Brevet FR2646216A1 — publié le 19901026

La présente invention se rapporte à un piston pour un frein hydraulique, notamment pour véhicules automobiles, et à un frein à commande hydraulique comportant un tel piston tel que décrit par exemple dans le document FR-A-2 523 244. Dans celui-ci le piston comporte, d'une part, une pièce, en forme de gobelet avec un fond, adaptée à être engagée dans un cylindre de frein hydraulique et, d'autre part, un noyau isolant, en matière thermiquement isolante, engagé au moins en partie dans ledit gobelet et débordant de celui-ci, ledit noyau étant attelé au gobelet par des moyens de liaison par effet d'engagement à force. Les moyens de liaison sont localisés et intéressent seulement une partie des parois latérales du noyau et du gobelet. Une telle disposition complique le montage et la fabrication. Pour pallier cet inconvénient on peut songer à assembler le piston proprement dit au corps isolant par vissage comme décrit dans le document FR-A-2 005 742. Une telle disposition n'est également pas satisfaisante car elle oblige à augmenter l'épaisseur du fond du gobelet. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et donc de créer de nouveaux moyens de liaison entre un gobelet et un noyau isolant facilitant leur assemblage et leur fabrication, tout en procurant d'autres avantages. Suivant l'invention un piston du genre précité est caractérisé en ce que pour formation des moyens de liaison, le fond du gobelet présente centralement une saillie, tandis que le noyau présente centralement un creux débouchant au niveau de la face axiale débordante du gobelet et fermé par une paroi, formant le fond du creux, en ce que ladite saillie traverse un trou de ladite paroi et en ce qu'un moyen élastique à action axiale est engagé sur l'extrémité libre traversante de ladite saillie et s'appuie sur ladite paroi, sur la face de celle-ci tournée à l'opposé du fond du gobelet, pour attelage du gobelet au noyau. Grâce à l'invention l'assemblage se fait par simple enfilage axial du noyau sur la saillie, puis montage du moyen élastique à action axiale, de préférence en forme de rondelle Belleville. On notera que le noyau ainsi que le gobelet peuvent être réalisés aisément par moulage, le creux du noyau étant pour ce faire avantageusement évasé en direction de la face extérieure débordante du noyau. On appréciera que dans une première forme de réalisation un matelas d'air peut être formé entre les parois latérales du gobelet et du noyau, le noyau étant en appui contre le fond du gobelet sous la sollicitation du moyen élastique à action axiale. Dans une seconde forme de réalisation le noyau peut être monte de manière rotulante sur le gobelet à la faveur de portions sphériques complémentaires et à l'encontre de la charge exercée par le moyen élastique à action axiale; la saillie du gobelet traversant à jeu le trou de la paroi du noyau, tandis qu'un matelas d'air existe entre le fond du gobelet et le fond du noyau. Grâce à cette disposition le gobelet est ménagé ainsi que l'étanchéité entre le gobelet et son cylindre associé. On appréciera que les risques de coincement du gobelet dans son cylindre sont diminués. La description qui va suivre illustre, à titre d'exemple, l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue générale schématique en coupe d'un frein suivant l'invention dont le piston comporte un gobelet recevant un noyau en matière thermiquement isolante; - la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un piston selon l'invention pour une seconde variante de réalisation de celui-ci; - la figure 3 est une vue agrandie en coupe axiale du moyen élastique à action axiale de la figure 2; - la figure 4 est une vue partielle de face de cette rondelle élastique. A la figure 1 on voit une application de l'invention à un frein à disque à commande hydraulique, notamment pour véhicules automobiles. Dans cette figure la référence 10 désigne le disque de frein, qui présente deux pistes tournantes opposées adaptées à recevoir en frottement deux éléments de frottement 12A et 12B constitués par des plaquettes de frein se composant chacune d'une garniture en matière de friction 13 solidaire d'un support métallique 14. Chaque plaquette 12A, 12B est admise à frotter contre la piste correspondante de frottement du disque 10 par la surface libre de la garniture 13, qui est opposée au support 14. C'est par le support 14 qu'est transmis l'effort à chaque plaquette 12A, 12B pour son serrage contre le disque 10. Le frein comporte un étrier 16, qui coiffe le disque 10 et dans lequel sont montées les plaquettes 12A et 12B. L'étrier 16 forme le corps d'un cylindre 17 dans lequel est monté coulissant un piston annulaire désigné par 18. Le piston 18 présente une face axiale extérieure 19 débordante, dite face extérieure débordante, par laquelle il est admis à pousser contre le support 14 de la plaquette 12A. Le piston 18 défini dans le cylindre 17 une chambre de commande 20 qui est remplie de