Brevet FR2482919A1 — publié le 19811127

L'invention concerne un amplificateur de force de freinage commandé mécaniquement, notamment pour installations de freinage de véhicules automobiles, cet amplificateur comportant un piston de travail mobile dans une enceinte et lié à un corps de commande sensiblement cylindrique dans lequel est agencé un dispositif de soupape pour commander la pression de travail dans une chambre de travail, le piston de commande de ce dispositif de soupape étant lié à une tige d'action- nement et maintenu, dans le sens inverse de l'actionnement, par un élément de retenue qui peut être introduit radialement dans le corps de commande et peut être arrêté dans sa position de montage. Dans un amplificateur connu de ce genre, opérant par dépression (demande de brevet allemand DE-AS 12 93 028), servant à amplifier la force de freinage dans un véhicule automobile, le piston de travail et le corps de commande sont constitués d'une seule pièce. Le piston de commande porté dans le corps de commande est maintenu, contre la direction d'actionnement, par un élément de retenue qui peut être mis en place radialement dans une fente du corps de commande. Cette fente débouche dans une gorge annulaire qui maintient le bourrelet d'étan- chéité intérieur d'une membrane roulante. Dans la zone de la fente, l'élément de retenue constitue le fond de la rainure, de sorte qu'il est maintenu dans sa position de montage par le bourrelet d'étanchéité. Cet agencement de l'élément de retenue présente l'inconvénient qu'une parfaite étanchéité,dans la zone de la surface frontale radialement extérieure de l'élément de retenue,n'est pas toujours garantie. Par suite, lors de l'actionnement de l'amplificateur, de l'air atmosphérique peut s'écouler de la chambre de travail à la chambre de dépression en passant par le défaut d'étanchéité et compromettre ainsi la fonction de l'amplificateur. Il est en outre connu (demande de brevet allemand DE-OS 22 08 762) de réaliser le piston de travail et le corps de com- mande d'un amplificateur sous forme de composants séparés et de les assembler par un assemblage étanche à la pression. Dans ce cas, le piston de travail est enfilé sur une surface d'assise du corps de commande et est appliqué, dans la direction d'actionnement, contre un collet annulaire du corps de commande. Dans cette position de montage, le piston de travail est maintenu par le bourrelet d'étanchéité intérieur d'une membrane roulante, lequel s'engage dans une rainure aménagée dans le corps de commande. Cette configuration présente 2 48 29 19 l'inconvénient que la fixation du piston de travail est maintenue exclu- sivement par le bourrelet d'étanchéité de la membrane roulante, ce qui peut conduire à une usure de ce bourrelet d'étanchéité et à des défauts d' étanchéité. L'invention a pour objet de réaliser un amplificateur de force de freinage du genre mentionné, mais dont le piston de travail pourra être réalisé séparément du corps de commande-et être assemblé à celui-ci de façon simple. Selon l'invention, ceci est obtenu par le fait que le piston de travail est enfilé sur le corps de commande, est appliqué contre un collet annulaire formé sur ce corps de commande et est maintenu axia- lement dans cette position par au moins une portion de l'élément de retenue, laquelle déborde radialement hors du corps de commande. On obtient ainsi, entre le piston de travail et le corps de commande, une liaison par obstacle qui constitue en même temps la butée pour le piston de commande dans la direction du relâchement des freins et, par con- séquent,n'implique à peu près aucune complication supplémentaire. Cette liaison par obstacle peut être supprimée à tout moment en retirant. du corps de commande l'élément de retenue. Dans la direction d'actionnement, la force de l'amplificateur qui s'établit sur le piston de travail est transmise de manière également répartie au collet annulaire du corps de commande, de sorte que toute disposition oblique du corps de commande par rapport au piston de travail est exclu. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, l'élément de retenue est inséré dans un canal radial qui est aménagé dans le corps de commande et qui relie le dispositif de soupape à la chambre de travail. Cette réalisation s'avère particulièrement adéquate car elle permet de renoncer à des moyens particuliers pour l'étanchéi- fication de l'élément de retenue par rapport à la chambre de travail ou à la chambre de dépression. Cet agencement avantageux de l'élément de retenue peut aussi être utilisé dans le cas des amplificateurs dans lesquels le piston de travail et le corps de commande sont d'un seul tenant. En outre, on obtient un raccourcissement de la longueur axiale de l'amplificateur, puisque le canal peut aller jusqu'à la zone de fixation de la membrane roulante au corps de commande. Selon une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention, le canal présentedeux rainures longitudinales qui sont en vis-à-vis et dans lesquelles l'élément de retenue s'engage latéralement. 