Brevet FR2630517A1 — publié le 19891027

- 1 - 2630517 Les amplificateurs de freinage, qui sont également souvent appelés appareils de freinage, servent à assister la pression exercée sur la pédale lors de l'actionnement d'un frein, la différence de pression entre la tubulure d'admission du moteur et la pression at- mosphérique extérieure étant utilisée comme source d'énergie. Des amplificateurs de freinage de ce type sont décrits en détail aux pages 88 à 108 de la 9e édition du "Bremsenhandbuch" (Manuel de Freinage) d'Alfred Teves publié par Bartsch Verlag, Ottobrunn près de Munich. Comme on le voit clairement, par exemple,'aux pages 96 et 97 de la référence bibliographique citée, les amplificateurs de freinage pos- sèdent notamment un piston de travail sensiblement en forme de pla- teau qui est maintenu de manière centrée dans un carter dit de com- mande et qui est guidé par ce dernier dans le sens axial. Le piston de travail en forme de plateau sert à supporter un diaphragme roulant qui divise le cylindre en deux chambres de travail qui peuvent être soumises à des pressions différentes et provoquent donc un déplace- ment axial du piston de travail. En ce qui concerne les pistons de travail indiqués, le pro- blème est de supporter un piston sensiblement en forme de plateau dans un carter de guidage en matière plastique, le piston en forme de plateau devant être aussi mince que possible pour des raisons de poids. D'autre part, il faut considérer que des forces pondérales pouvant atteindre une demi-tonne peuvent s'exercer sur le piston en forme de plateau et que le piston de travail doit résister à un ac- tionnement fréquent dans les deux directions de déplacement et donc à une sollicitation correspondante par des forces, sans présenter de phénomènes de fatigue qui pourraient provoquer la destruction de 1' amplificateur. Concernant le montage du piston en forme de plateau dans le carter de guidage, il a été proposé, en page 9 de la demande anté- rieure no P 37 40 691 et en référence aux figures 1 à 3, de replier l'extrémité intérieure du piston en forme de plateau sensiblement à angle droit en direction du diaphragme roulant, de manière à obtenir un bord intérieur annulaire par l'intermédiaire duquel le piston en forme de plateau repose radialement sur le carter de guidage qui réa- - 2 - 2630517 lise la commande. Dans le sens axial, l'intérieur du piston en forme de plateau est maintenu par une saillie circulaire sur laquelle prend appui l'extrémité intérieure dans le sens opposé au diaphragme. Sur le côté opposé, un déplacement axial du piston en forme de plateau est empêché par l'extrémité intérieure du diaphragme roulant maintenu dans une gorge correspondante du carter. La présente invention est donc basée sur un piston de tra- vail du type défini dans l'entrée en matière et a pour but de perfec- tionner le montage centré d'un piston de travail de ce type, de ma- nière simple et économique. En particulier, le piston de travail conforme à l'invention doit pouvoir être fabriqué de manière à réali- ser un gain de poids. Conformément à la présente invention, ce but est atteint en ce que le piston en forme de plateau comporte, de manière centrée, un bombement circulaire au moyen duquel il repose sur une surface d'ap- pui correspondante réalisée sur le carter de guidage. La présente in- vention consiste donc, dans son principe, en ce que l'extrémité inté- rieure du piston en forme de plateau n'est plus solidarisée au carter de retenue, mais en ce que le piston en forme de plateau peut effec- tuer un certain mouvement de rotation à son extrémité intérieure, ce mouvement de rotation ne devant pas être empêché par un bord de butée du carter, ce bord pouvant provoquer des phénomènes locaux de fatigue et donc la destruction du piston en forme de plateau. Des détails à ce sujet seront expliqués en référence à l'exemple de réalisation. Une conception particulièrement simple de l'extrémité inté- rieure du piston en forme de plateau est obtenue en ce que, vu en coupe, le bombement présente sensiblement la forme d'un cercle fermé aux trois quarts, cette conception autorisant un mouvement de pivote- ment. Pour éviter que l'extrémité ouverte du bombement ne sollici- te le diaphragme adjacent, un perfectionnement de la présente inven- tion prévoit que le bombement annulaire est éloigné du diaphragme ad- Jacent. Si, à l'aide de la dimension de la circonférence du bombement et de la hauteur de la saillie au niveau du carter, qui interdit le _- 3 -2630517 déplacement axial du piston en forme de