Brevet FR2658571A1 — publié le 19910823

SOUS-ENSEMBLE DE MOTEUR DE FREIN ET PROCEDE DE REGLAGE D'UN TEL SOUS-ENSEMBLE 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 comportant un dispositif d'actionnement mécanique agissant sur le piston de commande au travers d'un dispositif de rattrapage automatique constitué d'un dispositif à vis-écrou, destiné typiquement à être engagé en engrènement sur une broche filetée montée dans le corps de frein, sollicité vers la paroi du fond, via une rondelle et une butée axiale à billes 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 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 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 joint d'étanchéité annulaire associé à une rondelle de retenue placée en appui axial contre un épaulement s'étendant radialement vers l'intérieur entre la portion d'extrémité de plus petit diamètre et la portion intermédiaire de l'alésage étagé dans laquelle est monté le joint d'étanchéité annulaire. Un sous-ensemble de moteur de frein de ce type est décrit dans EP-A-O 242 240 Dans le sous-ensemble décrit dans ce -2- 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 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 piston de commande jusqu'à une position o un épaulement radial du piston pilote vient porter sur un anneau coopérant avec un joint annulaire, ce qui interrompt le déplacement du piston pilote et évite l'écrasement de l'organe élastique sollicitant normalement l'écrou de rattrapage automatique. Un tel sous-ensemble, bien que fonctionnant de façon tout à fait satisfaisante, présente néanmoins une dispersion de ses caractéristiques de fonctionnement dans une production en série. Cette dispersion est provoquée par les tolérances admises pour la fabrication des différents composants mécaniques et des joints annulaires, ce qui se traduit par des frottements différents au niveau des joints lorsque le sous-ensemble est soumis à la pression d'un fluide hydraulique, d'o il s'ensuit enfin que la neutralisation du rattrapage automatique intervient dans une plage de valeurs de la pression du fluide hydraulique très étendue. La présente invention a donc pour objet d'obvier à ces inconvénients en proposant un agencement simple et efficace, totalement intégré, n'entraînant pas de surcoûts de fabrication, permettant de régler le point d'intervention d'un sous-ensemble de moteur de frein, c'est à dire de régler ce sous-ensemble pour que la neutralisation du rattrapage automatique intervienne à une pression prédéterminée du fluide hydraulique. Pour ce faire, l'invention prévoit des moyens pour régler la sollicitation exercée par l'organe élastique sur le piston pilote à une valeur prédéterminée. Selon une caractéristique de l'invention, le piston de commande est constitué d'une partie constituant la paroi de fond de la cavité intérieure et d'une partie constituant l'alésage -3 - étagé délimitant périphériquement la cavité intérieure. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la partie constituant la paroi de fond est filetée extérieurement et la partie constituant l'alésage étagé est taraudée intérieurement, et le réglage de la sollicitation exercée par l'organe élastique sur le piston pilote est obtenu par vissage ou dévissage de ces deux parties l'une sur l'autre. La présente invention a également pour objet de prévoir un procédé de réglage d'un sous-ensemble de moteur de frein, qui soit de mise en oeuvre simple, rapide et fiable. Pour ce faire l'invention prévoit un procédé de réglage d'un tel sousensemble qui comprend les étapes suivantes: on soumet le sous-ensemble de moteur de frein à l'action d'un fluide hydraulique sous une pression croissante, on détecte la pression Pl du fluide hydraulique pour laquelle le sous-ensemble commence à absorber du fluide hydraulique et le piston pilote à reculer à l'encontre de la sollicitation de l'organe élastique, on règle la sollicitation de l'organe élastique pour que la pression Pl du fluide hydraulique soit égale à une pression prédéterminée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre illustratif, faite en relation avec les dessins annexés sur lesquels: la Figure unique est une vue schématique en demi-coupe d'un mode de réalisation d'un sous-ensemble de moteur de frein selon l'invention. On reconnaît sur la Figure un sous-ensemble de moteur de frein du type tel que décrit dans le document EP-A-O 242 240 sus-mentionné et comprenant un piston de commande 10, destiné à être monté à coulissement étanche dans un alésage 12 d'un corps de frein 14 définissant une chambre de pression 16 recevant un fluide hydraulique sous pression permettant de déplacer dans l'alésage 12 le piston de commande 10 pour l'actionnement d'au moins un élément de friction (non représenté) afin d'amener ce 4 - dernier en contact de friction avec un organe rotatif à freiner (non représenté) Dans la description qui suit, on appelle par