Brevet FR2637859A1 — publié le 19900420

- 1 - L'invention concerne un procédé de fabrication d'un ensemble piston-eylindre, en particulier d'un maltre-cylindre pour un systè- me hydraulique de freinage pour véhicule automobile, utilisant un matériau de départ coulé sous pression, un matériau de départ coulé par serrage ou un autre matériau de départ fluide, semi-fluide, semi-solide ou pâteux, en particulier un matériau de départ métalli- que semi-solide (matériau SSM). L'invention concerne l'optimisation de la technique de fa- brication de maltres-cylindres. Un moule de coulée sous pression des- tiné à un carter de maltre-cylindre de freinage a été divulgué dans la demande de brevet allemand no 3.224.168, ce carter de maître-cy- lindre de freinage comportant un alésage axial de pistor de maltre- cylindre et un perçage d'entrée dont l'axe est parallèle à celui de l'alésage de piston de maître-cylindre et qui aboutit, d'une part, dans une connexion de réservoir d'alimentation orientée transversale- ment par rapport a l'axe longitudinal du carter et, d'autre part, dans une chambre d'étanchéité formée par un élargissement de l'alésage de pistons de mattrè-cylindre. Dans la demande de brevet indiquée ci-dessus, il est proposé que le moule comporte un noyau correspondant au perçage d'entrée, dont les portions longitudinales contenant l'axe longitudinal sont de forme conique, le point le plus étroit étant adjacent à la connexion de réservoir d'alimentation, et dont les portions transversales per- pendiculairesà l'axe longitudinal sont sensiblement réniformes, les c6tés concaves des portions transversales étant tournés vers l'alé- sage de pistons de maître-cylindre. Les buts de l'invention sont les suivants: Dès le procédé de coulée, on veille à réduire et à supprimer en partie l'usinage meécanique ultérieur, en particulier l'usinage par enlèvement de copeaux. La réduction de l'usinage mécanique a pour but d'abaisser les coûts de fabrication. L'invention a notamment pour but de permettre l'utilisation - 2 - 2637859 d'un matériau de départ coulé sous pression, d'un matériau de départ coulé par serrage ou d'un autre matériau de départ fluide, semi- fluide, semi-solide ou pâteux. En particulier, l'invention se propose de permettre l'utilisation de métal semi-solide comme matériau de dé- part. Ce matériau sera désigné ci-après sous le nom de "matériau SSM". Dans le procédé dit "de coulée par serrage ", le matériau fluide est introduit lentement dans le moule sous l'effet d'une com- pression.On évité ainsi que de l'air et du gaz ne pénètre dans la cou- lée. Comme indiqué ci-dessus, il est prévu que le procédé confor- me à l'invention convienne en particulier à du matériau SSM. Le maté- riau SSM a une consistance pâteuse. Ce matériau se situe dans la pla- ge limite entre solidus et liquidus. Le matériau est introduit dans le moule avec cette consistance. Les pièces d'oeuvre réalisées en ma- tériau SSM se distinguent par l'absence de pores et par une bonne ap- titude au traitement de trempe et revenu. L'invention a également pour but que le procédé de coulée donne à la pièce d'oeuvre coulée une forme permettant de réaliser à moindre coût les connexions hydrauliques par un simple usinage mé- canique superficiel et/ou par estampage. En outre, l'invention a pour but d'optimiser en grande par- tie la technique de fabrication, y compris le montage des maitres-cy- lindres et l'assemblage des maltres-cylindres et des amplificateurs d'effort de freinage de systèmes hydrauliques de freinage. Conformément à la présente invention, ces buts sont atteints en ce que, lors du processus de coulée, de minces parois de matériau sont formées par l'agencement et/ou la forme des moules et/ou des no- yaux dans la zone d'une ou de plusieurs futures ouvertures, en parti- culier de futures connexions hydrauliques, en ce que ces parois sont enlevées lors de l'usinage mécanique ultérieur et en ce que les ou- vertures sont réalisées de cette manière. En l'occurrence, il peut être prévu qu'au cours du processus de coulée, de minces parois de matériau soient formées par l'agence- ment et/ou par la forme des moules et/ou des noyaux dans la zone d'une ou de plusieurs futures ouvertures, en particulier de futures connexions hydrauliques, et que les ouvertures soient ensuite réali- sées par estampage. Il s'est avéré qu'il était particulièrement avantageux que le noyau correspondant à la chambre de pression du maître-cylindre (noyau de cylindre) et au moins un noyau d'une connexion hydraulique avec la chambre de pression du maltre-cylindre (noyau de connexion) soient disposés si près l'un de l'autre qu'une peau mince, par exemple, une bavure