plateau, on garantit que, malgré le mouvement de pivotement, le piston en forme de plateau ne peut pas être appliqué contre le bord supérieur en saillie du carter, un autre perfectionnement de la présente invention prévoit que le piston en forme de plateau est réalisé en aluminium. Un piston de travail particulièrement léger est obtenu en ce que le bombement annulaire est plié en direction du diaphragme. La résistance au flambage du piston peut être améliorée en ce que, dans le sens axial, le bombement circulaire-est appliqué, dans le sens axial, contre une saillie radiale du carter de guidage et en ce que, dans le sens radial, il repose sur une surface d'appui annulaire du carter de guidage. Une simplification importante du montage du diaphragme rou- lant peut être obtenue en ce que l'extrémité intérieure du diaphragme roulant comporte un chanfrein circulaire en direction du piston en forme de plateau, ledit chanfrein présentant une inclinaison d'envi- ron 45 . Cette combinaison permet simultanément de renforcer le car- ter dans une zone critique en ce que la forme de la gorge est adaptée à la forme chanfreinée du bord intérieur du diaphragme, et en ce que la section transversale a donc une forme pentagonale. Les différents objets et caractéristiques de l'invention se- ront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, un mode de réalisation proposé, en référence auquel le but à atteindre sera décrit; - la figure 2, un mode de réalisation de la présente inven- tion, La figure 1 représente, en coupe, une partie écorchée d'un amplificateur de freinage. On peut voir une partie du carter 1 qui, retient, selon une manière connue, l'extrémité intérieure circulaire d'un diaphragme roulant 2 dans une gorge circulaire 8. Le diaphragme roulant prend appui, dans le sens de la flèche de force F, sur un piston en forme de plateau 3 comportant un bord intérieur replié 9 qui repose dans le sens radial sur une surface d'appui annulaire du 4- 2- 2630517 carter. Le déplacement axial du piston en forme de plateau 3 dans le sens de la flèche de force F est empêché par une saillie circulaire 5 du carter 1, de sorte que le carter est entralné dans le sens de la flèche par l'action de la force F répartie sur toute la surface du piston en forme de plateau 3. Cependant, des études ont révélé qu'en raison de son mouvement de levier, la force F provoquait des phénomè- nes de fatigue dans le piston en forme de plateau 3 au niveau du bord supérieur de la saillie 5, ce.qui peut créer une zone de fracture an- nulaire 6 à cet endroit. 1D La présente invention a pour but d'éviter une zone de frac- ture de ce type. Conformément. à la présente invention, ceci est réalisé par un mode de réalisation du piston conforme à la figure 2. A la figure 2, des chiffres de référence identiques à ceux de la figure 1 ont été utilisés pour les composants correspondants. Cependant, contrairement à la figure 1, le diaphragme roulant 2 n'est pas représenté. Comme le montre la figure 2, le piston en forme de plateau 3 ne prend plus appui sur le carter 1 au moyen d'une extrémi- té intérieure, mais au moyen d'un bombement sensiblement circulaire 10. Une surface d'appui annulaire étroite 12 est donc réalisée sur le carter 1 dans le sens radial. Dans le sens axial, on obtient égale- ment une surface d'appui annulaire étroite 11 sur la saillie 5 du carter. En ce qui concerne le carter, la présence de surfaces s'éten- dant dans le sens radial et axial, comme illustré à la figure 2, constitue une condition préalable. Cependant, le contour d'appui du carter 1 peut également être adapté par rapport au contour bombé du bombement 10 du piston en forme de plateau 3, ce qui permet de réali- ser une meilleure répartition des forces à cet endroit sans compro- mettre la capacité de pivotement désirée du piston en forme de pla- teau dans le sens de la flèche F autour de la surface d'appui. Comme on le voit facilement sur la figure 2, une contrainte locale sur le piston en forme de plateau 3 au niveau d'une zone 6 (figure 1) est évitée en cas de mouvement de pivotement car le piston n'est plus im- mobilisé contre la saillie 5 dans le sens radial. Le bombement peut également être réalisé dans le sens oppo- - 5- 2630517 sé, de façon que l'extrémité ouverte du bombement soit dirigée vers le diaphragme. Dans ce cas, il suffit de garantir que l'extrémité ou- verte du bombement ne sollicite pas le diaphragme et que, simultané- ment, le bord supérieur de la saillie 5 ne puisse pas agir localement sur le piston en forme de plateau 3 et donc