu'au droit de la jonction de la portée cylindrique intérieure et du tronçon tronconique intermédiaire de l'élément avant, - la plaque en forme de disque de l'élément avant s'étend axialement en avant d'un bord arrière de la gorge pour faciliter l'introduction du bourrelet dans la gorge lors de son montage, - la portée cylindrique intérieure et le tronçon tronconique intermédiaire couvrent sensiblement plus de la moitié de la largeur axiale de la gorge, - une partie arrière du bourrelet déborde hors de la gorge autour de la périphérie du piston. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble en coupe longitudinale axiale d'un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage réalisé conformément à un état antérieur de la technique ; - la figure 2 est une vue de détail en coupe axiale d'un servomoteur selon l'état antérieur de la technique représentant le bourrelet de la membrane monté dans la gorge du piston, suivant une position de repos de la membrane ; - la figure 3 est une vue du servomoteur de la figure 2, représentant le bourrelet suivant une position de sollicitation en tension de la membrane ; - la figure 4 est une vue de détail en coupe axiale d'un servomoteur selon l'invention, représentant le bourrelet de la membrane monté dans la gorge du piston, suivant une position de repos de la membrane ; et - la figure 5 est une vue du servomoteur de la figure 4, représentant le bourrelet suivant une position de sollicitation en tension de la membrane. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. Par convention, les termes"avant","arrière","extérieur", "intérieur"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 l'ensemble d'un servomoteur 10 pneumatique conventionnel d'assistance au freinage pour un véhicule automobile. De manière connue, le servomoteur pneumatique 10 comporte une enveloppe rigide 12 sensiblement cylindrique à l'intérieur de laquelle est montée mobile une cloison 14 transversale qui délimite de façon étanche une chambre avant 16, qui est soumise à une première pression"P1"dont la valeur est égale à la valeur d'une dépression du moteur du véhicule, et une chambre arrière 18 qui est soumise à une deuxième pression"P2". La deuxième pression"P2"est susceptible, comme il sera décrit ultérieurement, de varier entre la valeur de la dépression moteur"Pl"et la valeur de la pression atmosphérique"Pa". La chambre avant 16 est alimentée en pression"P1"par l'intermédiaire d'un orifice 20 d'alimentation 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 22 qui est solidaire de la cloison mobile 14. D'une manière connue de l'état de la technique, et qui ne sera pas décrite plus explicitement dans la présente description, le piston mobile 22 est susceptible de solliciter axialement une coupelle 24 dont la face avant 26 est solidaire de l'extrémité arrière d'une tige d'action- nement 28 d'un maître-cylindre 30 hydraulique de freinage du véhicule. En particulier, le piston mobile 22 est susceptible de solliciter axialement la coupelle 24 en réponse à l'actionnement d'une tige 32 de commande, qui est par exemple reliée à une pédale de frein du véhicule. La tige 32 de commande est notamment susceptible de se déplacer dans le piston mobile 22, sélectivement en fonction d'un effort axial d'entrée exercé vers l'avant sur la tige 32 de commande, pour commander l'ouverture d'un clapet 34 à trois voies qui est susceptible de faire varier la pression qui règne dans la chambre arrière 18 entre la valeur de dépression moteur "P1"et la valeur de la pression atmosphérique"Pa". De la sorte, le piston mobile 22 est susceptible d'être mû axialement par la résultante des forces de pression qui s'exercent de part et d'autre de la cloison mobile 14. De manière connue, la cloison mobile 14 est formée d'un élément avant 36, qui présente sensiblement la forme d'une cloche, dont une portée 38 cylindrique intérieure entoure partiellement le piston 22, et qui est recouvert d'un membrane arrière 40 annulaire réalisée en matériau élastomère. Un bord extérieur 42 de la membrane 40 est lié de manière étanche à la paroi intérieure 44 de l'enveloppe. Par exemple, le bord extérieur 42 de la membrane 40 est conformé sensiblement en anneau et il est coincé axialement entre une demi-enveloppe 11 avant et une demi-enveloppe 13 arrière du servomoteur 10, qui présentent des formes de cloches complémentaires l'une de l'autre, et dont la réunion forme l'enveloppe 12. Un bord intérieur 46 de la membrane 40, qui est conformé en bourrelet, s'étend vers l'avant de la membrane 40, est reçu dans une gorge 48 du piston 22, et y est partiellement maintenu par l'intermédiaire de la portée