2 48 2919 Cette configuration avantageuse du canal présente l'avantage de conduire à une mise en place très exacte de l'élément de retenue. Un outil déjà existant pour la fabrication du corps de commande ne doit âtre que très légèrement modifié dans la région du canal. Il est en outre avantageux que l'élément de retenue réalisé sous la forme d'une plaque plane soit au contact de la paroi de canal la plus proche du collet, car l'écoulement de l'air, notamment à l'entrée intérieure du canal, n'est pas gêné. La configuration en T de l'élément de-retenue, dans laquelle la portion étagée de celui-ci est appliquée sur le corps de commande par ses surfaces de bordure tournées vers ce corps, présente l'avantage qu'aucune surface de butée radiale n'est nécessaire à l'intérieur du corps de commande, pour l'élément de retenue. La surface de portée de l'élément de retenue contre le corps de commande peut être constituée par la surface cylindrique du col de ce corps, ou bien des méplats bordant les surfaces de fond des rainures peuvent être prévus à la surface du corps de commande. Il y a de préférence, entre le piston de commande et l'élé- ment de retenue, un jeu en direction radiale afin que, lors de l'action- nement de l'amplificateur, il n'y ait entre l'élément de retenue et le piston annulaire aucune force de frottement susceptible de compro- mettre la facilité de déplacement du piston de commande. L'étanchéité du piston de travail s'effectue avantageusement au moyen d'un joint d'étanchéité annulaire entre le collet annulaire et le piston de travail, ce joint étant précontraint en direction axiale et assurant un serrage suffisant des éléments de retenue. En outre, on évite ainsi des bruits de battement sur le piston de travail et le jeu axial des composants coopérant, dû aux tolérances de fabri- cation, est supprimé. Il est avantageux que le joint chevauche, par un chevau- chement en U, le bord intérieur du piston de travail et que, dans la position de travail de l'amplificateur, la surface frontale du collet annulaire du piston de commande soit en contact direct avec le piston de travail, cela à l'extérieur de la zone du bord de ce piston chevauchée par le joint. Les dimensions du diamètre intérieur cylin- drique du piston de travail et du diamètre extérieur cylindrique du col du piston de commande sont alors choisies de façon que la portion de joint cylindrique située entre les deux surfaces soit précontrainte radialement et qu'une étanchéité durable soit ainsi garantie. Du point de vue du constructeur, cette étanchéité est facilement maîtrisable et peut sans problème être réalisée en pratique. Elle est simple et éco- nomique. De préférence, le joint est d'un seul tenant avec la membrane roulante appliquée contre le piston de travail. L'élément de retenue peut être arrêté radialement vers l'extérieur, de façon simple, sans qu'une orientation spéciale de l'élément de retenue par rapport au joint d'étanchéité soit nécessaire, si on recourt à un bourrelet annulaire formé sur le joint d'étanchéité et appliqué contre la surface frontale radialement extérieure de l'élément de retenue. Afin que le bourrelet annulaire soit uniformément appliqué sur l'élément de retenue, la surface frontale radialement extérieure de l'élément de retenue constitue une partie d'une surface cylindrique imaginaireconcentrique à l'axe longitudinal du corps de commande. Dans une forme de réalisation préférée, il est prévu deux éléments de retenue diamétralement opposés. Cela permet de renoncer à un guidage axial du piston de travail sur le corps de commande. Au lieu d'un bourrelet annulaire formé sur le joint d'étan- chéité, une patte en t8le rabattable lors du montage peut aussi assurer la mise en place radiale de l'élément de retenue. Dans ce cas, la patte en tôle peut être obtenue par découpage dans une partie en forme de pot appartenant au piston de travail, ce piston étant, entre son bord extérieur et l'ouverture résultant du découpape de cette patte, monté étanche par rapport au corps de commande. Le piston de travail est alors avantageusement, par une portion cylindrique, guidé et monté étanche sur la surface périphérique du collet annulaire, afin de main- tenir à une faible valeur le diamètre du corps de commande. Lors du rabattement de la patte en tôle, celle-ci s'applique contre la surface frontale extérieure de l'élément de retenue et maintient ce dernier dans sa position radiale. Il est alors avantageux que la surface frontale de l'élément de retenue soit plane afin que la patte en tôle soit facilement rabattue. Le piston de travail peut être démonté si l'on redresse radialement la patte en tôle. La patte en t6le peut aussi être avantageusement une partie d'un anneau en tôle agencé entre le piston de-travail et l'élément de retenue. Afin d'éviter les déplacements angulaires de cet anneau en tôle et de faciliter sa mise en position lors du montage, on peut prévoir, sur le bord intérieur de cet anneau, en direction axiale, un ergot dirigé vers le collet du corps de commande et traversant la paroi intérieure du piston de travail pour pénétrer dans un trou axial aménagé dans ce collet annulaire. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints o: - la figure I est une vue en coupe d'un amplificateur de force de frei- nage dans lequel la membrane roulante et l'anneau d'étanchéité sont d'une seule pièce; - la figure 2 représente une vue en coupe perpendiculaire à l'axe de l'amplificateur selon la figure 1, dans le plan de l'élément de retenue; - la figure 3 représente une vue de dessus du corps de commande de l'amplificateur selon la figure 1, considéré dans la direction de l'axe du canal; - la figure 4 représente une vue partielle en coupe de la zone de fixation d'un piston de travail avec un anneau d'étanchéité distinct de la membrane roulante; - la figure 5 montre une vue partielle en coupe de la zone de fixation d'un piston de travail au moyen d'un anneau en tôle portant une patte; - la figure 6 représente une vue en plan et une vue en coupe de l'anneau selon la figure 5; - la figure 7 représente une vue partielle en coupe de la zone de fixation d'un piston de travail comportant une partie en forme de pot; et - la figure 8 représente une vue en coupe perpendiculaire à l'axe longi- tudinal du piston de travail selon la figure 7, dans le plan de l'élément de retenue. L'enceinte I de l'amplificateur de force de freinage est cons- tituée de deux parties 3, 4 assemblées l'une à l'autre dans une zone d'assemblage 2. Leurs fonds constituent les faces frontales 5, 6 de l'enceinte 1. L'espace intérieur de l'enceinte I est subdivisé,. par une cloison mobile, en une chambre de dépression 7 reliée à une source de vide par l'intermédiaire d'un trou de raccordement 8 et en une chambre de travail 9. La cloison mobile est constituée, pour l'essentiel, par un piston de travail 10, par une membrane roulante 11, qui, dans la chambre de travail 9, est appliquée contre le piston 10, et par un corps ou carter de commande 12 qui est cylindrique et qui est lié au piston 10 2 482 919 et à la membrane roulante 11. La membrane roulante Il est serrée, avec étanchéité à la pression, dans la zone d'assemblage 2 et, par sa partie intérieure, chevauche, par un chevauchement en U, le bord intérieur du piston de travail 10 dont elle assure l'étanchéité par rapport au corps de commande 12. Par son col cylindrique, ce corps de commande 12 fait saillie hors du fond 5 de la partie 3 de l'enceinte et, au moyen d'un soufflet 14, sa surface extérieure est protégée contre l'encrassement. Avec une bague de glissement et guidage 13, le corps de commande 12 réalise l'étanchéité de la chambre de travail 9 vis-à-vis de l'extérieur. La tige de commande, composée d'une tige-poussoir 15 et d'un piston de commande 16, est agencée à l'intérieur du corps de commande 12 o elle peut âtre déplacée axialement. Elle peut être reliée à la pédale de frein d'un véhicule automobile par l'intermédiaire d'une tête à fourche non représentée. Le corps de commande 12 contient en outre un dispositif de soupape 17 qui est actionné par le piston de commande 16 et qui, par des canaux 18, 19, commande la différence de pression entre la chambre de dépression 7 et la chambre de travail 9. Le canal 18, représenté en tiret sur la figure 1, est montré décalé angulairement de quatre-vingt-dix degrés dans le plan du dessin. La partie du corps de commande 12 agencée dans la chambre de dépression 7 présente en outre un alésage étagé 20 dans lequel sont maintenus axialement, par un anneau d'arrêt 24, un disque de réaction 21 et une douille de retenue 23 solidarisée à une tige de poussée 22. La tige de poussée 22 actionne un maître-cylindre non représenté qui est fixé à la face frontale du fond 6. Un joint d'étanchéité 25 fixé au fond 6 assure l'étanchéité entre la tige de poussée-22 et la chambre de dépression 7 qui est ainsi rendue étanche vis-à-vis de l'extérieur. Pour le rappel de la cloison mobile, il est prévu un ressort de rappel 26 qui est maintenu entre un collet annulaire 27 du corps de commande 12 et le fond 6. Dans les canaux 19 aménagés diamétralement et passant, radia- lement vers l'extérieur, dans le corps de commande 12, deux rainures longitudinales 28 (figure 3) en vis-à-vis sont aménagées, dans chacune desquelles un élément de retenue 29 s'engage latéralement et est maintenu. Les éléments de retenue 29 pressent le piston de travail 10 contre une surface frontale 30 du collet annulaire 27 et le main- tiennent axialement dans cette position. Les éléments de retenue 29, réalisés par exemple sous forme de plaques planes, sont appliqués contre la paroi 31 des canaux la plus proche du collet annulaire 