se forme lors du processus de coulée. Il est également proposé que la bavure formée lors du processus de fabrication sur la paroi intérieure du maitre- cylindre soit éliminée par un usinage par enlèvement de copeaux, et qu'une ouverture, par exemple le perçage d'entrée, soit réalisée de cette manière. En outre, il est proposé que la bavure formée lors du processus de fabrication sur la paroi intérieure du-maitre- cylindre est éliminée par un usinage par enlèvement de copeaux et que les ouvertures, par exemple le trou de mise à l'atmosphère, sont en- suite réalisées par estampage. L'usinage par enlèvement de copeaux dans la zone o le ré- servoir de liquide est fixé à des parties du maître-cylindre est con- sidérablement réduit en ce que le carter de maltre-cylindre comporte, dans la zone de fixation du réservoir de liquide de frein (réservoir d'alimentation), une collerette à rabattre qui, après rabattage,retient un disque ou un anneau au moyen duquel le réservoir, en particulier le bouchon du réservoir logé dans la paroi du maître-cylindre, est fixé au maître-cylindre. La réalisation compliquée des perçages d'entrée peut être évitée en précoulant le perçage d'entrée. Avec les procédés connus, il est nécessaire de pratiquer une perforation par usinage par enlèvement de copeaux dans la zone de l'extrémité côté pédale du carter de maître-cylindre. Cette perfora- tion servait à loger un anneau d'étanchéité et à centrer l'amplifica- teur d'effort de freinage qui doit être assemblé avec le maitre-cy- lindre. Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, -4- 2637859 il est possible d'éviter cet usinage mécanique en prévoyant que l'évidement destiné à l'anneau d'étanchéité est précoulé entre le maîtrecylindre et un amplificateur d'effort de freinage, qui doit être combiné avec le maître-cylindre, et/ou pour le centrage du mai- tre-cylindre et de l'amplificateur d'effort de freinage. De même, il peut être prévu que les trous débouchants desti- nés aux éléments de fixation permettant l'assemblage du maître-cylin- dre et de l'amplificateur d'effort de freinage sont précoulés. Conformément à un autre mode de réalisation, l'usinage méca- nique des connexions de pression devient inutile, sauf pour le perça- ge du trou d'étranglement et le taillage du filet. Conformément à ce mode de réalisation, il est proposé que les sorties de pression soient précoulées. L'usinage mécanique des pièces du maître-cylindre, d'une part, et des pièces de l'amplificateur d'effort de freinage, d'autre part, qui sont appliquées les unes contre les autres ou voisines les unes des autres lors de l'assemblage du maître-cylindre et de l'am- plificateur d'effort de freinage, est considérablement réduit en ce que la zone secondaire du maître-cylindre comporte une paroi inté- rieure qui possède une dépouille dirigée radialement vers l'extérieur en direction de la pédale de frein. Le mode de réalisation décrit ci-dessus permet de glisser le joint torique, qui assure l'étanchéité des pièces voisines, vers le haut le long de la dépouille. Ceci permet de compenser les toléran- ces. En d'autres termes, les pièces voisines peuvent être déplacées les unes par rapport aux autres dans le sens axial. Comme indiqué précédemment, le Joint torique est glissé vers le haut le long de la dépouille lors de cette opération. L'usinage mécanique destiné à ob- tenir une précision dimensionnelle élevée est réduit ou inutile dans ce mode de réalisation. Pour retenir les pièces de la zone secondaire, il est propo- sé de prévoir un pot en tôle qui sert à retenir les pièces de la zone secondaire et de disposer le pot en tôle pour qu'il puisse être enga- gé dans un évidement précoulé du maître-cylindre. L'usinage mécanique dans la zone du piston à tige est réduit 2637859 en ce que la paroi du cylindre est amincie par précoulage dans la zo- ne du piston à tige, et en ce que le trou de mise à l'atmosphère du piston à tige est réalisé dans cette zone par estampage de l'inté- rieur. L'assemblage d'un amplificateur d'effort de freinage à dé- pression avec le maltre-cylindre est facilité en particulier en ce qu'au moins une partie du bottier d'amplificateur est conçue sous la forme d'un pot qui entoure l'extrémité côté amplificateur du maître- cylindre et comporte des moyens, en particulier des pattes enclique- tables de conception élastique pour relier le maître-cylindre et l'amplificateur. 