cylindrique intérieure 38 de l'élément avant 36 qui s'étend axialement en partie autour de la gorge 48. Plus particulièrement, le bord intérieur 46 conformé en bourrelet présente sensiblement, en section longitudinale, la forme d'un"talon"qui est reçu dans la gorge 48 et qui maintenu sous la portée cylindrique 38 de l'élément avant 36. Cette configuration est représentée plus en détail en référence aux figures 2 et 3. Comme l'illustre la figure 2, dans une position de repos de la cloison mobile 14, et donc de l'élément avant 36, la membrane arrière 40 n'est pas sollicitée en tension et le bord intérieur 46 conformé en bourrelet adhère entièrement à la paroi de fond 50, au bord d'extrémité avant 52, et au bord d'extrémité arrière 54 de la gorge 48. En revanche, dans une position de sollicitation de la cloison mobile 14, et donc de l'élément avant 36, la membrane arrière 40 est sollicitée en tension suivant un effort"F"qui est orienté sensiblement radialement vers l'extérieur du servomoteur 10. Cet effort"F"est transmis au moins partiellement dans l'épaisseur du bourrelet 46, et de ce fait le bourrelet 46 adhère imparfaitement au fond de la gorge 48 et au bord de la gorge 48 qui ne sont pas situés sous la portée cylindrique 38 de l'élément avant 36. Ainsi, le bourrelet 46 est plus particulièrement susceptible de se décoller de la paroi de fond 50 et du bord d'extrémité arrière 54 de la gorge 48. De ce fait, l'air contenu dans la chambre arrière 18 du servomoteur 10 précédemment évoquée est susceptible de s'infiltrer entre le piston 22 et la membrane 40 suivant un cheminement"C", puis de s'insinuer entre la portée cylindrique 38 de l'élément avant 36 et le piston 12 pour gagner la chambre de pression avant 16, privant ainsi cette chambre avant 16 d'une partie de la réserve de dépression qui est nécessaire au bon fonctionnement du servomoteur 10. Conformément à l'invention, pour remédier à cet inconvénient, le bourrelet 46 comporte au moins une fente 55 sensiblement tronconique, ouverte vers l'arrière, qui est destinée à conférer au bourrelet 46 une souplesse radiale permettant d'éviter son décollement de la gorge 48. Cette configuration est représentée aux figures 4 et 5. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'élément avant 36 comporte au moins, radialement de l'intérieur vers l'extérieur et de l'avant vers l'arrière, la portée cylindrique intérieure 38, un tronçon tronconique intermédiaire 56, et une plaque 58 en forme de disque. La membrane 40 est agencée au contact de l'élément avant 36, et plus particulièrement le bourrelet 46 s'étend en majeure partie au droit de la portée cylindrique intérieure 38 et du tronçon tronconique intermédiaire 56. Cette configuration permet d'assurer un maintien optimal du bourrelet 46. Dans cette configuration, la fente 55 s'étend vers l'avant dans l'épaisseur du bourrelet 46 au plus jusqu'au droit de la jonction de la portée cylindrique intérieure 38 et du tronçon tronconique 56 intermédiaire de l'élément avant 38. La portée cylindrique intérieure 38 et le tronçon tronconique intermédiaire 56 couvrent par ailleurs sensiblement plus de la moitié de la largeur axiale"1"de la gorge 48. De la sorte, le bourrelet 46 comporte successivement, d'avant en arrière : - une zone avant pleine, agencée au droit de la portée cylindrique 38, qui est destinée à assurer le maintien du bourrelet 46 sous la portée cylindrique 38, - une zone intermédiaire fendue, qui comporte une partie de la fente 55, qui est agencée sous le tronçon tronconique intermédiaire 56, et qui est destinée à la fois à assurer le maintien du bourrelet 46 et à favoriser l'ouverture du bourrelet 46 suivant sa fente 55 lorsque la membrane 40 est soumise à une sollicitation de tension, comme il sera décrit plus en détail ultérieurement, et - une zone arrière fendue, qui comporte la partie arrière restante de la fente 55 qui est essentiellement destinée à favoriser l'ouverture du bourrelet 46 suivant sa fente lorsque la membrane 40 est soumise à une sollicitation de tension. Le bourrelet 46 présente ainsi des caractéristiques élevées de souplesse puisque la fente 55 se comporte pratiquement comme une charnière qui permet d'articuler des lèvres extérieure 60 et intérieure 62 du bourrelet 46 autour du fond 64 de la fente 55. Un autre avantage de la disposition particulière de l'élément avant 36 est que la plaque 58 en forme de disque de l'élément avant 36 s'étend axialement en avant du bord arrière 54 de la gorge 48 de manière à proposer un dégagement facilitant l'introduction du bourrelet 46 dans la gorge 48 lors de son montage. De plus, la fente 55 permet de comprimer