FR2817523A1 - Servomoteur d'assistance au freinage pour vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Servomoteur d'assistance au freinage pour véhicule automobile, dont le boîtier comprend une cloison annulaire étanche formée d'une jupe métallique mince (28) et d'une membrane (30) en caoutchouc et montée à sa périphérie interne sur un piston (18), et des tirants (38) qui relient les deux parois d'extrémité du boîtier et qui s'étendent à étanchéité dans des orifices (40) de la jupe (28), caractérisé par des interruptions (48) de la zone de contact entre la périphérie interne (36) de la jupe (28) et du piston (18) au niveau des orifices (40), pour réduire les concentrations de contraintes entre les orifices (40) et la périphérie interne (36) de la jupe.

Description

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Servomoteur d'assistance au freinage pour véhicule automobile
L'invention concerne un servomoteur d'assistance au freinage pour véhicule automobile.

Ce servomoteur est agencé entre une tige de commande reliée à une pédale de frein et un maîtrecylindre d'un circuit de freinage et permet de réduire l'effort à la pédale pour un effort de freinage donné. Il comprend habituellement un boîtier cylindrique rigide partagé en une chambre avant et une chambre arrière par une cloison transversale étanche de forme annulaire dont la périphérie radialement interne est montée sur un piston déplaçable axialement dans le boîtier pour transmettre les déplacements de la tige de commande au piston du maître-cylindre.

La chambre avant du boîtier est reliée à la dépression moteur et la chambre arrière est à une pression qui varie entre la dépression moteur et la pression atmosphérique, et la différence entre les pressions de ces deux chambres agissant sur la surface utile du piston permet d'amplifier l'effort de freinage appliqué à la pédale par le conducteur.

Pour garantir la rigidité du boîtier quand il est réalisé en tôle relativement mince, il est connu de relier rigidement ses parois transversales d'extrémité par des tirants qui s'étendent parallèlement à l'axe et qui traversent de façon étanche la cloison transversale précitée. Celle-ci est formée d'une jupe métallique mince élastiquement déformable et d'une membrane étanche en caoutchouc ou analogue qui recouvre la jupe et qui est fixée sur le piston à sa périphérie radialement interne et sur la

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paroi périphérique du boîtier à sa périphérie radialement externe.

Pour sa traversée par les tirants, la jupe comprend des orifices dans lesquels sont engagés des manchons tubulaires formés sur la membrane étanche et les tirants sont guidés en coulissement à étanchéité dans ces manchons.

Ainsi, la cloison transversale traversée par les

tirants peut se déplacer axialement dans le boîtier en suivant le piston, tout en assurant l'étanchéité de la séparation entre les deux chambres du boîtier.

On a constaté qu'en fonctionnement, lorsque cette cloison transversale est déplacée axialement dans le boîtier, les contraintes exercées sur la jupe sont concentrées dans les parties de la jupe qui sont situées entre les orifices traversés par les tirants et la périphérie radialement interne de la jupe, qui est en appui sur le piston. Ces parties de la jupe sont donc les plus fragiles et le sont d'autant plus lorsque les orifices sont au voisinage de la périphérie radialement interne de la jupe, de sorte que les concentrations de contraintes dans ces parties fragiles sont susceptibles de les endommager ou de séparer la jupe du piston, ce qui empêcherait le fonctionnement du servomoteur d'assistance au freinage et doit donc absolument être évité.

L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et peu coûteuse à ce problème.

Elle a également pour but de fournir à ce problème une solution qui consiste en une modification simple et économique des servomoteurs existants.

Elle propose à cet effet un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage pour véhicule

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automobile, comprenant un boîtier cylindrique rigide partagé de façon étanche en une chambre avant et une chambre arrière par une cloison transversale annulaire formée d'une jupe métallique mince et d'une membrane étanche en caoutchouc ou analogue recouvrant ladite jupe, cette cloison étant montée à sa périphérie radialement interne sur un piston central déplaçable axialement dans le boîtier et étant traversée à étanchéité par des tirants parallèles à l'axe qui relient rigidement entre elles des parois transversales d'extrémité du boîtier et qui sont guidés de façon étanche dans des manchons tubulaires de la membrane étanche engagés dans des orifices de la jupe, caractérisé en ce que, pour éviter des concentrations de contraintes en fonctionnement dans les parties de la jupe comprises entre les orifices précités et sa périphérie radialement interne en appui sur le piston, la zone de contact entre la périphérie radialement interne de la jupe et le piston comporte des interruptions au niveau des orifices précités.

Grâce à ces interruptions de la zone de contact entre la jupe et le piston au niveau des orifices traversés par les tirants, on répartit les contraintes dans des parties de la jupe qui ne sont pas alignées avec les orifices précités, on réduit de façon sensible les contraintes dans les parties de la jupe situées entre ces orifices et la périphérie interne de la jupe, on renforce le montage de la jupe sur le piston et on augmente la fiabilité et la durée de service du servomoteur d'assistance au freinage.

