Brevet FR2944762A1 — publié le 20101029

SERVOMOTEUR ET SON PROCEDE DE MONTAGE La présente invention a trait à un servomoteur, dispositif d'assistance de freinage, disposé au sein d'un véhicule, notamment un véhicule de type berline ou utilitaire. 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, muni d'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 appelée diaphragme et par 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. Dans un servomoteur classique, le sertissage entre le couvercle et le cylindre a également pour fonction d'assurer la rigidité de la pièce assemblée, ainsi que la transmission des efforts d'une partie à l'autre du servomoteur. Toutefois, il existe un type de servomoteurs, dit servomoteur à tirants, qui sont fixés au tablier du véhicule associé par l'intermédiaire de vis ou tirants, d'orientation axiale, traversant les enveloppes du servomoteur et la cloison mobile. Ces tirants assurent la transmission des efforts de traction. Dans ce type de servomoteurs, le sertissage subit des efforts très faibles et n'a plus pour fonction que d'assurer l'étanchéité de l'assemblage cylindre/diaphragme/couvercle. La Demanderesse a donc mis au point un nouveau dispositif de jonction du couvercle et du cylindre, ainsi qu'un procédé simplifié d'assemblage, permettant de réduire le temps et le coût de fabrication des servomoteurs à tirants. A cet effet, l'invention prévoit un système d'emboîtement élastique, ou clippage, entre le couvercle et le cylindre. Ce système est caractérisé par la présence de deux types de butées, pouvant être situées sur le cylindre ou sur le couvercle. Après emboîtement, ce double système de butées assure le blocage de l'autre pièce dans les deux sens selon l'axe du servomoteur. Ces butées peuvent être réalisées de différentes manières, par exemple sous formes de légères déformations, de type cannelures, de la paroi du cylindre ou du couvercle. Dans ce mode de réalisation de l'invention, la déformation est préférentiellement continue selon une section perpendiculaire à l'axe de la pièce. Les butées peuvent également être formées par des découpes radiales de la paroi du cylindre ou du couvercle, associées à la déformation de l'un des bords de la découpe. Dans ce mode de réalisation de l'invention, les découpes sont discontinues et disposées selon une section perpendiculaire à l'axe de la pièce. Selon une forme préférentielle de ce second mode de réalisation, deux types de butées, de sens opposés, sont disposés chacun selon une section perpendiculaire à l'axe de la pièce. La distance entre ces deux sections est sensiblement égale à l'épaisseur de l'autre pièce, destinée à prendre place le long des butées. Préférentiellement, chaque section comporte un nombre égal de butées, ces dernières étant disposées en quinconce. Cette forme de l'invention offre, grâce aux alternances des butées, une prise bien répartie le long de la jonction cylindre/couvercle. L'invention a également pour objet un procédé de montage d'un servomoteur à tirants selon l'invention, comprenant une étape d'emboîtement élastique cylindre/couvercle tel que : - on positionne le pourtour du diaphragme dans un emplacement de la paroi interne d'une pièce, choisie parmi le cylindre et le couvercle, qui comporte les deux types de butée, - puis on encastre l'autre pièce, soit respectivement le couvercle ou le cylindre, dans l'ensemble ainsi formé, en faisant glisser le bord de cette pièce contre la paroi interne de la pièce comportant les butées, l'encastrement étant réalisé lorsque le bord de la seconde pièce est bloqué dans les deux sens, selon l'axe du servomoteur, par les butées de la première pièce. 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 1, 2a et 2b 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 2a : les parties couvercle et cylindre/diaphragme selon une forme de l'invention, avant emboîtement, - Figure 2b : les parties couvercle et cylindre/diaphragme selon une forme de l'invention, après emboîtement, La Figure 3 montre une vue de dessus de l'ensemble cylindre/couvercle selon une autre forme de l'invention. Les figures 4a et 4b montrent des sections de l'ensemble cylindre/couvercle selon cette forme de l'invention. 