Brevet FR2944763A1 — publié le 20101029

SERVOMOTEUR ET SON PROCEDE DE MONTAGE La présente invention se rapporte à un servomoteur, dispositif d'assistance de freinage, disposé au sein d'un véhicule automobile. Elle concerne plus précisément l'assemblage de deux parties distinctes formant le servomoteur. Un dispositif d'assistance pneumatique tel un servomoteur comporte en pratique un servofrein pneumatique, comportant une chambre avant à volume variable. La chambre avant est séparée d'une chambre arrière, également à volume variable, par une cloison mobile comportant une membrane étanche et souple, appelée diaphragme, et une jupe rigide. La jupe rigide entraîne un piston pneumatique prenant appui, par l'intermédiaire d'une tige de poussée, sur un piston primaire du maître cylindre d'un circuit hydraulique de freinage. La chambre avant placée du côté du maître cylindre est reliée pneumatiquement à une source de fluide. La chambre arrière, opposée à la chambre avant, est placée du côté d'une pédale de frein, et est reliée pneumatiquement, de manière contrôlée par une valve, à une source de fluide propulseur comme de l'air à la pression atmosphérique. 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 le diaphragme vers la chambre avant et de mettre en oeuvre l'assistance de freinage pneumatique. Le servomoteur comporte principalement deux parties. Une première partie est constituée notamment de la chambre arrière, de la cloison mobile munie du diaphragme et du piston pneumatique. Cette première partie est entourée d'une enveloppe cintrée du coté de la tige de frein et évasée de l'autre au niveau de la jonction avec la seconde partie du servomoteur. Cette enveloppe est appelée couvercle. La seconde partie est constituée notamment de la chambre avant et d'un maître cylindre et est coiffée d'une enveloppe sensiblement symétrique au couvercle au niveau de l'axe de jonction des deux parties. Cette seconde enveloppe est appelée cylindre. Le diaphragme est localisé à cheval entre les deux parties et doit notamment assurer une parfaite étanchéité entre le volume de la chambre avant et celui de la chambre arrière, lorsque ces dernières sont isolées l'une de l'autre. Le diaphragme est, à cet effet, monté jointif à la jonction des deux parties couvercle et cylindre. Dans l'art antérieur, cette opération est assurée par un sertissage entre le bord périphérique de la paroi du couvercle avec celui du cylindre tout en pinçant, entre ces deux bords respectifs, le bord périphérique du diaphragme. Cette opération nécessite un appareillage et une technique spécifique qui la rendent coûteuse. L'invention se propose de simplifier cette opération et de réduire son temps et son coût de mise en oeuvre, grâce à un nouveau dispositif de jonction du couvercle et du cylindre, ainsi qu'à un procédé simplifié d'assemblage. A cet effet, l'invention prévoit un système d'emboîtement élastique, ou clipsage, entre le couvercle et le cylindre, le diaphragme étant au préalable relié fixement au cylindre. Des systèmes d'emboîtement élastique sont déjà connus de l'art antérieur. Ils permettent un emboîtement relativement aisé, sans appareillage coûteux. Toutefois, la plupart de ces systèmes génère un problème d'étanchéité de la pièce après assemblage. En effet, une faible déformation plastique des différents éléments peut intervenir au moment du franchissement des reliefs d'emboîtement. Cette déformation empêche un contact parfaitement jointif des éléments assemblés. II est donc intéressant de proposer un système de pièces dont la forme garantit une étanchéité satisfaisante après assemblage. La Demanderesse a résolu ce problème en mettant notamment au point un couvercle de forme particulière : la partie du couvercle venant s'emboîter dans le cylindre comporte un repliement vers l'extérieur. Ce repliement comporte lui-même un relief permettant l'emboîtement élastique avec le cylindre. A l'état initial de la pièce, un certain espace demeure entre les deux bords du repliement. Les caractéristiques, notamment élastiques, du matériau du couvercle sont telles que l'on puisse plaquer ces deux bords l'un contre l'autre, puis relâcher la pression, sans