radialement le bourrelet 46 lors de son montage pour faciliter son introduction dans la gorge 48. Enfin, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, une partie arrière 66 du bourrelet 46 déborde hors de la gorge 48 autour de la périphérie 68 du piston 22. Cette disposition permet de proposer une surface d'appui supplémentaire du bourrelet 46 sur le piston 22 tout en offrant un obstacle supplémentaire à d'éventuelles infiltrations d'air en provenance de la chambre arrière 18 du servomoteur 10. De la sorte, comme l'illustrent les figures 4 et 5, dans une position de repos de la cloison mobile 14, et donc de l'élément avant 36, la membrane arrière 40 n'est pas sollicitée en tension et la fente 55 n'est pratiquement pas ouverte. Le bourrelet adhère entièrement à la paroi de fond 50 et aux bords d'extrémité avant 52 et d'extrémité arrière 54 de la gorge 48. En revanche, dans une position de sollicitation de la cloison mobile 14, et donc de l'élément avant 36, la membrane arrière 40 est sollicitée en tension suivant un effort"F"qui est orienté sensiblement radialement vers l'extérieur du servomoteur 10. Cet effort"F"se transmet dans l'épaisseur du bourrelet 46, mais il est dévié de sa direction initiale du fait de la présence de la fente 55. L'effort"F"tend donc à ouvrir la fente 55, c'est à dire à écarter les lèvres extérieure 60 et intérieure 62 du bourrelet 46 en les articulant l'une par rapport à l'autre autour du fond de la fente 55, sans compromettre l'adhérence de la lèvre intérieure 62 dans la gorge 48. De ce fait, l'air en provenance de la chambre arrière 18 du servomoteur 10 ne peut pas s'insinuer entre le piston 22 et le bourrelet 46. L'invention permet donc d'améliorer notablement l'étanchéité entre les chambres avant 16 et arrière 18 d'un servomoteur 10 d'assistance de freinage. REVENDICATIONS 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 transversale (14) délimitant de façon étanche une chambre avant (16), soumise à une première pression (P1), notamment de dépression moteur, et une chambre arrière (18) soumise à une deuxième pression (P2) variant entre la première pression (P1) et une haute pression, notamment la pression atmosphérique (Pa), supérieure à la première pression (P1), du type qui comporte un piston mobile (22) solidaire de la cloison mobile (14) qui est susceptible de solliciter une extrémité arrière d'une tige d'actionnement (28) d'un maître cylindre de freinage, et du type dans lequel la cloison mobile (14) comporte un élément avant (36) sensiblement en forme de cloche dont une portée cylindrique (38) intérieure entoure partiellement le piston (22) et qui est recouvert d'une membrane (40) arrière annulaire en matériau élastomère dont un bord extérieur (42) est lié de manière étanche à la paroi intérieure (44) de l'enveloppe (12) et dont un bord intérieur (46) conformé en bourrelet s'étendant vers l'avant est reçu dans une gorge (48) du piston (22) et y est partiellement maintenu par l'intermédiaire de la portée cylindrique intérieure (38) de l'élément avant (36) qui s'étend axialement en partie autour de la gorge (48), caractérisé en ce que le bourrelet (46) comporte au moins une fente (55) sensiblement tronconique, ouverte vers l'arrière, qui est destinée à conférer au bourrelet (46) une souplesse radiale permettent d'éviter son décollement de la gorge (48). 2. Servomoteur (10) pneumatique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément avant (36) comporte au moins, radialement de l'intérieur vers l'extérieur et de l'avant vers l'arrière, la portée cylindrique intérieure (38), un tronçon tronconique (56) intermédiaire, et une plaque (58) en forme de disque. 3. Servomoteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la fente (55) s'étend vers l'avant dans l'épaisseur du bourrelet (46) au plus jusqu'au droit de la jonction de la portée cylindrique intérieure (38) et du tronçon tronconique (56) intermédiaire de l'élément avant (36). 4. Servomoteur (10) selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la plaque (58) en forme de disque de l'élément avant (36) s'étend axialement en avant d'un bord arrière (54) de la gorge (48) pour faciliter l'introduction du bourrelet (46) dans la gorge (48) lors de son montage. 5. Servomoteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la portée cylindrique (38) intérieure et le tronçon tronconique intermédiaire (56) couvrent sensiblement plus de la moitié de la largeur axiale (1) de la gorge (48). 6. Servomoteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie arrière (66) du bourrelet (46) déborde hors de la gorge (48) autour de la périphérie (68) du piston (22).