convention "arrière" la partie du sous-ensemble la plus éloignée de l'élément de friction, et "avant" la partie en contact avec l'élément de friction Sur la Figure, l'arrière se trouve donc à droite et l'avant à gauche. Le piston de commande 10 est formé intérieurement avec une cavité interne délimitée par une paroi de fond 18 et, périphériquement, par un alésage étagé comprenant, au voisinage de la paroi de fond 18, une portion d'extrémité intérieure de diamètre réduit 20 se prolongeant par une portion intermédiaire de diamètre supérieur 22 se raccordant elle-même à une autre portion d'extrémité de plus grand diamètre 24 Dans cette portion d'extrémité de plus grand diamètre 24, est montée à coulissement une rondelle 26 sollicitée vers l'avant dans la direction de la paroi de fond 18 par un organe élastique 28, constitué par exemple par des rondelles Belleville, prenant un appui arrière sur un anneau de retenue 30 monté dans l'extrémité débouchante de la portion d'alésage de plus grand diamètre 24 La rondelle 26 coopère, via une butée axiale à billes 32, avec un épaulement arrière 33 d'un écrou de rattrapage automatique 34 associé à un ressort d'embrayage unidirectionnel 36, selon un agencement classique, l'écrou 34 étant destiné, lors de la mise en place du piston de commande 10 équipé dans l'alésage 12 du corps de frein, à coopérer en engrènement avec une broche filetée (non représentée) montée dans le corps de frein 14 et couplée typiquement à un dispositif d'actionnement mécanique du piston de commande 10 Dans la portion d'alésage intermédiaire 22 est disposé un joint d'étanchéité annulaire 38 associé à une rondelle de retenue 40 placée en appui axial contre un épaulement s'étendant radialement vers l'intérieur 42 entre la portion d'extrémité de plus petit diamètre 20 et la portion intermédiaire 22 de l'alésage étagé. Dans la cavité du piston de commande 10 est disposé, coaxialement autour de l'écrou 34, un piston pilote 44 solidaire, du côté de la paroi de fond 18, d'une pièce - présentant une première surface périphérique 46 cylindrique extérieure de plus grand diamètre coopérant à coulissement étanche, via un joint annulaire 48, avec la portion d'extrémité de plus petit diamètre 20 de l'alésage étagé, et une partie d'extrémité opposée d'épaisseur réduite 50, coopérant en contact d'engagement, au moyen d'une pièce intermédiaire annulaire 52, avec la rondelle 26 et présentant une surface périphérique cylindrique de diamètre réduit 54 coopérant à coulissement étanche avec le joint annulaire 38 Dans la position de repos représentée sur la Figure 1, le piston pilote 44 est plaqué en appui contre la paroi de fond 18 par la rondelle 26 sous l'effet de l'organe élastique 28 Le piston pilote 44 présentant, de part et d'autre, axialement, des surfaces annulaires différentielles 51 et 52 exposées à la pression de fluide dans la chambre de pression 16, avec 51 supérieure à 52, lorsque cette pression de fluide dépasse une valeur déterminée par le rapport de ces surfaces et par la force de l'organe élastique 28, le piston pilote 44 se déplace vers l'arrière à l'encontre de la force de l'organe élastique 28 pour écarter la rondelle 26 de l'épaulement arrière 33 de l'écrou 34 et empêcher ainsi que ce dernier ne subisse de la part de la rondelle 26, accompagnant via l'organe élastique 28 le déplacement du piston de commande 10, une poussée axiale se traduisant par une rotation de rattrapage de jeu de l'écrou 34 sur la broche filetée couplée au dispositif d'actionnement mécanique du moteur de frein. Le piston pilote 44 comporte une portion intermédiaire présentant une surface périphérique cylindrique 56 de diamètre intermédiaire entre celui des surfaces périphériques 46 et 54 et se raccordant à cette dernière par un épaulement radial 58 susceptible de venir porter contre l'anneau 40 lors du déplacement vers l'arrière du piston pilote 44 Dans cette condition, correspondant à un écrasement limité de l'organe élastique 28, si la surface effective à la gauche du piston pilote 44 demeure la surface Sî, la surface effective offerte à la pression de fluide à la droite du piston pilote 44 n'est plus -6- la surface 52 mais, du fait du joint annulaire 38, la surface 53, supérieure à 51, telle que définie par le diamètre de la partie intermédiaire 22 de l'alésage étagé Du fait de cette inversion du rapport des surfaces effectives soumises à la pression de fluide du piston pilote 44, le déplacement vers la droite de ce dernier est interrompu, le piston pilote 44 conservant cette position du fait que l'ensemble du joint annulaire 38 et de l'anneau de retenue 40 ne peut se déplacer vers la gauche en raison de l'épaulement 42 Dès que la pression d'actionnement dans la chambre 16 diminue, l'effet de pression différentiel sur le piston pilote 44 s'estompe et l'organe élastique 28 ramène la rondelle 26 et le piston pilote 44 vers la position de repos représentée sur la