Brevet FR2596120A1 — publié le 19870925

La présente invention concerne un sous-ensemble de moteur de frein, plus particulièrement pour frein à disque, du type comprenant un piston de commande, destiné typiquement à être monté à coulissement étanche dans un alésage d'un corps de frein, comportant une cavité intérieure délimitée par une paroi de fond et, périphériquement, par un alésage étagé et dans LaqueLLe est disposé un écrou de rattrapage automatique, destiné typiquement à être engagé en engrénement sur une broche 10 filetée montée dans le corps de frein, sollicitée vers la paroi de fond, via une rondelle, par un organe élastique prenant appui sur le piston de commande à l'opposé, axialement, de la paroi de fond, et un piston pilote étagé, destiné à permettre une inhibition du rattrapage 15 automatique en cas de pression d'actionnement excessive du piston de commande pour éviter un surréglage du moteur de frein, le piston pilote étagé comportant une première surface périphérique cylindrique extérieure de plus grand diamètre coopérant à coulissement étanche avec une 20 extrémité de diamètre réduit de l'alésage étagé et, au voisinage de son extrémité opposée axialement à la première surface périphérique et coopérant en appui avec la rondelle, une seconde surface périphérique cylindrique de diamètre réduit coopérant à coulissement étanche avec un 25 joint d'étanchéité annulaire monté dans une portion intermédiaire de l'alésage étagé. Un moteur de frein comportant un tel sous-ensemble est décrit dans la demande de brevet Français N 85.045 56 déposée le 27 Mars 1985 au nom de la demanderesse, dont le 30 contenu est supposé intégré ici pour référence. Dans le sous-ensemble décrit dans ce document, lorsque le piston pilote étagé est mis en oeuvre pour repousser la rondelLe à l'encontre de l'organe élastique et interrompre ainsi la liaison d'entraînement entre le piston de commande et 35 l'écrou de rattrapage automatique en cas de pression de freinage excessive, sous l'effet de cette pression de freinage, le piston pilote est déplacé, dans la direction opposée à la paroi de fond de la cavité intérieure du 5 piston de commande jusqu'à une position pouvant correspondre à un écrasement complet de l'organe élastique, ce qui peut se traduire par une modification des caractéristiques de l'organe élastique, voire à son endommagement. La présente invention a pour objet d'obvier à ces inconvénients en proposant un agencement de structure simple, robuste et efficace, totalement intégré et aisément adaptable, n'entraînant pas de surcoûts de production, permettant d'éviter un écrasement de l'organe élastique 15 sans affecter les caractéristiques du fonctionnement du piston pilote et permettant d'autre part de conserver une faculté de rattrapage automatique de jeu même en cas d'endommagement accidentel de l'organe élastique. Pour ce faire, selon une caractéristique de L'invention, le sous-ensemble de moteur de frein comporte des moyens intégrés pour limiter la course du piston pilote dans la direction opposée à la paroi de fond, en limitant ainsi la compression de l'organe élastique à une valeur suffisante pour permettre le dégagement de la rondelle de 25 l'écrou de rattrapage automatique. Selon un aspect plus particulier de l'invention, les moyens de limitation comprennent une butée à action hydraulique limitant le déplacement du piston pilote par effet differentiel de pression, ou, en variante, une butée 30 à action mécanique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre iLLustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexes, sur 35 lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation d'un sous-ensemble de moteur de frein selon l'invention représenté en position de repos; - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 montrant le piston pilote en position limite de débrayage du rattrapage automatique; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 d'un second mode de réalisation de l'invention. Dans la description qui va suivre et sur les