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, une vue en coupe axiale du carter d'un maî- tre-cylindre en tandem, - la figure 2, le carter conforme à la figure 1 en coupe se- lon l'axe II-II, - la figure 3, la fixation du réservoir de liquide de pres- sion au maître-cylindre, - la figure 4, une coupe axiale d'un maitre-cylindre en tan- dem assemblé, - la figure 5, le carter en tôle d'un amplificateur d'effort de freinage à dépression. A la figure 1, le carter du mattre-cylindre en tandem est désigné dans son ensemble par le chiffre de référence 1. Les chiffres de référence 2 et 3 désignent les zones dans lesquelles s'engagent ultérieurement les bouchons du réservoir de liquide de frein lorsque le maître-cylindre en tandem est assemblé, voir figure 4 à ce sujet. Les zones 2 et 3 et les zones 4, 5, qui sont plus petites par comparaison, sont occupées par des noyaux lors de la coulée. Dans sa zone secondaire 6, le maltre-cylindre en tandem est relié à un amplificateur d'effort de freinage à dépression non repré- senté. - 6 -2637859 Le maitre-cylindre en tandem comporte quatre connexions de pression. Deux de ces connexions, à savoir les connexions 7, 8, sont visibles à la figure 2. Le chiffre de référence 9 de la figure 2 désigne la bride de raccordement du maltre-cylindre en tandem pour l'amplificateur d'ef- fort de freinage. Dans cette bride de raccordement sont pratiquées deux ouvertures 10, 11 destinées aux éléments de fixation qui main- tiennent ensemble le maitre-cylindre et l'amplificateur d'effort de freinage. Le chiffre de référence 12 désigne une bavure ou mem- brane qui est éliminée ultérieurement par usinage mécanique. - Lors de la coulée, des noyaux sont disposés dans la zone des chambres de pression du mattre-cylindre, c'est-à-dire dans la chambre intérieure 13, et dans les zones ou chambres 2, 3. Les noyaux correspondant à la chambre intérieure 13 doivent présenter une légère conicité pour des raisons de fabrication. La membrane 12 précédemment citée reste intacte lorsque le no- yau a été retiré de la chambre 13. A l'issue de la coulée, il ne reste que la fine mem- brane 12 entre la chambre 5, d'une part, et la chambre intérieure 13 du maître-cylindre, d'autre part. Par l'usinage mécanique ultérieur est créée une ouverture- adjacente à la chambre 5 en raison de l'élimination de la ba- vure 12. La chambre 5 constitue ainsi un canal qui, lorsque le maI- tre-cylindre est fini, fait fonction de perçage d'entrée. L'épaisseur de paroi sans membrane flottante entre les cham- bres 4 et 13 est calculée pour que l'ouverture 14 soit réalisée par un simple estampage après élimination de la membrane flottante. Lors- que le maltre-cylindre est fini, cette ouverture constitue le trou de mise à l'atmosphère connu qui fait fonction de pergage de compensa- tion. Les connexions de pression 7, 8 représentées à la figure 2 sont créées en précoulant d'abord les chambres 15, 16, 31,32 en dis- posant des noyaux correspondants. Les seules opérations d'usinage à effectuer sont alors l'estampage et, respectivement, le perçage des canaux d'étranglement 17, 18 et le taillage des filets 19, 20. Etant donné que les connexions de pression sont précoulées aux diamètres des noyaux, toutes les autres opérations dtusinage né- cessaires selon la procédure connue sont supprimées. La figure 3 représente un bouchon 21 d'un réservoir de li- quide de frein. Le bouchon 21 est retenu dans la paroi 22 du maltre- cylindre. Plus précisément, ceci est réalisé par un anneau 23 qui est appliqué contre un bord 24 du bouchon. L'anneau proprement dit est immobilisé contre le maître-cvlindre par bordage de la collerette à rabattre 25.La collerette à rabattre est réalisée au cours de a coulée La forme coulée initiale de la collerette à border est représentée en trait mixte sur la figure et désignée par le chiffre de référence 26. Ce mode de réalisation a l'avantage que l'usinage par enlèvement de copeaux peut être supprimé en grande partie aux endroits o le réser- voir est engagé. Ceci est également valable pour la paroi 27 de la cavité de la paroi 22 du maître-cylindre. Comme le montre la figure 1, le perçage d'entrée 28 apparte- nant au piston à tige est également précoulé. "Perçage d'entrée" est le terme consacré. Etant donné que le perçage est supprimé lorsqu'on utilise le procédé conforme à l'invention, on peut également parler dans ce cas d'un canal d'entrée 28. Conformément au procédé connu, une perforation doit être réalisée par usinage mécanique dans la zone de la bride de raccorde- ment permettant de fixer le mattre-cylindre à l'amplificateur d'ef- fort de freinage. Conformément au mode de réalisation conforme à la figure 1, la perforation ou l'évidement 40 est précoulé. D'une part, elle est prévue pour l'anneau d'étanchéité disposé entre le maître- cylindre et l'amplificateur d'effort de freinage à dépression. En ou- tre, l'évidement 40 sert à centrer mutuellement le maître-cylindre