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 : cannelure du couvercle 2 9 : bord du couvercle 2 10 : bord du cylindre 3 11 : bourrelet du diaphragme 4 12 : gouttière du couvercle 2 - 13 : extrémité du bord 10 14 : partie du couvercle 2 15 : partie du diaphragme 4 - 16 : axe du servomoteur 17 : butée - 18 : butée 19 : plan de section 20 : gouttière du cylindre 3 21 : bord du couvercle 2 22 : lèvre enfoncée de la butée 17 23 : bord de la lèvre 22 - 24 : plan de section 25 : lèvre non enfoncée de la butée 18 - 26 : lèvre enfoncée de la butée 1835 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 la 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 2a montre une forme préférentielle de réalisation de l'invention, avant l'emboîtement des deux parties du servomoteur. L'extrémité du couvercle 2 comporte une cannelure 8, qui court selon une section perpendiculaire à l'axe de la pièce. Cette cannelure constitue la butée dans un sens comme dans l'autre selon l'axe du servomoteur. A partir de cette cannelure 8, le bord 9 du couvercle 2 est légèrement évasé. Dans cet exemple de réalisation de l'invention, les butées sont portées par le couvercle 2. Toutefois, on aurait pu également les placer sur le cylindre 3. Le bord 10 du cylindre 3 est replié vers l'extérieur, perpendiculairement au reste du cylindre. Avant d'emboîter le cylindre 3 et le couvercle 2, on place le bourrelet 11, formant le pourtour du diaphragme 4, dans la gouttière 12 du couvercle 2. Puis on approche l'un de l'autre le couvercle 2 et le cylindre 3, selon l'axe du servomoteur. L'extrémité 13 du bord 10 du cylindre 3 glisse le long de la paroi interne du bord 9 du couvercle 2. Au cours de ce glissement, le bord 9 du couvercle 2 et le bord 10 du cylindre 3 subissent une légère déformation élastique, jusqu'à ce que l'extrémité 13 du bord 10 se loge dans la cannelure 8 du couvercle 2. On se trouve alors dans la configuration représentée à la figure 2b. Les dimensions des pièces sont mises au point de manière à ce que le diamètre du cylindre 3 au niveau de l'extrémité 10 soit supérieur au diamètre interne du couvercle 2 au niveau de sa partie 14, jouxtant la cannelure 8. La différence de diamètre est choisie afin d'empêcher que, sous une poussée modérée, l'extrémité 13 ne se déloge de la cannelure 8 et ne progresse plus avant vers l'intérieur du couvercle. Préférentiellement, la différence 81 de diamètre est comprise entre 10 et 40% de la largeur du bord replié 10 du cylindre 3. Dans le sens opposé, il convient également d'éviter qu'une traction d'intensité modérée ne vienne désolidariser le cylindre 3 et le couvercle 2. La cannelure 8 possède donc une profondeur telle qu'elle offre au bord 10 du cylindre 3 un appui suffisant pour contrer des forces de traction modérées tendant à séparer les deux parties du servomoteur. Préférentiellement, la différence 82, entre le diamètre du cylindre 3 au niveau de l'extrémité 13 et le diamètre interne du bord 9 jouxtant la cannelure 8, est comprise entre 5 et 15% de la largeur du bord replié 10 du cylindre 3. L'ensemble couvercle 2 / cylindre 3 étant bloqué axialement, l'étanchéité est assurée par la légère compression de la partie 15 du diaphragme 4 entre le couvercle 2 et le cylindre 3. La figure 4 montre une autre forme de réalisation de l'invention. On distingue en vue de dessus une partie de la jonction du couvercle 2 et du 20 cylindre 3. L'axe 16 représente l'axe du servomoteur. Selon cette forme de réalisation de l'invention, les butées sont portées par le cylindre 3. Toutefois, on aurait pu également les placer sur le couvercle 2. On distingue un premier type de butée 17, constituée d'une fente 25 radiale dont le bord situé du côté du couvercle 2 a été légèrement enfoncé. Un second type de butée 18 est également constitué d'une fente radiale, mais c'est le bord opposé au couvercle 2 qui a été légèrement enfoncé. La figure 4a représente la forme de l'invention de la figure 3, selon la 30 section 19 passant par l'axe du servomoteur. La figure 4a représente donc la jonction cylindre/couvercle au niveau de la butée 17. Avant la phase d'encastrement, le bourrelet 11 du diaphragme 4 est placé dans la gouttière 20 du