Brevet FR2870810A1 — publié le 20051202

Servomoteur pneumatique de freinage de véhicule automobile, et procédé de fabrication. La présente invention a pour objet un servomoteur pneumatique de freinage de véhicule automobile. Elle vise plus particulièrement un montage d'un maître cylindre sur un boîtier de ce servomoteur. Le montage est réalisé aux moyens d'une vis et d'un renfort de vis servant à l'assemblage du maître cylindre et du boîtier de servomoteur pneumatique. Elle vise également un procédé de fabrication de la vis et de son renfort. L'invention a pour but de faciliter le montage de la vis et du renfort sur le servomoteur. II en résulte un gain de temps et une diminution du coût de fabrication de l'ensemble servomoteur/maître cylindre. Un servomoteur pneumatique d'assistance de freinage comporte généralement un boîtier avec une paroi en tôle, contenant une chambre avant à volume variable, séparée d'une chambre arrière, également à volume variable, par une cloison formée par une membrane étanche et souple et une plaque jupe rigide. La jupe rigide entraîne un piston pneumatique prenant appui, par l'intermédiaire d'une tige de poussée, sur un piston primaire d'un maître cylindre d'un circuit hydraulique de freinage. Le maître cylindre pénètre donc partiellement dans la chambre avant du servomoteur. La chambre avant, placée du côté du maître cylindre, est reliée pneumatiquement à une source de vide. La chambre arrière, opposée à la chambre avant et placée du côté d'une pédale de frein, est reliée pneumatiquement, de manière contrôlée par une valve, à une source de fluide propulseur. Au repos, c'est-à-dire lorsqu'un conducteur n'appuie pas sur la pédale de frein, les chambres avant et arrière sont connectées entre elles, alors que la chambre arrière est isolée par rapport à la pression atmosphérique. Lors du freinage, on isole tout d'abord la chambre avant par rapport à la chambre arrière, puis on admet de l'air dans la chambre arrière. Cette admission d'air a pour effet de propulser la cloison, la jupe rigide entraînant alors le piston pneumatique, lui- même entraînant le piston primaire du maître cylindre par l'intermédiaire d'une tige de poussée. La force d'arrachement exercée sur le maître cylindre peut alors atteindre plus de 4000 Newtons en quelques fractions de secondes. Il est donc indispensable de bien solidariser le maître cylindre avec le boîtier 1 du servomoteur pour éviter que ces deux pièces ne se désassemblent lors du freinage. Pour éviter un tel désassemblage, on utilise une vis traversant la paroi en tôle du boîtier du servomoteur et une bride réalisée sur le maître cylindre. La vis traverse la bride et la maintient contre la paroi par un écrou. La zone d'appui de la tête de vis sur la paroi du boîtier est soumise à de nombreuses tensions et contraintes du fait des valeurs des efforts et des changements rapides de ces valeurs. Un renfort a donc été prévu entre la tête de vis et la paroi en tôle du boîtier du servomoteur. Ce renfort doit avoir des propriétés mécaniques telles qu'il supporte toutes les contraintes, tensions et tractions auxquelles il sera soumis. Il est, d'une manière générale, d'épaisseur supérieure à celle de la paroi. Le boîtier a une forme générale cylindrique. Il est fermé aux extrémités par un couvercle d'un côté et un fond de l'autre côté, dirigé vers le maître cylindre. Le fond n'est pas plat. Il est bombé. Cependant, il a été montré qu'il était plus intéressant de disposer d'une face plane dans le fond. Cette face plane peut avoir une forme générale de losange, notamment pour optimiser la résistance de la paroi du boîtier aux contraintes et à la déformation, et convenir aux nécessités de fixation. Dans un tel cas, le fond du boîtier comporte une face inclinée qui s'étend du bord de la face plane en forme de losange vers une arête cylindrique du boîtier. Généralement, les passages des vis sont situés aux extrémités de ce losange. Les renforts qu'on utilise alors devraient, en plus des propriétés mécaniques spécifiques, avoir