27, de sorte que les parties de canaux situées derrière les éléments de retenue 29, dans la direction opposée à celle de l'actionnement, présentent encore une section suffisante pour la commande de la chambre de travail 9. Saillant hors du corps de commande 12, les portions en gradin des éléments de retenue 29 ont les surfaces 32 de leurs bords en regard du corps de commande 12 appliquées sur celui-ci. Un bourrelet annulaire 33 formé sur la membrane roulante Il est appliqué contre les surfaces terminales externes 34 des éléments de retenue 29 et maintient radialement ces éléments 29 dans leur position de montage. Les extré- mités radialement intérieures des éléments de retenue 29 pénètrent dans une gorge 35 à la périphérie du piston de commande 16. Dans le sens opposé à celui de l'actionnement, le piston de commande 16 est, par la surface frontale de la rainure 35, au contact des éléments de retenue 29. Une butée dans le sens correspondant au relâchement des freins est ainsi créée pour le piston de commande 16. La longueur radiale des portions des éléments de retenue engagées dans le corps de commande 12 est telle qu'il y ait après montage un jeu radial entre le piston de commande16 et les éléments de retenue 29, afin que la mobilité du piston de commande 16 ne soit pas compromise. Il peut aussi être suffisant qu'un seul élément de retenue 29 soit agencé dans le corps de commande 12. Dans ce cas, il faut toutefois un guidage supplémentaire du piston de travail sur le corps de commande, par exemple comme représenté sur la figure 8. - La zone de fixation du piston de travail 10 représentée sur la figure 4 diffère de la réalisation décrite en ceci que la membrane roulante Il est distincte du joint 36 chevauchant, par un chevau- chement en U, la portion intérieure du bord intérieur du piston de travail 10. Un autre exemple de réalisation de la fixation du piston de travail 10 est représenté sur les figures 5 et 6. Ici, un anneau en tôle 37 est agencé entre le piston de travail 10 et les éléments de retenue 29. Dans la région des éléments de retenue 29, cet anneau 37 présente des pattes 38 orientées d'abord vers l'extérieur puis, lors du montage de l'amplificateur, rabattues de façon à s'appliquer contre les surfaces terminales 34 radialement extérieures des éléments de retenue 29, lesquels sont ainsi arrêtés radialement vers l'extérieur. 2 482919 Sur le bord intérieur de l'anneau en t5le 37,est aménagé un ergot 39 qui est dirigé axialement vers la surface frontale 30 et qui traverse la paroi interne du piston de travail 10 et s'engage dans un trou 40 aménagé axialement dans le collet annulaire 27, dans la direction d'actionnement. Pour assurer l'étanchéité du piston de travail 10 sur le corps de commande 12, un anneau d'étanchéité 41 est disposé dans une rainure axiale formée dans le collet annulaire 27 et s'applique, avec étanchéité à la pression, contre le piston de travail 10. Sur la figure 7, le piston de travail 10 est, dans sa zone de fixation, en forme de pot et s'applique, par sa portion cylin- drique 42, sur la périphérie externe du collet annulaire 27. Le fond annulaire 43 du piston de travail 10 est appliqué contre la surface frontale 30 et est arrêté axialement par les éléments de retenue 29. Les pattes en tôle 38,formées par découpage dans la portion en forme de pot du piston de travail 10,ont une fonction déjà décrite plus haut. Une rainure radiale dans la périphérie externe du collet annulaire 27 sert à recevoir un anneau d'étanchéité 44 qui assure l'étanchéité de la portion cylindrique 42. Les ouvertures 45 résultant du découpage des pattes en tôle 38 sont de dimensions telles qu'elles ne puissent pas toucher le joint 44. Sur la figure 8,est représenté un élément de retenue 29 qui, par sa portion intérieure, chevauche, par un chevauchement en U, le piston de commande 16, de sorte que la surface de contact entre cet élément de retenue 29 et le piston de commande 16 est aussi grande que possible. Dans ce cas, il suffit d'un seul élément de retenue 29 inséré dans le corps de commande 12. Il est avantageux que la portion de surface du corps de commande,sur laquelle le piston de travail est maintenu avec ou sans intermédiaire, en direction radiale par rapport à l'axe longitudinal de l'amplificateur, présente un diamètre plus grand que celui du col du corps de commande. Le montage du piston de travail s'en trouve simplifié, et l'on évite l'endommagement de la surface de glissement formée sur le col du corps de commande. Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. 