provoquer une contrainte annulaire lors du mouvement de rotation dû à la force F. Quelle que soit la position de l'ouverture du bombement, il n'est pas indispensable que ce bombement aie la forme d'un cercle partiel, car il peut être arrondi de façon appropriée d'une autre ma- nière, par exemple en forme d'ellipse. En outre, le cercle du bombe- ment 10 peut également être fermé ou peut être ouvert de plus d'un quart, tant qu'il est garanti qu'en cas de pivotement, l'extrémité ouverte du bombement 10 est parallèle à la surface d'appui de la saillie 5 lorsque l'extrémité ouverte du bombement est tournée vers la saillie. Le bombement peut être ouvert plus largement, même si l'extrémité ouverte du bombement est tournée en direction du dia- phragme. Une simplification considérable par rapport au montage du diaphragme roulant 2 selon la figure 1 est réalisée en ce que l'ex- trémité insérée dans la gorge 8 est chanfreinée sur le bord infé- rieur; l'angle peut être d'environ 450. Si ce chanfrein est dirigé vers l'extrémité piston en forme de plateau du diaphragme, il est également possible de prévoir une saillie circulaire correspondante 14 à l'intérieur de la gorge 8 du carter 1, le contour de cette sail- lie 14 correspondant au chanfrein du diaphragme roulant 2. Comme le montre la figure 2, la saillie circulaire 14 réalisée d'une seule pièce avec le carter contribue à renforcer le bottier dans une zone qui est critique en raison des contraintes de traction et de flexion. Le bourrelet circulaire 4 contribue à renforcer le piston en forme de plateau 3 qui peut être réalisé de préférence dans un métal léger, tel que l'aluminium, mais également en t8le d'acier plus mince. - 6 - 2630517 REVENDICATIONS 1. Piston de travail, en particulier pour un amplificateur de freinage, dans lequel un piston sensiblement en forme de plateau (3) est maintenu de manière centrée par un carter de guidage en ma- tière plastique (1) et est guidé axialement dans un cylindre de tra- vail, et dans lequel un diaphragme roulant (2) - qui, sur sa ciroonférence extérieure, est fixé de manière étanche à la paroi intérieure du cylindre de travail et qui recouvre en grande partie la surface du piston - est maintenu près du point de fixation centré du piston en forme de plateau (3) dans une gorge (8) pratiquée dans le carter de guidage (1), caractérisé en ce que le piston en forme de plateau (3) comporte, de manière centrée, un bombement circulaire (10) au moyen duquel il repose sur une surface d'appui correspondante (11, 12) réa- lisée sur le carter de guidage (1). 2. Piston de travail conforme à la revendication 1, caracté- risé en ce que le bombement représenté en coupe (10) correspond sen- siblement à la forme d'un cercle fermé aux trois quarts. 3. Piston de travail conforme à la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que le bombement annulaire est éloigné du diaphragme - adjacent (2). 4. Piston de travail conforme à la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que le bombement annulaire est plié en direction du diaphragme. 5. Piston de travail conforme à l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que le piston en forme de plateau est réalisé en aluminium. 6. Piston de travail conforme à l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans sa zone extérieure, le piston en forme de plateau (3) comporte un bourrelet circulaire annu- laire (4) sur le.côté opposé au diaphragme. 7. Piston de travail conforme à l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que, dans le sens axial, le bombe- ment circulaire (10) repose sur une saillie radiale (5) du carter de _ 7 2630517 guidage (1), et en ce que, dans le sens radial, il repose sur une surface d'appui annulaire (12) du carter de guidage (1). 8. Piston de travail conforme à l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une gorge circulaire (8) est prévue dans le carter de guidage (1) près de la surface d'appui (12) du piston en forme de plateau, l'extrémité annulaire du diaphragme roulant étant maintenue dans ladite gorge (8). 9. Piston de travail conforme à la revendication 8, caracté- risé en ce que l'extrémité intérieure du diaphragme roulant (2) com- porte un chanfrein circulaire en direction du piston en forme de pla- teau (3), ledit chanfrein présentant une inclinaison d'environ 45 . 10. Piston de travail conforme à la revendication 9, carac- térisé en ce que la forme de la gorge (8) est adaptée à la forme chanfreinée du bord intérieur du diaphragme, et en ce que la section transversale a donc une forme pentagonale.