un contour adapté aux variations de pentes entre la face plane et la face inclinée de la paroi. On pourrait utiliser un renfort possédant également des variations de pentes. Le renfort, par exemple, possède à sa base un contour avec deux pans coupés formant un angle, reliés entre eux par un arrondi. Ce renfort doit avoir une face plane à l'endroit de cette base. Cette base est en contact avec la face plane de la paroi. Le renfort peut posséder une face inclinée, avec des pentes variables, pour pouvoir être en contact avec la face inclinée de la paroi située en périphérie de la zone de la face plane de la paroi où est située la vis. La fabrication d'une telle forme est compliquée bien qu'elle remplisse le mieux la fonction de maintien. Les pentes du renfort seraient alors telles que le contact entre ledit renfort et les faces, plane d'une part et inclinée d'autre part, de la paroi serait réparti partout. L'inconvénient d'un tel renfort est qu'il est nécessaire, lors du montage du servomoteur et du maître cylindre, de le positionner précisément. Si le renfort est mal positionné, c'est à dire en décalage par rapport à la zone soumise aux fortes tensions, ladite zone ne sera pas suffisamment renforcée par un contact. Par exemple, si le renfort est décalé par rapport à sa position idéale, les pentes dudit renfort ne correspondront pas à celles de la paroi. Elles peuvent même conduire à surélever le renfort, et donc à fragiliser la fixation du maître cylindre au servomoteur. Dans un tel cas, la répétition de nombreuses contraintes lors des freinages aboutit, à terme, à la fatigue du métal du boîtier et in fine à la désolidarisation du maître cylindre et du servomoteur. Le positionnement exact de ce renfort à contours particuliers est donc une étape fondamentale lors du montage. Il en résulte une perte de temps lors du montage si ce positionnement exact nécessite d'être fait manuellement. Autrement, si ce positionnement est fait par une machine, il nécessite de nombreux contrôles. Dans l'invention, on cherche à résoudre ce problème de perte de temps, en utilisant un renfort de forme telle que les problèmes de positionnements particuliers lors du montage n'existent plus, sans que ledit renfort perde de son efficacité par rapport aux renforts existants. Le principe de l'invention consiste à optimiser le contact entre le renfort et la face plane de la paroi, le contact avec la face inclinée de la paroi pouvant n'être que partiel. Pour arriver à ce résultat, on utilise un renfort de forme générale circulaire dont l'épaisseur, dans un exemple, sera de préférence supérieure à celle de la paroi en tôle du boîtier. On améliore ainsi le niveau de contrainte dans le périmètre de la tête de vis. La forme du renfort étant en tous points la même, il n'y a plus de problème d'orientation de celui-ci par rapport à la face plane de la paroi. Ainsi d'une part la forme est simple et facile de fabrication, d'autre part la mise en place est simplifiée parce que sans conséquence, enfin l'appui, tout en étant moins précis que dans l'état de la technique, est statistiquement plus efficace L'invention a donc pour objet un servomoteur pneumatique de 35 freinage de véhicule automobile qui comprend un boîtier avec une paroi en 2870810 4 tôle, un maître cylindre, une bride de maître cylindre pour monter le maître cylindre sur le boîtier, une vis ayant un corps traversant la paroi du boîtier et étant munie d'une tête de vis et un renfort, lequel renfort est en forme de rondelle circulaire. Cette solution permet de bien renforcer l'appui de la tête de vis sur une face interne de la paroi du boîtier. Ledit renfort possède, par exemple, un profil avec une rupture de pente entre une première partie tronconique et une deuxième partie plane vers le sommet du cône, la première partie étant destinée à porter contre une face inclinée de la paroi, la deuxième partie étant destinée à porter contre une face plane de la paroi raccordée à la face inclinée à l'endroit de cette rupture de pente. La face plane de la paroi a, par exemple, une forme générale en losange, la face inclinée de la paroi pouvant s'étendre, du bord de la face plane à une arête cylindrique du boîtier. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la face inclinée de la paroi possède une pente, par rapport à la face plane de la paroi, au plus égale à la pente de la partie tronconique du renfort par rapport à la partie plane du renfort. Selon un mode particulier de réalisation, on peut ménager une cavité dans le renfort pour accueillir une tête de vis. Par exemple, la cavité du renfort peut avoir une forme interne tronconique. Il est également possible de prévoir que le renfort et la vis forme un tout monobloc. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un renfort et d'une vis utiles pour le montage du servomoteur ci-dessus, qui forment un monobloc. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent: - Figure 1: une vue en coupe générale d'un servomoteur pneumatique de freinage de véhicule automobile, une vis et un renfort de vis conformes à l'invention étant représentés; - Figures 2a à 2c: des représentations de la paroi du boîtier 1 sans renfort (2a), avec des renforts de l'état de la technique bien positionnés (2b), avec des renforts de l'état de la technique mal positionnés (2c) ; - Figure 3: une représentation schématique d'un renfort selon un mode particulier de réalisation de l'invention; - Figure 4: une représentation en coupe d'une vis et d'un renfort de vis, monobloc, reliant une paroi de boîtier 1 et une bride de maître cylindre 5 selon l'invention. La figure 1 montre un servomoteur pneumatique de freinage de véhicule automobile conforme à l'invention. Ce servomoteur comporte un boîtier 1, dans lequel est introduit un maître cylindre 2. A l'intérieur du boîtier 1 se trouve une cloison mobile 3 empêchant la communication entre une chambre avant 4 et une chambre arrière 5. Le maître cylindre 2 est situé du côté de la chambre avant 4. Une tige de commande 6 est située du coté de la chambre arrière 5. Le maître cylindre 2 est muni d'une bride 7 de maître cylindre 2 en contact avec une face plane externe de la paroi 12 du boîtier 1. La chambre avant 4 est connectée par une prise 8 à une source de basse pression (non représentée). Une vis 9, munie d'une tête de vis 10 et d'un corps traversant la paroi 12 du boîtier 1, prend appui au niveau de la tête de vis 10 sur un renfort 11. La vis 9 est maintenue en position sur le servomoteur et la bride 7 par serrage d'un écrou 13 sur le corps de la vis 9, l'écrou 13 étant en contact avec une face de la bride 7 opposée à la face de la bride accolée à la face externe de la paroi 12. Le renfort 11 est en forme de rondelle circulaire. Dans un exemple préféré, l'épaisseur du renfort 11 est jusqu'à trois fois celle de la paroi 12 du boîtier 1. Ainsi, pour une paroi 12 de boîtier 1 d'un mm d'épaisseur, on utilise un renfort 11 d'environ trois mm d'épaisseur. Les figures 2a à 2c montrent une face interne de la paroi 12 du boîtier 1 selon l'état de la technique: la paroi 12 a une face plane B en forme de losange et une face inclinée A, qui s'étend du bord de la face plane B vers l'arête cylindrique C du boîtier 1 (figure 1). La face interne de la paroi 12 du boîtier 1 est munie d'un orifice principal 20 au centre de la face plane B en forme de losange. L'orifice 20 sert à accueillir partiellement le maître cylindre 2. Des orifices 14 de vis sont prévus à des extrémités de la surface plane B qui sont les plus distantes entre elles. Sur les figures 2b et 2c sont représentés des renforts 15 de la forme utilisée dans l'état de la technique pour l'assemblage du maître cylindre et du servomoteur. La figure 2b montre un tel renfort 15 correctement positionné. Ce renfort possède deux pans coupés 22 reliés entre eux par un arrondi 23. La pointe de l'angle formé par les deux pans coupés 22 est dirigée vers l'orifice principal 20. Sur la figure 2c, ledit renfort 15 est mal positionné : la pointe de l'angle 5 du renfort 15 est décalée par rapport à