Dans un premier mode de réalisation de l'invention, la périphérie radialement interne de la jupe comporte des parties axialement écartées du

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piston au niveau des orifices précités pour former lesdites interruptions de la zone de contact.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la partie radialement interne de la jupe est en appui sur un rebord périphérique extérieur du piston qui comporte des échancrures radialement alignées avec les orifices de la jupe pour former les interruptions précitées.

Pour réduire efficacement les contraintes dans les parties fragiles de la jupe, les interruptions précitées ont une étendue angulaire qui correspond au moins à deux fois le diamètre des orifices traversés par les tirants.

De préférence, l'étendue angulaire de chaque interruption est comprise entre deux et trois fois environ le diamètre desdits orifices.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention selon lequel la jupe comporte deux orifices diamétralement opposés de passage des tirants, lesdites interruptions ont chacune un angle au centre de l'ordre de 600.

L'invention permet ainsi, par une opération d'usinage extrêmement simple de la périphérie radialement interne de la jupe ou du rebord périphérique du piston sur lequel s'appuie la jupe, de réduire les concentrations de contraintes dans les parties fragiles de la jupe et est applicable sans difficulté et sans surcoût sensible aux structures préexistantes de servomoteurs d'assistance au freinage.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la

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description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un servomoteur d'assistance au freinage selon l'invention ; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail encerclé II de la figure 1 ;

- la figure 3 est une vue de face d'une jupe de piston selon l'invention.

Dans toute la description, l'avant correspond à ce qui est à gauche en figure 1 et l'arrière à ce qui est à droite.

Le servomoteur d'assistance au freinage représenté à titre d'exemple en figure 1, comprend un boîtier rigide 10 de forme cylindrique, qui est partagé en une chambre avant 12 et une chambre arrière 14 par une cloison étanche annulaire 16 qui s'étend radialement entre la paroi périphérique du boîtier et un piston central 18 déplaçable axialement à l'intérieur du boîtier et sollicité axialement vers l'arrière par un ressort de rappel 20 appuyé sur l'extrémité avant du piston 18 et sur une paroi transversale avant 22 du boîtier 10.

De façon bien connue de l'homme du métier, le piston 18 est relié à une tige de commande 24 qui est déplaçable axialement vers l'avant par la pédale de frein lorsqu'il faut exercer un effort de freinage sur les roues du véhicule. La chambre avant 12 du boîtier 10 est reliée par des moyens 26 à une source de dépression tandis que la chambre arrière 14 est à une pression qui varie entre la dépression de cette source et la pression atmosphérique.

Ainsi, lorsque le moteur fonctionne, la différence de pression entre les deux chambres 12 et

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14 amplifie la force de déplacement vers l'avant du piston 18 qui est entraîné par la tige de commande 24 elle-même déplacée par enfoncement de la pédale de frein. Le déplacement vers l'avant du piston 18 est appliqué au piston d'un maître-cylindre du circuit de freinage, non représenté.

De façon connue, la cloison transversale 16 est formée d'une jupe métallique mince 28 et d'une membrane étanche 30 en caoutchouc ou en matière analogue, qui recouvre complètement la jupe 18 et qui est fixée à sa périphérie radialement externe sur la paroi périphérique du boîtier 10, plus précisément à la jonction entre la paroi transversale avant 22 du boîtier et sa paroi transversale arrière 32, et qui est fixée à sa périphérie radialement interne sur le piston 18, par emboîtement d'un bourrelet périphérique dans une gorge annulaire externe de ce piston.

La jupe métallique 28 est en appui, à sa périphérie radialement interne, sur un rebord annulaire 34 du piston 18. Dans l'exemple de réalisation représenté, la périphérie radialement interne de la jupe 28 forme un rebord cylindrique 36 orienté vers l'avant, parallèlement à l'axe du boîtier 10 et est appliquée sur une face radiale droite du rebord 34 du piston par le bourrelet périphérique interne de la membrane 30 emboîté dans la gorge annulaire précitée du piston.

Les parois transversales 22 et 32 du boîtier 10 sont reliées rigidement entre elles par des tirants 38 qui s'étendent parallèlement à l'axe et qui traversent à étanchéité la cloison transversale 16.

A cet effet, la jupe métallique 28 comporte des orifices 40 ayant un diamètre interne supérieur au diamètre externe des tirants 38 et dans lesquels sont

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engagés des manchons tubulaires 42 formés sur la membrane étanche 30 et orientés vers l'avant, parallèlement à l'axe. Les tirants 38 sont engagés de façon étanche dans ces manchons tubulaires 42 qui peuvent coulisser sur les tirants.

Les bords 44 des orifices 40 sont roulés radialement vers l'extérieur, du côté avant, pour résister aux efforts, et sont engagés dans des gorges annulaires de la périphérie extérieure des manchons 42, qui sont ainsi retenus axialement sur la jupe 28.

Les parties 46 de cette jupe qui sont situées entre les orifices 40 et la périphérie radialement interne 36 de la jupe, ont une étendue radiale relativement faible, comme on le voit sur les figures 2 et 3. Les contraintes dans la jupe 28, qui résultent des déplacements axiaux du piston 28 transmis aux manchons tubulaires 42 traversés à étanchéité par les tirants 38, sont concentrées dans ces parties 46 et peuvent entraîner des détériorations ou une destruction de celles-ci.