liquide hydraulique, par exemple de l'huile. On voit en 21 un canal qui communique avec la chambre 20 et par lequel une pression est admise à être développée dans ladite chambre 20. L'étrier 16 comporte également une face de réaction 22 contre laquelle vient prendre appui le support 14 de l'autre plaquette 12B. Les plaquettes 12A et 12B sont ainsi adaptées à être serrées contre les pistes tournantes du disque 10 sous la poussée du piston 18, monté coulissant dans le cylindre 17, en réponse à un développement de pression dans la chambre de commande 20. Le piston 18 comporte une pièce annulaire en forme de gobelet 23 ayant une paroi latérale cylindrique 24 engagée dans le cylindre 17 et un fond 25 adjacent à la chambre de commande 20. Ici le gobelet 23 est en fonte d'acier. En variante il peut être en acier ou autre matériau. Le piston 18 comporte, en outre, un noyau annulaire cylindrique 26, en matière thermiquement isolante, logé au moins en partie dans le gobelet 23 et débordant de celui-ci. La face extérieure 19 est ainsi définie par le noyau isolant 26, à l'exclusion du gobelet 23. Ici la matière du noyau 26 est une matière de garniture de friction de frein comportant des fibres, des charges et un liant en sorte que le piston est en matière mécaniquement résistante. Cette matière comporte, par exemple, un pourcentage en poids de 30% de fibres de verre, ou de carbone, ou d'amiante, 50% de charges minérales tel que du carbone de calcium et 20% d'un liant telle que de la résine phélolique. Le noyau 26 et le gobelet 23 sont attelés l'un à l'autre par des moyens de liaison 100. Suivant l'invention pour formation des moyens de liaison 100, le fond 25 du gobelet 23 présente centralement une saillie 101, tandis que le noyau 26 présente centralement un creux 102 débouchant au niveau de la face extérieure 19 débordante du noyau 26 et fermé par une paroi 104 formant le fond du creux 102. La saillie 101 du gobelet 23 traverse un trou 105 de ladite paroi 104. Un moyen élastique & action axiale 106 est engagé sur l'extrémité libre traversante 107 de ladite saillie 101 et s'appuie sur la paroi 104, sur la face de celle-ci tournée à l'opposé du fond 25, pour attelage du noyau 26 au gobelet 23. Comme visible dans cette figure 1 le fond du noyau 26, opposé à la surface 19, est en contact avec le fond 25 du gobelet, tandis que sa paroi latérale cylindrique est à l'écart de la paroi cylindrique 24, ce qui permet de ne pas avoir à respecter des cotes précises. Le moyen élastique à action axiale consiste en une simple rondelle Belleville 106 en prise avec la saillie 101 et s'appuyant sur la face de la paroi 104 opposée au fond 25. Le creux 102 est évasé en direction de la face 19, le noyau 26 étant venu de moulage et possédant une collerette 110 au contact du support 14 et intercalée entre ledit support 14 et l'extrémité libre 111 du gobelet 23. Cette collerette 110 est en regard de l'extrémité libre 111. Un jeu axial existe entre la collerette 110 et l'extrémité 111. Le gobelet est ainsi bien isolé, la rondelle Belleville 106 sollicitant le noyau 26 en contact avec le fond 25. La saillie 101 a une forme complémentaire à celle du trou 105 et est montée à jeu de montage dans celui-ci. Elle est cylindrique avec une section circulaire. A la figure 2 le noyau 26 est en contact avec ladite extrémité libre 111 du gobelet 23 par une portion épaulée 210 et présente une queue 211 prolongeant ladite portion 210 et engagée dans le gobelet 23. Dans ce cas un jeu axial existe entre le noyau 26 et le fond 25 avec formation d'un matelas d'air, le moyen élastique à action axiale 106 sollicitant de manière décrite ci-après, le noyau 26 au contact de l'extrémité libre 111. C'est dans cette queue 211 qu'est ménagée la paroi 104, la portion 210 présentant la face 19. On notera également que cette portion 210 présente une gorge pour réception d'un joint (non visible) évitant la pénétration des poussières. La saillie 101 traverse à jeu le trou 105 pratiqué dans la paroi 104. Suivant une caractéristique importante, pour contact avec l'extrémité libre 111, la portion 210 présente une face 212 sous forme d'une portion de sphère et l'extrémité 111 présente une face 213 sous forme d'une portion de sphère complémentaire à la précédente. Dans cette figure on a schématisé en pointillés la sphère. Ici la face 212 est convexe et la face 213 concave. Grâce à cette disposition et au jeu prévu au niveau du trou 105, le noyau 26 peut rotuler par rapport au gobelet 23 en sorte que les joints d'étanchéité (visibles en 214 à la figure 1) prévus entre le cylindre 17 et le gobelet 23 sont ménagés. La saillie 101 est formée à la faveur d'une surépaisseur 215 du fond 25. Comme précédemment le creux 102 est formé lors du moulage du noyau 26. Les moyens élastiques à action axiale 106 consistent en une rondelle Belleville à périphérie interne crénelée pour formation de pattes 216 se raccordant à la partie principale de la rondelle 106 par une zone arrondie 217 