générer de déformation plastique significative du repliement. Le couvercle selon l'invention est destiné à s'emboîter à l'intérieur d'un cylindre auquel est relié fixement le diaphragme. L'extrémité de la paroi interne du cylindre comporte un relief permettant l'emboîtement avec le couvercle. A une faible distance de ce relief d'emboîtement, le pourtour du diaphragme est relié fixement à la paroi du cylindre selon une section circulaire du cylindre, c'est-à-dire dans un plan perpendiculaire à l'axe du cylindre. Le système de fixation cylindre/diaphragme assure un blocage dans le sens de déplacement du diaphragme lors du freinage. A proximité de la zone de fixation cylindre/diaphragme, une face du diaphragme est plaquée contre la paroi interne du cylindre. Ce contact se situe dans la partie du cylindre opposée au relief d'emboîtement, par rapport à la zone de fixation cylindre/diaphragme. Lors de l'opération d'emboîtement, le repliement du couvercle subit une déformation élastique au moment du franchissement des reliefs d'emboîtement. Les diamètres du couvercle et du cylindre sont tels que, en position emboîtée, l'espace entre les deux bords du repliement soit plus faible que dans l'état initial du couvercle. De cette manière, le repliement exerce une force radiale vers l'extérieur, donc vers le cylindre. La partie du diaphragme plaquée contre la face interne du cylindre se retrouve alors prise en sandwich entre le cylindre et le bord extérieur du repliement du couvercle. L'élasticité du diaphragme alliée à la force radiale exercée par le repliement du couvercle assure l'étanchéité du système. De manière préférentielle, le bord extérieur du repliement du couvercle porte des reliefs, stries ou cannelures, de manière à augmenter les forces de frottement au contact du diaphragme. De manière préférentielle, les parties des reliefs d'emboîtement, respectivement du couvercle et du cylindre, qui sont les premières à se trouver en contact au moment de l'opération d'assemblage, présentent un profil arrondi ou biseauté, de manière à faciliter le glissement des pièces l'une dans l'autre. De manière préférentielle, les parties des reliefs d'emboîtement, respectivement du couvercle et du cylindre, qui sont en contact lorsque l'assemblage est réalisé, sont des surfaces planes ou tronconiques. En prenant appui l'une contre l'autre, elles offrent une résistance aux forces de traction pouvant s'exercée sur la pièce assemblée selon son axe de symétrie. L'invention a également pour objet un procédé de montage d'un servomoteur selon l'invention, tel que : - on relie fixement le pourtour du diaphragme à la paroi du cylindre selon une section circulaire du cylindre, - puis on encastre l'extrémité repliée du couvercle dans le cylindre en faisant glisser une partie courbée ou biseautée du relief d'emboîtement du couvercle contre une partie courbée ou biseautée du relief d'emboîtement du cylindre, l'encastrement étant réalisé lorsque deux parties planes ou tronconiques, respectivement du couvercle et du cylindre, ont pris appui l'une contre l'autre de manière à s'opposer à une force de traction exercée selon l'axe de la pièce assemblée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures sont des vues en coupe selon un plan de symétrie de l'ensemble cylindre/diaphragme/couvercle et montrent : - Figure 1 : la jonction cylindre-couvercle selon l'état de la technique, - Figure 2 : les parties couvercle et cylindre/diaphragme selon l'invention, avant emboîtement, Figure 3: la jonction cylindre-couvercle selon l'invention, après emboîtement. Les références ci-dessous sont utilisées dans les figures suivantes : - 1 : servomoteur - 2 : couvercle - 3 : cylindre 4 : diaphragme 5 : chambre arrière - 6 : jupe rigide - 7 : chambre avant - 8 : bord extérieur du repliement du couvercle 2 - 9 : bord intérieur du repliement du couvercle 2 - 10 : espace entre les bords 8 et 9 - 11(a et b) : relief d'emboîtement du couvercle 2 12 : arête du bord 8 13 : reliefs du bord 8 14(a et b) : relief d'emboîtement du cylindre 3 15 : ouvertures dans la paroi du cylindre 3 - 16 : griffes ou pattes du diaphragme 4 - 17 : partie du diaphragme 4 Sur la figure 1 