dessins, les éléments identiques ou analogues portent les mêmes chiffres de référence. On reconnaît sur la figure 1 un sous-ensemble de moteur de frein du type tel que décrit dans la demande de brevet Français N0 85.045 56 susmentionnée et comprenant un piston de commande 1, destiné à être monté à coulissement étanche dans un alésage 2 d'un corps de frein 3 définissant 15 une chambre de pression 4 recevant un fluide hydraulique sous pression permettant de déplacer dans l'alésage 2 le piston de commande 1 pour l'actionnement d'au moins un élément de friction 5 afin d'amener ce dernier en contact de friction avec un organe rotatif à freiner (non représenté). Le piston de commande 1 est formé intérieurement avec une cavité interne délimitée par une paroi de fond 6 et, périphériquement, par un alésage étagé comprenant, au voisinage de la paroi de fond 6, une portion d'extrémité intérieure de diamètre réduit 7 se raccordant 25 à une portion intermédiaire de diamètre supérieur 8 se raccordant elle- même à une autre portion d'extrémité de plus grand diamètre 9. Dans cette portion d'extrémité de plus grand diamètre 9 est montée à coulissement une rondelle 10 sollicitée dans la direction vers la paroi de 30 fond 6 par un organe élastique 11, constitué typiquement par des rondelles Belleville, prenant un appui arrière sur un anneau de retenue 12 monté- dans l'extrémité débouchante de la portion d'alésage de plus grand diamètre 9. La rondelle 10 coopère, via une butée axiale à billes 13, avec 35 un épaulement arrière d'un écrou de rattrapage automatique 14 associé à un ressort d'embrayage unidirectionnel 15, selon un agencement classique, l'écrou 14 étant destiné, Lors de la mise en place du piston de commande 1 équipé dans l'alésage 2 du corps de frein, à coopérer en engrènement avec une broche filetée 16 montée dans le corps de frein 3 et couplée typiquement à un dispositif d'actionnement mécanique du piston de commande 1. Dans la portion d'alésage intermédiaire 8 est disposé un joint d'étanchéité annulaire 17 associé à une rondelle de retenue 18 placée en appui axial contre un épaulement s'étendant radialement vers l'intérieur 19 formant le raccordement 10 entre la portion d'extrémité de plus petit diamètre 7 et la portion intermédiaire 8 de l'alésage étagé. Dans la cavité du piston de commande 1 est disposé, coaxialement autour de l'écrou 14, un piston pilote étagé 20 comportant, du côté de la paroi de fond 6, une partie 15 d'extrémité épaisse présentant une première surface périphérique cylindrique extérieure de plus grand diamètre 21 coopérant à coulissement étanche, via un joint annulaire 22, avec la portion d'extrémité de plus petit diamètre 7 de l'alésage étagé, et une partie d'extrémité opposée 20 d'épaisseur réduite 23, coopérant en contact d'engagement avec la rondelle 10 et présentant une surface périphérique cylindrique de diamètre réduit 24 coopérant à coulissement étanche avec le joint annulaire 17. Dans la position de repos représentée sur la figure 1, le piston pilote 20 est 25 plaqué en appui contre la paroi de fond 6 par la rondelle sous l'effet de l'organe élastique 11. Le piston pilote 20 présentant, de part et d'autre, axialement, des surfaces annulaires différentielles S1 et S2 exposées à la pression de fluide dans la chambre de pression 4, avec S1 supérieure 30 à S2' lorsque cette pression de fluide dépasse une valeur déterminée par le rapport de ces surfaces et la force de l'organe élastique 11, le piston pilote 20 se déplace (vers la droite sur les dessins) à l'encontre de la force de l'organe élastique 11 pour écarter la rondelle 10 de 35 l'épaulement arrière de l'écrou 14 et empêcher ainsi que ce dernier ne subisse de la part de la rondelle 10, accompagnant - via.l'organe élastique 11 - le déplacement du piston de commande 1, une poussée axiale se traduisant par une rotation de rattrapage de jeu de L'écrou 14 sur la broche filetée 16. Conformément à l'invention, dans le mode de réalisation 5 des figures 1 et 2, Le piston étagé 20 comporte une