Figure. Comme on l'a indiqué plus haut, les tolérances admises dans la fabrication des différents éléments composant le sous-ensemble, aussi bien dans les dimensions des composants mécaniques que dans la composition des joints, ont pour résultat que le fonctionnement d'un tel sous-ensemble peut intervenir dans une large plage de pressions hydrauliques d'un sous-ensemble à l'autre dans une fabrication en série. Conformément à l'invention, cette plage de pressions o l'inhibition du réglage automatique intervient est réduite à son minimum en prévoyant un réglage de ce point d'intervention Ce réglage est obtenu en faisant varier la sollicitation exercée par l'organe élastique 28 sur le piston pilote 44 Pour ce faire, le piston de commande 10 est réalisé en deux parties IOA et 10 B La première partie 10 A est tubulaire et constitue les portions 22 et 24 de l'alésage étagé délimitant périphériquement la cavité intérieure du piston de commande Son extrémité avant, tournée vers l'élément de friction (non représenté) est formée avec un taraudage intérieur 60 et reçoit par vissage la deuxième partie l OB, filetée extérieurement et constituant la paroi de fond 18 de la cavité intérieure du piston de commande Cette deuxième partie l OB est formée avec un alésage borgne constituant la portion d'extrémité de diamètre réduit 20 de l'alésage étagé du piston de commande, et sa partie arrière, pénétrant dans la première partie -7- A, forme l'épaulement 42 entre la portion de plus petit diamètre 20 et la portion intermédiaire 22 de l'alésage étagé La rondelle de retenue 40 est formée avec un prolongement cylindrique 62 s'étendant axialement vers l'avant et situé dans une portion de plus grand diamètre 64 de l'alésage étagé, de sorte que ce prolongement 62 porte sur l'épaulement 42 De façon avantageuse grâce à l'invention, l'espace 66 situé entre le piston 44-46, l'alésage 22-64 et le joint d'étanchéité 38 est relié à l'atmosphère, non plus par un perçage pratiqué dans le corps du piston de commande, mais simplement entre les deux parties 10 A et 10 B au travers des interstices entre le taraudage de la partie 10 A et le filetage de la partie 10 B. On comprend ainsi que, grâce à l'invention, en vissant plus ou moins la partie 10 B dans la partie 1 OA, on fait varier la position de l'épaulement 42 séparant les portions 20 et 64 de l'alésage étagé, et par conséquent la position de la rondelle de retenue 40 Le piston pilote 44 portant sur la paroi de fond 18, comprimera alors plus ou moins, via la pièce intermédiaire 52 et la rondelle 26, l'organe élastique 28 Il s'ensuit que la course du piston pilote 44 vers l'arrière, ayant lieu à l'encontre de la force exercée par l'organe élastique 28, laquelle est fonction de l'écrasement de cet organe élastique, commencera pour une valeur de la pression du fluide dans la chambre de pression 16 que l'on pourra ainsi ajuster de façon précise, pour tenir compte des tolérances de fabrication et des frottements des joints sous pression. On a ainsi réalisé grâce à l'invention un sous-ensemble de moteur de frein dans lequel la neutralisation du rattrapage automatique est ajustable à la pression du fluide hydraulique désirée par des moyens simples et fiables, et sans surcoût de fabrication Une fois ce point d'intervention réglé à la valeur voulue, il suffit de solidariser les pièces 1 OA et 10 B ensemble, par exemple par sertissage, pour que le sous-ensemble conserve ses caractéristiques de fonctionnement. Le réglage d'un tel sous-ensemble est réalisé de façon également très simple Une fois le sous-ensemble assemblé, on le 8 - soumet à l'action d'un fluide hydraulique sous pression Par une méthode classique, on mesure l'absorption du sous-ensemble, c'est à dire le volume de fluide hydraulique qu'il est nécessaire de fournir au sous-ensemble en fonction de la pression de ce fluide hydraulique Lorsque la pression Pl du fluide hydraulique atteint une valeur déterminée par le rapport des surfaces 51 et 52 et par la force de l'organe élastique 28, le piston pilote 44 commence à se déplacer vers l'arrière, et le sous-ensemble commence donc à absorber une certaine quantité de fluide hydraulique. On comprend donc que grâce à l'invention, en vissant ou en dévissant la partie l OB dans la partie 1 OA, et donc, comme expliqué plus haut, en comprimant plus ou moins l'organe élastique 28, il est possible de provoquer le déplacement vers l'arrière du piston pilote 44 pour une valeur prédéterminée de la pression du fluide hydraulique, et, par voie de conséquence, le point d'intervention du sous-ensemble de moteur de frein, c'est à dire la valeur de la pression du fluide hydraulique pour laquelle le rattrapage automatique est neutralisé Une fois le sous- ensemble de moteur de frein ainsi réglé, il ne reste plus qu'à solidariser les pièces 10 A et l OB l'une sur l'autre pour que le sous-ensemble conserve le point d'intervention ainsi ajusté. Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art On pourra par exemple prévoir de régler le point d'intervention, ou la précontrainte de l'organe élastique 28, par un ajustement de la position de l'anneau de retenue 30 dans l'alésage 24, par exemple par vissage de cet anneau dans l'alésage, ou en réalisant la partie arrière du sous-ensemble définissant l'alésage 24 en deux parties vissées l'une sur l'autre On pourra également prévoir de rendre le piston pilote 44 ou la pièce intermédiaire annulaire 52 de longeur réglable. -9- REVENDICATIONS 1 Sous-ensemble de moteur de frein comprenant un piston de commande ( 10) comportant une cavité intérieure délimitée par une paroi de fond ( 18) et, périphériquement, par un alésage étagé ( 20,22,24) et comportant un dispositif d'actionnement mécanique agissant sur le piston de commande au travers d'un dispositif de rattrapage automatique constitué d'un dispositif à vis-écrou ( 34) sollicité vers la paroi du fond, via une rondelle ( 26), et une butée axiale à billes ( 32), par un organe élastique ( 28) prenant appui sur un anneau ( 30) fixé à l'extrémité du piston de commande opposé, axialement, à la paroi de fond et un piston pilote ( 44) comportant une première surface périphérique cylindrique de plus grand diamètre ( 46) coopérant en coulissement étanche avec une extrémité de diamètre réduit ( 20) de l'alésage étagé et, au voisinage de son extrémité ( 50) opposée axialement à la première surface périphérique ( 46) et coopérant avec la rondelle ( 26), une seconde surface périphérique de diamètre réduit ( 54) coopérant à coulissement étanche avec un joint d'étanchéité annulaire ( 38) associé à une rondelle de retenue ( 40) placée en appui axial contre un épaulement ( 42) s'étendant radialement vers l'intérieur entre la portion d'extrémité de plus petit diamètre ( 20) et la portion intermédiaire ( 22) de l'alésage étagé dans laquelle est monté le joint d'étanchéité annulaire ( 38), le piston pilote ( 44) étant sollicité vers la paroi du fond ( 18) via la rondelle ( 26) par l'organe élastique ( 28), caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour régler la sollicitation exercée par l'organe élastique ( 28) sur le piston pilote ( 44) à une valeur prédéterminée. 2 Sous-ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston de commande est constitué d'une partie ( 1 OB) constituant la paroi de fond de la cavité intérieure et d'une partie ( 1 OA) constituant l'alésage étagé délimitant périphériquement la cavité intérieure. 3 Sous-ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce - que la partie (l OB) constituant la paroi de fond de la cavité intérieure est filetée extérieurement et la partie ( 10 A) constituant l'alésage étagé est taraudée intérieurement ( 60). 4 Sous-ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réglage de la sollicitation exercée par l'organe élastique ( 28) sur le piston pilote ( 44) est obtenu par vissage ou dévissage des parties (l OB) constituant la paroi de fond et (IOA) constituant l'alésage étagé l'une sur l'autre. Sous-ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie (l OB) constituant la paroi de fond de la cavité intérieure est formée avec un alésage borgne consituant la portion d'extrémité de diamètre réduit ( 20) de l'alésage étagé du piston de commande. 6 Sous-ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie arrière de la partie (l OB) constituant la paroi de fond de la cavité intérieure forme l'épaulement ( 42) entre la portion de plus petit diamètre ( 20) et la portion intermédiaire ( 22) de l'alésage étagé. 7 Sous-ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'espace ( 66) situé entre le piston pilote ( 44), la portion intermédiaire ( 22) de l'alésage étagé et le joint d'étanchéité annulaire ( 38) est relié à l'atmosphère au travers du taraudage ( 60) de la partie ( 10 A) constituant l'alésage étagé. 8 Procédé de réglage d'un sous-ensemble de moteur de frein selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: on soumet le sousensemble de moteur de frein à l'action d'un fluide hydraulique sous une pression croissante, on détecte la pression Pl du fluide hydraulique pour laquelle le sous-ensemble commence à absorber du fluide hydraulique et le piston pilote ( 44) à reculer à l'encontre de la sollicitation de l'organe élastique ( 28), on règle la sollicitation de l'organe élastique ( 28) pour que la pression Pl du fluide hydraulique soit égale à une pression prédéterminée. 9 Procédé de réglage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le réglage de la sollicitation de l'organe élastique est obtenu par vissage ou dévissage des parties (l OB) constituant il - la paroi de fond et ( 1 OA) constituant l'alésage étagé l'une sur l'autre. Procédé de réglage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'étape finale de solidarisation entre elles de la partie constituant la paroi de fond et de la partie constituant l'alésage étagé.