2 482919 REVENDICATIONS 1. Amplificateur de force de freinage commandé mécaniquement, notamment pour installations de freinage de véhicules automobiles, cet amplificateur comportant un piston de travail mobile dans une enceinte et lié à un corps de commande sensiblement cylindrique dans lequel est agencé un dispositif de soupape pour commander la pression de travail dans une chambre de travail, le piston de commande de ce dispositif de soupape étant lié à une tige d'actionnement et maintenu, dans le sens opposé à celui de l'actionnement, par un élément de retenue qui peut être introduit radialement dans le corps de commande et peut être arrêté dans sa position de montage, cet amplificateur étant caractérisé en ce que le piston de travail (10) est enfilé sur le corps de commande (12), est appliqué contre un collet annulaire (27) formé sur ce corps de commande (12) et est maintenu axialement dans cette position par au moins une portion de l'élément de retenue (29)., laquelle déborde radialement hors du corps de commande (12). 2. Amplificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de retenue (29) est inséré dans un canal radial (19) qui est aménagé dans le corps de commande (12) et qui relie le dispo- sitif de soupape (17) à la chambre de travail (9). 3. Amplificateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le canal (19) présente deux rainures longitudinales (28) qui sont en vis-à-vis et dans lesquelles s'engage latéralement l'organe de retenue (29) réalisé sous la forme d'une plaque plane. 4. Amplificateur selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'élément de retenue (29) est au contact de la paroi (31) de canal la plus proche du collet annulaire (27). 5. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de retenue (29) est en forme de T et en ce que, par ses surfaces de bordure (32) tournées vers le corps de commande (12), la portion étagée de l'élément de retenue est appliquée sur ce corps de commande (12). 6. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un jeu existe en direction radiale, entre le piston de commande (16) et l'élément de retenue (29). - 7. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité annulaire (36) est agencé entre le collet annulaire (27) et le piston de travail (10). 8. Amplificateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (36) chevauche, par un chevauchement en U, le bord intérieur du piston de travail (10) et en ce que, dans la position de travail de l'amplificateur, la surface frontale (30) du collet annulaire (27) est en contact direct avec le piston de travail (10), cela à l'extérieur de la zone du bord de ce piston chevauchée par le joint (36). 9. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la portion du joint (36), incluse entre le collet annulaire (27) et le piston de travail (10),est précontrainte dans la direction axiale du corps de commande (12). 10. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le joint (36) constitue une pièce avec la membrane roulante (11) appliquée contre le piston de travail (10). 11. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications I à 10, caractérisé en ce qu'un bourrelet annulaire (33) formé sur le joint (36) est appliqué contre la surface terminale (34) radialement extérieure de l'élément de retenue (29). 12. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la surface terminale (34) radialement extérieure de l'élément de retenue (29) est une partie d'une surface cylindrique imaginaire concentrique à l'axe longitudinal du corps de commande (12). 13. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications I à 12, caractérisé en ce qu'il est prévu deux éléments de retenue (29) diamétralement opposés. 14. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications I à 13, caractérisé en ce que l'immobilisation radiale de l'élément de retenue (29) est obtenue par au moins une patte en t8le (38) rabattable lors du montage. 15. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications I à 14, caractérisé en ce que le piston de travail (10) comporte une partie en forme de pot dans laquelle la patte en tôle (38) est découpée et en ceque entre son bord extérieur et l'ouverture (45) résultant du découpage de cette patte (38),le piston de travail est monté étanche par rapport au corps de commande (12). 16. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications I à 15, caractérisé en ce que la patte en'tôle (38) est une partie d'un anneau en t8le (37) agencé entre le piston de travail (10) et l'élément de retenue (29). 17. Amplificateur selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'un ergot (39), dirigé axialement vers le collet (27) du corps de commande (12),est agencé sur le bord intérieur de l'anneau en t6le (37), cet ergot traversant la paroi intérieure du piston de travail (10) et s'engageant dans un trou (40) orienté axialement dans le collet annulaire (27). 18. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications I à 17, caractérisé en ce que la portion de surface du corps de commande sur laquelle le piston de travail (10) est maintenu, directement ou indirectement, en direction radiale par rapport à l'axe longitudinal de l'amplificateur, présente un diamètre supérieur à celui du col du corps de commande (12).