portion intermédiaire présentant une surface périphérique cylindrique 25 de diamètre intermédiaire entre celui des surfaces périphériques 21 et 24 et se raccordant à cette dernière par un épaulement radial 26 susceptible de venir 10 porter, comme représenté sur la figure 2, contre l'anneau 18 lors du déplacement vers l'arrière du piston pilote 20. Dans cette condition, correspondant à un écrasement limité de l'organe élastique 11, si la surface effective à la gauche du piston pilote 20 demeure la surface S1, la surface effective offerte à la pression de fluide à la droite du piston pilote 20 n'est plus la surface S2 mais, du fait du joint annulaire 17, la surface S3, supérieure à S1, telle que définie par le diamètre de la partie intermédiaire 8 de l'alésage étagé. Du fait de cette 20 inversion du rapport des surfaces effectives soumises à la pression de fluide du piston pilote 20, le déplacement vers la droite de ce dernier est interrompu, le piston pilote 20 conservant la position représentée sur la figure 2 du fait que l'ensemble du joint annulaire 17 et de l'anneau de 25 retenue 18 ne peut se déplacer vers la gauche en raison de l'épaulement 19. Dès que la pression d'actionnement dans la chambre 4 diminue, l'effet de pression différentiel sur le piston pilote 20 s'estompe et l'organe élastique 11 ramène la rondelle 10 et le piston pilote 20 vers la position de 30 repos représentée sur la figure 1. On a représenté sur la figure 3 un second mode de réalisation de l'invention dans Lequel le piston pilote 20 conserve la configuration de la demande de brevet Français NO 85.045 56, un anneau entretoise annulaire 27 étant ici 35 disposé dans la portion d'extrémité de plus grand diamètre 9 de l'alésage étagé, entre la rondelle 10 et l'anneau de retenue 12, autour de l'organe élastique 11. On comprendra que, comme représenté sur la figure 3, le déplacement vers l'arrière du piston pilote 20 (et donc la rondelle 10) est ici limité par la venue en butée de la rondelLe 10 contre l'anneau entretoise 27 lui-même alors plaqué en butée 5 contre l'anneau de retenue 12, l'épaisseur axiale de l'anneau entretoise 27 déterminant le degré de compression admis pour l'organe élastique 11. Il peut advenir, notamment selon les lots et qualités de fabrication, que l'organe élastique 11 se brise ou soit 10 endommagé à la longue, indépendamment des mesures, conformément à l'invention, visant à prévenir son écrasement excessif. Dans les systèmes à rattrapage automatique connus du type considéré, un tel endommagement irréversible de l'organe élastique ne permet en pratique 15 plus d'obtenir un rattrapage automatique de l'usure des garnitures de friction. L'agencement selon l'invention permet cependant de conserver dans ce cas une faculté de rattrapage automatique, moins performante certes qu'avec un agencement en parfait état de marche, mais néanmoins réelle 20 pour toute la plage de fonctionnement du moteur de frein. En effet, dans le mode de réalisation à butée mécanique de la Figure 3, le recul de la rondelle 10 est limité par l'épaisseur axiale de l'anneau entretoise 27, laquelle détermine ainsi le jeu e de dégagement de la rondelle 10 25 vis-à-vis de la butée 13. On comprendra que, dans le cas o l'organe élastique 11 est devenu inopérant, en fonctionnement, la rondelle conservera la position relative de la Figure 3, en butée contre l'anneau 27 lui-même en butée contre l'anneau 12. Donc, lorsque l'usure des 30 garnitures sera devenue égale à e et que le piston.1 aura avancé d'autant par rapport à l'écrou 14 immobilisé sur sa vis 16, l'écrou de rattrapage 14 sera de nouveau mis en oeuvre par la rondelle 10, le piston étagé 20 devenant alors inopérant. Dans le mode de réalisation à butée 35 hydraulique des Figures 1 et 2, le même effet est obtenu en formant la partie d'extrémité 23 avec une collerette 27 s'étendant radialement vers l'intérieur entre la rondelle et la butée 13. Tant que l'organe élastique 11 est intact, le fonctionnement est en tout point similaire à celui décrit précédemment (la collerette 27 ne modifiant en rien les surfaces actives du piston étagé 20).Toutefois, Le 5 jeu de dégagement e (Figure 2) est ici formé entre la butée 13 et la face annulaire avant de la collerette 27 et est déterminé par les côtes axiales du piston étagé 20 entre son épaulement 26 et son extrémité avant, d'une part, et la collerette 27, d'autre part. Comme pour le mode de réalisation de la Figure 3, lorsque, l'organe élastique 11 étant inopérant, le piston 1 a avancé d'une distance e par rapport à l'écrou 14, l'écrou se trouvera alors actionné par la collerette 23, le piston étagé 20 étant plaqué, sous l'effet de la pression de freinage, par son épaulement 26 15 contre l'anneau 18 et celui-ci accompagnant le déplacement du piston 1 en demeurant lui-même plaqué, sous l'effet de la pression sur le joint 17, contre l'épaulement 19 de l'alésage étagé, de sorte que le piston étagé 20 accompagne à son tour le déplacement du piston 1 pour actionner dès 20 lors l'écrou de rattrapage 14, la rondelle 10 n'assurant alors plus aucune fonction. REVENDICATIONS 1. Sous-ensemble de moteur de frein, comprenant: un piston de commande (1) comportant une cavité intérieure délimitée par une paroi de fond (6) et, périphériquement, par un alésage étagé (7,8,9) et dans laquelle est disposé 5 un écrou de rattrapage automatique (14) sollicité vers la paroi de fond, via une rondelle (10), par un organe élastique (11) prenant appui (12) sur le piston de commande à l'opposé, axialement, de la paroi de fond, et un piston pi lote étagé (20) comportant une première surface périphérique cylindrique de plus grand diamètre (21) coopérant en coulissement étanche avec une extrémité de diamètre réduit (7) de l'alésage étagé, et, au voisinage de son extrémité (23) opposée axialement à la première surface périphérique (21) et coopérant avec la rondelle (10), une 15 seconde surface périphérique cylindrique de diamètre réduit (24) coopérant à coulissement étanche avec un joint d'étanchéité annulaire (17) monté dans une portion intermédiaire (8) de l'alésage étagé, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens intégrés (26; 27) pour limiter 20 la course du piston pilote (20) dans la direction opposée à la paroi de fond (6). 2. Sous-ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de limitation comprennent une butée à action hydraulique (26-17). 3. Sous-ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de limitations comprennent une butée à action mécanique (27). 4. Sous-ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le piston pi lote (20) comprend une surface 30 périphérique cylindrique de diamètre intermédiaire (25) se raccordant à la seconde surface périphérique de diamètre réduit (24) par un épaulement radial (26) coopérant en appui avec le joint annulaire (17). 5. Sous-ensemble selon la revendication 3, caractérisé 35 en ce qu'il comprend un organe de butée (27) coopérant avec la rondelle (10) pour limiter son déplacement sous l'effet du déplacement du piston pilote (20). 6. Sous-ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, 5 caractérisé en ce que l'organe élastique (11) prend appui sur un anneau de retenue (12) monté dans l'extrémité de plus grand diamètre (9) de l'alésage étagé. 7. Sous-ensemble selon la revendication 5 et la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de butée 10 (27) coopère en butée avec l'anneau de retenue (12). 8. Sous-ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe de butée est constitué d'un anneau intermédiaire (27) disposé dans l'extrémité de plus grand diamètre (9) de l'alésage étagé entre la rondelle (10) et 15 l'anneau de retenue (11). 9. Sous-ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe élastique est constitué de rondelles Belleville (11). 10. Sous-ensemble selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que l'extrémité (23) du piston pilote (20) coopérant avec la rondelle (10) comporte une collerette (27) s'étendant radialement vers l'intérieur axialement entre la rondelle (10) et l'écrou (14).