Pour éviter ou au moins réduire fortement ce risque, l'invention propose de supprimer localement l'appui de la périphérie interne 36 de la jupe 28 sur le piston 18, au niveau des orifices 40. Pour cela, comme représenté schématiquement en figure 2, une échancrure 48 est formée à l'extrémité avant du rebord axial 36 de la jupe 28, en alignement radial avec chaque orifice 40. On évite ainsi que les contraintes dans la jupe 28 soient localisées entre les orifices 40 et les parties du rebord axial 36 qui sont radialement alignées avec ces orifices, et on répartit ces contraintes entre les orifices 40 et les autres parties du rebord 36, qui ne sont pas alignées avec ces orifices et qui ont une étendue angulaire

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nettement supérieure à celle des parties 46 radialement alignées avec les orifices 40.

L'étendue angulaire des échancrures 48 est d'environ 600 dans un mode de réalisation préféré de l'invention, représenté en figure 3, où la jupe 28 comprend deux orifices 40 diamétralement opposés. Cela correspond à l'angle au centre délimité par les deux segments de droite 50 représentés en trait pointillé. De façon plus générale, l'étendue angulaire de chaque échancrure 48 est supérieure au diamètre de l'orifice 40 correspondant et est de préférence comprise entre deux fois environ et trois fois environ ce diamètre.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, les échancrures 48 formées à l'extrémité avant du rebord axial interne 36 de la jupe 28 permettent de réduire d'environ 30% les contraintes maximales en fonctionnement dans les parties 46 de la jupe 28. En variante, les échancrures 48 sont formées, non pas à l'extrémité avant du rebord périphérique interne 36 de la jupe 28, mais dans la face radiale du rebord 34 du piston 18 avec le même résultat, qui est de supprimer la zone de contact en alignement radial avec les orifices 40, entre le rebord 36 de la jupe 28 et le rebord 34 du piston 18.

Les échancrures 48 précitées peuvent être formées par tout moyen approprié dans le rebord 36 de la jupe 28 ou dans le rebord 34 du piston 18, notamment par enlèvement de matière ou par déformation.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, dans lequel le moyen d'appui de la jupe 28 sur le piston 18 est un rebord cylindrique axial de la jupe, qui est poussé axialement en appui sur le rebord 34 du piston

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par le bourrelet périphérique interne de la membrane 30. Elle s'applique aussi à toutes les autres formes possibles de la partie de la jupe 28 qui vient en appui sur le piston et qui peut s'étendre dans un plan radial ou être incurvée pour former un tore, etc... Dans tous les cas, l'invention est applicable à des jupes et des pistons préexistants, moyennant une modification simple et peu coûteuse de ces jupes ou de ces pistons.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS 1-Servomoteur pneumatique d'assistance au freinage pour véhicule automobile, comprenant un boîtier cylindrique rigide (10) partagé de façon étanche en deux chambres (12,14) par une cloison transversale annulaire (16) formée d'une jupe métallique mince (28) et d'une membrane étanche (30) en caoutchouc ou analogue recouvrant ladite jupe, cette cloison étant montée à sa périphérie radialement interne sur un piston central (18) déplaçable axialement dans le boîtier et étant traversée par des tirants (38) parallèles à l'axe qui relient rigidement entre elles des parois transversales d'extrémité (22,32) du boîtier et qui sont guidés de façon étanche dans des manchons tubulaires (42) de la membrane étanche (30) engagés dans des orifices (40) de la jupe (28), caractérisé en ce que, pour éviter des concentrations de contraintes en fonctionnement dans les parties (46) de la jupe comprises entre les orifices précités (40) et sa périphérie radialement interne (36) en appui sur le piston (18), la zone de contact entre la périphérie radialement interne (36) de la jupe et le piston (18) comporte des interruptions (48) au niveau des orifices (40) précités.
2. 2-Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites interruptions sont formées par des parties (48) de la périphérie radialement interne (36) de la jupe qui sont distantes d'un rebord d'appui (34) formé sur le piston (18).

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3. 3-Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites interruptions sont formées par des échancrures d'un rebord (34) du piston sur lequel la périphérie radialement interne (36) de la jupe est en appui.
4. 4-Servomoteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que, au niveau desdites interruptions (48), la périphérie radialement interne (36) de la jupe (28) et le rebord d'appui (34) du piston (18) sont axialement distants.
5. 5-Servomoteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites interruptions (48) sont radialement alignées avec les orifices (40) de la jupe.
6. 6-Servomoteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites interruptions (48) ont une étendue angulaire supérieure au diamètre des orifices (40).
7. 7-Servomoteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étendue angulaire de chaque interruption (48) est comprise entre environ deux fois et environ trois fois le diamètre des orifices (40).
8. 8-Servomoteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la jupe (28) comporte deux orifices (40) diamétralement opposés de passage des tirants (38) et lesdites interruptions (48) ont chacune un angle au centre de l'ordre de 600.