on distingue, sur une partie du servomoteur 1, la jonction entre le couvercle 2 et le cylindre 3. Les extrémités du couvercle 2 et du cylindre 3 comportent chacun un relief en profil de canne permettant leur emboitement puis leur sertissage, tout en réservant entre ces deux extrémités un espace permettant au pourtour du diaphragme 4 de s'y insérer puis d'être pincé au moment du sertissage. Entre le diaphragme 4 et le couvercle 2 est située une chambre arrière 5, laquelle reçoit l'air à la pression atmosphérique, ce qui nécessite une excellente étanchéité de la jonction entre les trois périphéries respectivement du couvercle, du diaphragme et du cylindre. Le diaphragme 4 est relié à une jupe 6 rigide, elle-même reliée à un piston pneumatique (non représenté). Entre le diaphragme 4 et le cylindre 3 est située une chambre avant 7. Cette chambre avant 7 est reliée à une pompe à vide. Ladite pompe peut actionner, par dépression, le déplacement de la cloison mobile formée par le diaphragme 4 et par la jupe 6. La figure 2 montre une forme préférentielle de réalisation de l'invention, avant l'emboîtement des deux parties du servomoteur. L'extrémité du couvercle 2 comporte un repliement vers l'extérieur, formé d'un bord extérieur 8 et d'un bord intérieur 9. A l'état initial de la pièce, il existe un espace 10 entre ces deux bords. Les caractéristiques élastiques du matériau du couvercle 2 permettent de pincer l'un contre l'autre les bords (8,9), puis de relâcher la pression, sans générer de déformation plastique significative de la pièce. L'espace 10 est donc essentiellement identique avant et après l'application de la pression. Le bord extérieur 8 comporte un relief 11 destiné à assurer l'emboîtement avec le cylindre. Ce relief 11 est placé à proximité de l'arête 12 du bord 8, sensiblement au tiers de la longueur du bord 8. Le relief 11 comporte notamment deux parties 11 a et 11 b. La partie 11 a, orientée vers la courbure du repliement, est la première à entrer en contact avec le cylindre 3 lors de la phase d'emboîtement des deux parties du servomoteur. Cette partie 11 a offre préférentiellement un profil arrondi ou biseauté afin de faciliter le glissement l'un sur l'autre des reliefs d'emboîtement. La partie 11 b, orientée vers l'arête 12, est destinée à prendre appui sur le relief du cylindre 3, une fois l'emboîtement réalisé. La partie 11 b présente donc préférentiellement une surface plane ou tronconique. L'angle a formé entre la surface 11 b et le bord 8 selon le plan de coupe de la figure 2 doit être suffisamment faible pour que l'appui des surfaces d'emboîtement offre une résistance suffisante aux forces de traction. De manière préférentielle, l'angle a est inférieur ou égal à 135°. De manière plus préférentielle, il est inférieur ou égal à 90°. La partie du bord 8 comprise entre la courbure du repliement et le relief 11 comporte préférentiellement des reliefs 13, par exemple de type picots, stries, cannelures, afin d'augmenter les forces de frottement lorsque le bord 8 est au contact du diaphragme 4. La face interne du cylindre 3 comporte à son extrémité un relief 14, destiné à assurer l'emboîtement élastique en collaboration avec le relief 11 du couvercle 2. De même que le relief 11, le relief 14 comporte deux parties 14a et 14b. La partie 14a, orientée vers l'extrémité du cylindre 3, offre préférentiellement un profil arrondi ou biseauté afin de faciliter le glissement l'un sur l'autre des reliefs d'emboîtement. La partie 14b, destinée à prendre appui sur la partie 11 b du couvercle 2, présente préférentiellement une surface plane ou tronconique. A une faible distance du relief d'emboîtement 14, le pourtour du diaphragme 4 est relié fixement à la paroi du cylindre 3 selon une section circulaire du cylindre. Cette fixation est par exemple réalisée au moyen d'ouvertures 15 pratiquées dans la paroi du cylindre. Ces ouvertures viennent recevoir des griffes ou des pattes 16 présentes sur le pourtour du diaphragme. La pointe des griffes 16, reposant sur la paroi externe du cylindre 3, est orientée dans le sens de déplacement du diaphragme lors du freinage. Ainsi, les griffes 16 contribuent à empêcher l'arrachement