cylindre 3. Pendant la phase d'encastrement, le bord 21 du couvercle 2 glisse sur la face interne de la lèvre 22 enfoncée de 35 la butée 17. La lèvre 22 subit une déformation élastique qui permet au bord 21 du couvercle 2 de franchir le bord 23 de la lèvre 22. L'encastrement est effectué lorsque le bord 21 a pris appui sur le bord 23 de la lèvre 22 enfoncée. Les butées 18 ont pour but d'empêcher la progression plus avant du couvercle 2 à l'intérieur du cylindre 3. La figure 4b représente la forme de l'invention de la figure 3, selon la section 24 (figure 3) passant par l'axe du servomoteur. La figure 4b représente donc la jonction cylindre/couvercle au niveau de la butée 18. Pendant la phase d'encastrement, le bord 21 du couvercle 2 glisse sur la face interne de la lèvre 25, non enfoncée, de la butée 18. Lorsque l'encastrement est effectué, le bord 21 prend appui sur le bord de la lèvre 26 enfoncée de la butée 18. Le bord 21 du couvercle 2 se trouve donc bloqué dans les deux sens selon l'axe du servomoteur. Afin d'assurer un blocage efficace, il convient que chaque type de butée 17 ou 18 se trouve disposé sur une section perpendiculaire à l'axe du cylindre, la distance entre ces deux sections étant sensiblement égale à l'épaisseur du bord 21 du couvercle 2. Les lèvres enfoncées 22 et 26 sont positionnées de part et d'autre de l'espace compris entre les deux sections. Préférentiellement, les butées 17 et 18 sont en nombre égal et disposées en quinconce. Ainsi, le long de sa circonférence, le bord 21 du couvercle 2 est alternativement en contact avec une butée 17 et avec une butée 18. Préférentiellement, le nombre de butées 17, égal au nombre de butées 18, est compris entre 4 et 12. Préférentiellement, la longueur des fentes constituant les butées 17 ou 18 est comprise entre 2 et 5% de la circonférence du cylindre 3, au niveau de la section sur laquelle sont positionnées lesdites fentes. Préférentiellement, la profondeur maximale d'enfoncement d'une des lèvres des fentes constituant les butées 17 ou 18 est comprise entre 10 et 30 40% de la longueur de la fente. L'ensemble couvercle 2 / cylindre 3 étant bloqué axialement, l'étanchéité est assurée par la légère compression de la partie 15 du diaphragme 4 entre le couvercle 2 et le cylindre 3. REVENDICATIONS1 - Servomoteur (1) à tirants, 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 qu'une pièce, choisie parmi le cylindre (3) et le couvercle (2), comporte deux types de butées, permettant, après emboîtement, le blocage de l'autre pièce dans les deux sens selon l'axe du servomoteur. 2 - Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux types de butées sont formés par une cannelure (8) continue le long d'une section perpendiculaire à l'axe de la pièce. 3 - Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux types de butées (17, 18) sont formés par des découpes radiales de la paroi du cylindre ou du couvercle, associées à la déformation de l'un des bords de la découpe. 4 - Servomoteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux types de butées (17, 18), de sens opposés, sont disposés chacun selon une section perpendiculaire à l'axe de la pièce, la distance entre ces deux sections étant sensiblement égale à l'épaisseur de l'autre pièce (21), destinée à prendre place le long des butées. 5 - Servomoteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque section comporte un nombre égal de butées (17, 18), ces dernières 30 étant disposées en quinconce. 6 - Procédé de montage d'un servomoteur selon l'une des revendications précédentes, comprenant une étape d'emboîtement élastique cylindre (3)/couvercle (2) tel que : 35 - on positionne le pourtour (11) du diaphragme (4) dans unemplacement de la paroi interne d'une pièce, choisie parmi le cylindre et le couvercle, qui comporte les deux types de butée, - puis on encastre l'autre pièce, soit respectivement le couvercle (2) ou le cylindre (3), dans l'ensemble ainsi formé, en faisant glisser le bord de cette pièce contre la paroi interne de la pièce comportant les butées, l'encastrement étant réalisé lorsque le bord de la seconde pièce est bloqué dans les deux sens, selon l'axe du servomoteur, par les butées de la première pièce.