et l'amplificateur d'effort de freinage. Simultanément, il peut être prévu de précouler déjà les trous débouchants 10, 11 de la bride 9 du maître-cylindre selon la figure 1. Ces trous servent à recevoir les éléments de fixation per- mettant d'assembler le maitre-cylindre et l'amplificateur d'effort de freinage à dépression. - 8 - 2637859 Dans la zone secondaire 6 du maître-cylindre du mode de réa- lisation conforme à la figure 1, il est prévu une dépouille 33 ou une conicité intérieure, c'est-à-dire que le diamètre intérieur 34 du carter de maître-cylindre augmente en direction de la pédale de frein. Lors de l'assemblage du maltre-cylindre et de l'amplificateur d'effort de freinage, un joint torique peut, par exemple, être dispo- sé dans la zone de la dépouille pour assurer l'étanchéité du mattre- cylindre et de l'amplificateur d'effort de freinage. Si, par exemple, une douille non représentée doit être ren- due étanche dans la zone de la paroi intérieure 35, un joint torique est alors disposé entre la paroi intérieure 35 de forme conique et la douille qui a une forme correspondante, c'est-à-dire qui possède un cône extérieur. La douille peut être déplacée vers la gauche, de sor- te que le joint torique se déplace vers le haut le long de la dé- pouille de la paroi intérieure 35 et garantit l'étanchéité de la douille par rapport à la paroi intérieure. Simultanément, une certai- ne liberté de mouvement est obtenue dans le sens de l'axe du cylindre et de l'amplificateur d'effort de freinage lors du montage. Les tolé- rances peuvent ainsi être compensées. Les composants connus de la zone secondaire, dite ensemble secondaire voir, par exemple, la partie droite du maître-cylindre en tandem assemblé conforme à- la figure 4 - peuvent être retenus par un pot en tôle 36 conforme au mode de réalisation de la figure 1. Le pot en tôle est retenu de manière encliquetée sur le carter de mat- tre-cylindre, au moyen d'une saillie annulaire 41, à l'intérieur d'un évidement annulaire précoulé 30 dans la zone 29, à la manière d'un assemblage par languette et rainure. Un usinage mécanique de la zone 29 n'est pas nécessaire. A la figure 4, une pièce mince 38 de la paroi de cylindre est précoulée dans la zone du piston à tige 37. Cette forme précoulée permet de réaliser le trou de mise à l'atmosphère par un simple es- tampage de l'intérieur. Dans les mattres-cylindres connus, il est nécessaire de réa- liser, dans la zone 42 de la paroi du carter de cylindre, un perçage à travers lequel est percé le trou de mise à l'atmosphère 39. Selon -9 -2637859 le procédé connu, l'ouverture créée dans la paroi.du carter de cylin- dre par le perçage dans la zone 42 est fermée ultérieurement par une. bille qui doit être matée. Les opérations qui viennent d'être décri- tes deviennent inutiles avec la mise en oeuvre de l'invention. La figure 5 représente le carter d'un amplificateur d'effort de freinage à dépression composé pour l'essentiel de deux coquilles en tôle 43, 44. La combinaison d'un amplificateur d'effort de freina- ge à dépression avec un maltre-cylindre est bien connue. Conformément au mode de réalisation représenté à.la figure 5, la coquille en tôle 43 du carter comporte un pot 45. Ce pot peut être réalisé par embou- tissage profond. Lors du montage du maitre-cylindre et de l'amplifi- cateur d'effort de freinage à dépression, l'extrémité côté amplifica- teur du maltre-cylindre est logée dans le pot 45. Plusieurs pattes, par exemple trois d'entre elles, dont l'une est désignée par le chif- fre de référence 47 à la figure 5, sont prévues dans la paroi latéra- le 46 de ce pot. Ces pattes s'engagent dans des creux correspondants ménagés dans la paroi extérieure du carter de maitre-cylindre. L'as- semblage du maltre-cylindre et de l'amplificateur d'effort de freina- ge à dépression peut être réalisé, en particulier, en encliquetant les pattes dans les creux correspondants, par exemple dans une perfo- ration; voir chiffre de référence 30 de la figure 1. Un montage sûr et économique de ces deux composants est obtenu par encliquetage. En outre, les éléments de liaison connus, tels que goujons filetés, etc., peuvent être supprimés. Dans la zone 48 du bottier d'amplificateur peut être prati- qué un creux dans lequel est logée une patte prévue sur le maître-cy- lindre. Cette patte sert d'arrêtoir. -10- 2637859 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un ensemble piston-cylindre, en particulier d'un maître-cylindre pour un système hydraulique de freinage pour véhicule automobile, utilisant un matériau de départ coulé sous pression, un matériau de départ coulé par serrage ou un autre matériau de départ fluide, semi-fluide, semi-solide ou pâteux, en particulier un matériau de départ métallique semi-solide (matériau SSM), caractérisé en ce que, lors du processus de coulée, de minces parois de matériau sont formées par l'agencement et/ou la forme des moules et/ou des noyaux dans la zone d'une ou de plusieurs futures ouvertures, en particulier de futures connexions hydrauliques, en ce que ces parois sont enlevées lors de l'usinage mécanique ultérieur et en ce que les ouvertures sont réalisées de cette manière. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'au cours du processus de coulée, de minces parois de matériau sont formées par l'agencement et/ou par la forme des moules et/ou des no- yaux dans la zone d'une ou de plusieurs futures ouvertures, en parti- culier de futures connexions hydrauliques, et en ce que les ouvertu- res sont ensuite réalisées par estampage. 3. Procédé de fabrication d'un maître-cylindre pour des sys- tèmes hydrauliques de freinage pour des véhicules automobiles confor- me à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le noyau corres- pondant à la chambre de pression du maitre-cylindre (noyau de cylindre) et au moins un noyau d'une connexion hydraulique avec la chambre de pression du maitre-cylindre (noyau de connexion) sont dis- posés si près l'un de l'autre qu'une peau mince, par exemple, une bavure, se forme lors du processus de coulée. 4. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite. bavure formée- lors du processus de fabrication sur la paroi intérieure du maltre- cylindre est éliminée par un usinage par enlèvement de copeaux, et en ce qu'une ouverture, par exemple le perçage d'entrée, est réalisée de cette manière. - ll- 26378S9 5. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite bavure formée lors du processus de fabrication sur la paroi intérieure du maître- cylindre est éliminée par un usinage par enlèvement de copeaux, et en ce que des ouvertures, par exemple le trou de mise à-l'atmosphère, sont réalisées par estampage. - 6. Mattre-cylindre fabriqué selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, dans la zone de fixation du réservoir de liquide de frein (réservoir d'alimentation),une collerette à rabattre (25, 26) qui, après bordage, retient un disque ou un anneau (23) au moyen du- quel ledit réservoir, en particulier le bouchon (21) dudit réservoir logé dans la paroi (22) du maître-cylindre, est fixé au maitre-cylin- dre. 7. Maître-cylindre fabriqué selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le perçage d'entrée est précoulé. 8. Maître-cylindre fabriqué selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'évidement (40) destiné à l'anneau d'étanchéité est précoulé en- tre le maître-cylindre et un amplificateur d'effort de freinage, qui doit être combiné avec le maltre-cylindre, et/ou pour le centrage du maître-cylindre et de l'amplificateur d'effort de freinage. 9. Maltre-cylindre fabriqué selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les trous débouchants (10, 11) destinés aux éléments de fixation permettant l'assemblage du maître-cylindre et de l'amplificateur d'effort de freinage sont précoulés. 10. Maître-cylindre fabriqué selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sorties de pression sont précoulées. 11. Maître-cylindre fabriqué selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone secondaire (6) du maltre-cylindre comporte une paroi in- térieure (35) qui possède une dépouille (33) dirigée radialement vers - 12 - 2637859 l'extérieur en direction de la pédale de frein. 12. Maître-cylindre fabriqué selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, caractérisé en ce-qu'il est prévu un pot en tôle (36) qui sert à retenir les pièces de la zone secondaire (6) et en ce que ledit pot en tôle (36) est disposé pour pouvoir être engagé dans un évidement précoulé (30) du maître-cylindre. 13. Maître-cylindre fabriqué selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, combiné à un ampli- ficateur, en particulier avec un amplificateur d'effort de freinage à dépression comprenant un carter, caractérisé en ce qu'au moins une partie dudit bottier d'amplificateur est conçue sous la forme d'un pot (45) qui entoure l'extrémité câté amplificateur du maitre-cylin- dre et comporte des moyens, en particulier des pattes encliquetables de conception élastique (47) pour relier le maitre-cylindre et l'am- plif icateur. 14. Maître-cylindre fabriqué selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi du cylindre est amincie par précoulage dans la zone (38) du piston à tige (37), et en ce que le trou de mise à l'atmosphère (39) dudit piston à tige est réalisé par estampage de l'intérieur.