un axe 21 passant par le centre des orifices de vis 14 et de l'orifice principal 20. Ce mauvais positionnement des renforts 15 sur la face plane B de la paroi peut avoir plusieurs causes: - lors de l'assemblage du servomoteur et du maître cylindre 2, il est possible, si l'on n'y prête pas garde, de mal positionner le renfort 15 sur la face plane B de la paroi. - lors du serrage de l'écrou 13 de la vis 9 sur la bride 7, il est encore possible, étant données les forces mises en jeu, que le renfort 15 se décale légèrement alors même que lors de l'assemblage sa position était correcte. Un tel décalage, même léger, risque d'amoindrir le rôle du renfort 15. Ledit renfort 15 ne pourra plus remplir sa fonction si le contact entre la paroi 12 et le renfort 15 est insuffisant. Le contour de l'orifice de vis 14 n'est alors pas rigidifié dans un périmètre suffisant. La tôle de la paroi 12 du boîtier 1 va se déformer du fait du montage et ou des nombreuses tensions dans cette zone. En effet, une partie de la face plane 17 du renfort 15 vient porter, au delà de la surface B, contre la face A, en enjambant la rupture de pente entre ces deux surface. Le serrage de l'écrou 13 mène alors à déformer et fragiliser le boîtier 1 à cet endroit. Le renfort 11 tel que revendiqué, permet d'éviter ce genre 25 d'inconvénients. La figure 3 montre de façon plus précise un tel renfort 11. Le renfort 11 possède un profil avec une rupture de pente 24 entre un première partie 16 tronconique et une deuxième partie 17 plane vers le sommet du cône. La première partie 16 est destinée à porter contre la face inclinée B de la paroi 12, la deuxième partie 17 est destinée à porter contre une face plane A de la paroi 12 raccordée à la face inclinée B à l'endroit de cette rupture de pente. Du fait de la forme circulaire du contour de rupture de pente 24, quelque soit l'orientation du renfort 11 autour d'un axe de vissage 25, la face plane 17 du renfort 11 n'escalade pas la face inclinée A. 2870810 7 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la face inclinée A de la paroi 12 possède une pente par rapport à la face plane B de la paroi 12, égale à la pente de la partie 16 tronconique du renfort 11 par rapport à la partie plane 17 dudit renfort 11. Si on accepte, pour améliorer le serrage, une légère déformation du boîtier 1, on peut prévoir que l'angle de la rupture de pente 24 du renfort 11 soit plus grand que l'angle de la rupture de pente du boîtier. On comprend bien que le contact entre le renfort 11 et la paroi 12 sera le même, quelque soit la position du renfort 11 sur la paroi 12 du boîtier 1. Une fois le renfort 11 positionné sur la surface plane B de la paroi 12, le serrage de la vis 9 sur la bride 7 peut se faire, au moyen de l'écrou 13, sans que l'on se préoccupe du risque de déplacement du renfort 11 par rotation. La tête 10 de vis repose sur la face supérieure du renfort 11. II est également possible de prévoir dans le renfort 11 une cavité 18 pour accueillir la tête 10 de vis. Ainsi, sur la figure 3, est représenté un exemple particulier de réalisation d'un renfort 11 selon l'invention, où la cavité 18 a une forme interne tronconique. Un tel renfort permet d'utiliser une vis 9 dont la tête 10 a une forme tronconique. De même il peut être prévu une cavité de forme interne cylindrique et à fond plat. On utilisera alors une vis 9 dont la tête 10 est à appui plat. D'une manière générale le renfort 11 sera au contact local avec la face interne de la paroi 12 du boîtier 1, selon une génératrice du tronc de cône. Dans un exemple de réalisation particulier représenté à la figure 4, le renfort et la vis forment un tout monobloc 19. Ledit monobloc 19 a les mêmes propriétés que le renfort 11. En particulier, il possède un profil avec une rupture de pente entre une première partie 16 tronconique et une deuxième partie 17 plane. La deuxième partie 17 porte le corps de vis. Le contact entre le monobloc 19 et la paroi 12 se fait sur la face plane B de la paroi 12 et une partie de la face inclinée A