du diaphragme 4 au moment où la chambre 7 se retrouve en dépression par rapport à la chambre 5. La figure 3 montre une forme préférentielle de réalisation de l'invention, après l'emboîtement des deux parties du servomoteur. Les parties 11 b et 14b des reliefs, appartenant respectivement au couvercle 2 et au cylindre 3, assurent le blocage en traction de la pièce assemblée. Une partie 17 de la paroi du diaphragme 4 se troue prise en sandwich entre la paroi interne du cylindre 3 et le bord extérieur 8 du repliement du couvercle 2. En raison de l'épaisseur du diaphragme 4 et des diamètres respectifs du cylindre 3 et du couvercle 2, l'espace 10 entre les bords 8 et 9 du repliement du couvercle 2 est plus restreint que sur la figure 2. En conséquence, le bord 8, tendant à retrouver sa position initiale, exerce une force radiale vers le diaphragme 4 et le cylindre 3. Cette force radiale, en comprimant la partie 17 du diaphragme 4, assure l'étanchéité du système.20 REVENDICATIONS1 - Servomoteur (1) comportant deux parties, une première partie coiffée par un couvercle (2), et comprenant notamment une chambre arrière (5), une cloison mobile comportant un diaphragme (4) et une jupe rigide (6), une seconde partie coiffée par un cylindre (3) et comprenant notamment une chambre avant (7), caractérisé en ce que la jonction du cylindre (3) et du couvercle (2) est réalisée par un système d'emboîtement élastique et en ce que : - le pourtour du diaphragme (4) est relié fixement à la paroi du cylindre (3) selon une section circulaire du cylindre, - la partie du couvercle (2) venant s'emboîter dans le cylindre (3) comporte un repliement vers l'extérieur, lequel subit une déformation élastique et non plastique lors de l'emboîtement, - un relief (14) d'une extrémité de la face interne du cylindre (3) s'encastre le long d'un relief (11) situé sur le bord extérieur (8) du repliement du couvercle (2), - à l'état emboîté, les deux bords (8,9) du repliement du couvercle sont plus proches qu'à l'état initial du couvercle (2), - une partie (17) de la paroi du diaphragme (4) est prise en sandwich entre la paroi interne du cylindre (3) et le bord extérieur (8) du repliement du couvercle (2). 2 - Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties (11a) et (14a) des reliefs appartenant respectivement au couvercle (2) et au cylindre (3), présentent un profil arrondi ou biseauté. 3 - Servomoteur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les parties (11a) et (14a) des reliefs appartenant respectivement au couvercle (2) et au cylindre (3), présentent une surface plane ou tronconique, ces parties (11a) et (14a) étant destinées à prendre appui l'une sur l'autre lorsque l'emboîtement est réalisé. 4 - Servomoteur selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que l'angle (a) formé entre la surface (11 b) et le bord (8) du repliement ducouvercle (2) est inférieur ou égal à 135°. - Servomoteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'angle (a) est inférieur ou égal à 90°. 6 - Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie du bord (8) du couvercle (2) qui se trouve en contact avec le diaphragme (4) après emboîtement, comporte des reliefs (13). 7 - Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pourtour du diaphragme (4) est fixé au cylindre (3) par l'intermédiaire de griffes ou pattes (16) insérées dans des ouvertures (15) de la paroi du cylindre. 15 8 - Procédé de montage d'un servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que : - on relie fixement le pourtour du diaphragme (4) à la paroi du cylindre (3) selon une section circulaire du cylindre (3), 20 - puis on encastre l'extrémité repliée du couvercle (2) dans le cylindre (3) en faisant glisser une partie (11a), courbée ou biseautée, du relief d'emboîtement du couvercle (2) contre une partie (14a), courbée ou biseautée, du relief d'emboîtement du cylindre (3), l'encastrement étant réalisé lorsque deux parties planes ou tronconiques (11b) et (14b), 25 respectivement du couvercle (2) et du cylindre (3), ont pris appui l'une contre l'autre de manière à s'opposer à une force de traction exercée selon l'axe du servomoteur (1) assemblé. 510