pour contact ponctuel avec la paroi 104. Les pattes 216 peuvent être recourbées dès le départ ou être planes, leur recourbement se produisant lors de l'emmanchement de la rondelle 106 sur la saillie 101. Bien entendu la rondelle 106 peut équiper le piston de la figure 1. Ainsi qu'on le comprendra un mouvement relatif est ainsi possible entre le noyau 26 et le gobelet 23, la rondelle 106 ayant une action de rappel, sa charge exercée dépendant des applications. Grâce à cela le piston 26 est élastiquement couplé au gobelet 23, en sorte que les forces additionnelles latérales ou tangentielles agissant sur le gobelet 23, engendrées par le contact des plaquettes 12A,12B avec le disque 10 et le noyau 26, sont minimisées. Ainsi qu'il ressort a l'évidence de la description et des dessins, la chaleur engendrée par le frottement ne provoque pas, grâce notamment au noyau isolant, une élévation de la température du liquide hydraulique de la chambre de commande au-dessus d'une valeur faisant perdre audit liquide ses qualités et son efficacité de fonctionnement. Dans tous les cas il est possible de constituer un matelas d'air favorable à une diminution de la température dudit liquide. Le creux du noyau laisse suffisamment de matière pour que le noyau joue bien son rôle. On notera que l'extrémité libre de la saillie 101 est chanfreinée pour faciliter le montage de la rondelle 106 qui s'ancre dans ladite saillie. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits, en particulier la face extérieure 19 peut être recouverte par un bouclier en matière résistante à l'usure. La section de la saillie 101 peut être carrée. A la figure 2 ladite saillie peut être de forme tronconique compte tenu des jeux. Le frein hydraulique peut être du type bi-disque comme décrit dans le document FR-A-2 314 399. REVENDICATIONS 1) Piston pour frein hydraulique, notamment pour véhicules automobiles, du genre comportant, d'une part, une pièce (23), en forme de gobelet avec un fond (25), adaptée à être engagée dans un cylindre (17) de frein hydraulique, et, d'autre part, un noyau isolant (26), en matière thermiquement isolante, engagé au moins en partie dans ledit gobelet (23) et débordant de celui-ci, ledit noyau (26) étant attelé au gobelet (23) par des moyens de liaison (100), caractérisé en ce que pour formation des moyens de liaison (100), le fond (25) du gobelet (23) présente centralement une saillie (101), tandis que le noyau (26) présente centralement un creux (102) débouchant au niveau de la face extérieure débordante (19) du noyau (26) et fermé par une paroi (104) formant le fond du creux (102), en ce que ladite saillie (101) traverse un trou (105) de ladite paroi (104) et en ce qu'un moyen élastique à action axiale (106) est engagé sur l'extrémité libre traversante (107) de ladite saillie (101) et s'appuie sur ladite paroi (104), sur la face de celle-ci tournée à l'opposé du fond (25) du gobelet, pour attelage du noyau (26) au gobelet (23). 2) Piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que le creux (102) s'évase en direction de ladite face extérieure débordante (19). 3) Piston selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens élastiques à action axiale (106) comportent une partie formant rondelle Belleville. 4) Piston selon la revendication 3, caractérisé en ce que la périphérie interne de ladite rondelle Belleville (106) est crénelée pour formation de pattes (216). 5) Piston selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond 2646 16 du noyau (26), opposé à ladite face débordante (19), est en contact avec le fond (25) du gobelet (23), tandis que sa paroi latérale cylindrique est à l'écart de la paroi cylindrique (24) du gobelet (23). 6) Piston selon la revendication 5, caractérisé en ce que le noyau (26) présente une collerette (110) en regard de l'extrémité libre (111) du gobelet (23), un jeu axial existant entre ladite collerette (110) et ladite extrémité (111). 7) Piston selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la saillie (101) traverse à jeu le trou (105) pratiqué dans la paroi (104). 8) Piston selon la revendication 7, dans lequel le noyau (26) présente une portion épaulée (210), dotée de ladite face débordante (19), et une queue (211) engagée dans le gobelet (23), caractérisé en ce que pour contact avec l'extrémité libre (211), la portion (210) présente une face (212) sous forme d'une portion de sphère, tandis que l'extrémité libre du gobelet présente une face (213) sous forme d'une portion de sphère complémentaire à celle de la face (212) de la portion (210). 9) Piston selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite face (212) de la portion (210) est convexe, tandis que ladite face (213) de l'extrémité libre (111) du gobelet est concave. ) Frein hydraulique du genre comportant deux pièces (17,18) en relation de cylindre piston délimitant une chambre de commande (20), caractérisé en ce qu'il comporte un piston (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.