de ladite paroi 12. Dans le cas de cette vis et renfort de vis monoblocs 19, le problème de l'orientation, exposé précédemment, est résolu, tout comme dans le cas de la vis 9 et du renfort de vis 11 en rondelle circulaire. Le monobloc 19 permet également de supprimer des problèmes que l'on rencontre lors du montage. En effet lors du montage du maître cylindre 2 sur le servomoteur, il n'est plus nécessaire, dans le cas du monobloc 19, de maintenir le renfort 11 par rapport à la vis 9. Et lors du serrage de la vis monobloc 19 sur l'écrou 13, on ne se préoccupe plus de la rotation du renfort par rapport à la vis. Ainsi, tout en assurant un renforcement de la zone sollicitée, on obtient un gain de temps supplémentaire lors du montage des pièces et donc une diminution des coûts. Le procédé de fabrication d'une telle vis et renfort monobloc 19 peut être une frappe, de préférence à froid. Selon un mode connu de réalisation, on cisaille dans un premier temps un lopin correspondant au volume du monobloc 19. Une première frappe est faite afin de refouler la matière dans le volume. Une deuxième frappe vient ensuite donner la forme finale à la pièce monobloc 19. La frappe à froid n'entraînant aucune perte de matière, le prix de revient d'un tel monobloc 19 est faible. De plus cette méthode respecte la structure de la matière. Les fibres n'étant pas coupées, le monobloc a une plus grande solidité. Il est donc possible de réduire l'épaisseur totale du monobloc 19 de manière à être inférieure aux épaisseurs additionnées de la tête 10 de vis et du renfort 11, sans pour autant réduire son efficacité. REVENDICATIONS 1 - Servomoteur pneumatique de freinage de véhicule automobile comprenant un boîtier 1 avec une paroi (12) en tôle, un maître cylindre (2), une bride (7) du maître cylindre pour monter le maître cylindre (2) sur le boîtier 1, une vis (9) ayant un corps traversant la paroi (12) du boîtier (1) et étant munie d'une tête (10) de vis, et un renfort (11) pour renforcer l'appui de la tête (10) de la vis sur une face interne de la paroi (12) du boîtier (1), caractérisé en ce que le renfort (Il) est en forme de rondelle circulaire, et en ce que le renfort possède un profil avec une rupture de pente (24) entre une première partie (16) tronconique et une deuxième partie (17) plane vers le sommet du cône, la première partie étant destinée à porter contre une face inclinée (A) de la paroi, la deuxième partie étant destinée à porter contre une face plane (B) de la paroi raccordée à la face inclinée à l'endroit de cette rupture de pente. 2 - Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face plane de la paroi a une forme générale en losange. 3 - Servomoteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face inclinée de la paroi s'étend du bord de la face plane à une arête (C) cylindrique du boîtier. 4 - Servomoteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la face inclinée de la paroi possède une pente par rapport à la face plane de la paroi au plus égale à la pente de la partie tronconique du renfort par rapport à la partie plane du renfort. - Servomoteur selon l'une des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que le renfort possède une cavité (18) pour accueillir la tête de la vis. 6 - Servomoteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cavité (18) a une forme interne tronconique. 7 - Servomoteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le renfort est au contact local avec la face interne de la paroi du boîtier, selon une génératrice du tronc de cône. 8 - Servomoteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le renfort et la vis forment un tout monobloc (19). 9 - Procédé de fabrication d'une vis et d'un renfort pour un servomoteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le renfort et la vis formant un même monobloc (19). - Procédé de fabrication selon la revendication 9, caractérisé en ce que le monobloc est frappé. 11- Procédé de fabrication selon la revendication 10, caractérisé en ce que la frappe se fait à froid.