Brevet FR2564553A1 — publié le 19851122

La présente invention concerne un manchon d'étanchéité des- tiné à des pièces cylindriques, en particulier à une broche de gui- dage d'un frein à disque à garnitures partielles, comprenant un souf- flet élastique, dont l'une des parties extrêmes est conçue pour être fixée à la périphérie d'une première pièce cylindrique et dont l'au- tre partie extrême est conçue pour être fixée à la périphérie d'une seconde pièce cylindrique, et comprenant chacune un élément rigide de renfort et de retenue au niveau desdites parties extrêmes, les élé- ments de renfort et de retenue étant notamment situés sur le même rayon par au moins une partie de leur prolongement radial, conformé- ment à la demande de brevet allemand P 33 26 482.1. S'agissant du manchon d'étanchéité décrit dans la demande de brevet allemand P 33 26 482.1, ses éléments de renfort et de retenue présentent la forme d'un L en coupe axiale et ils sont fixés au souf- flet élastique notamment par vulcanisation. Par conséquent la fabri- cation est relativement complexe et coûteuse. C'est pourquoi l'un des buts de la présente invention est d'améliorer un manchon d'étanchéité du type décrit ci-dessus, de fa- çon à rendre sa fabrication plus simple et moins coûteuse. Conformément à la présente invention ce but est atteint en ce qu'au moins l'un des éléments de renfort et de retenue présente sensiblement la forme d'un U en coupe longitudinale axiale, formant ainsi une partie de paroi antérieure, une partie de paroi postérieure ainsi qu'une partie de base reliant ces parois qui entourent la par- tie extrême du soufflet élastique à la manière d'une agrafe. On ob- tient ainsi un manchon d'étanchéité destiné à des pièces cylindri- ques, en particulier à une broche de guidage d'un frein à disque à garnitures partielles, dont la fabrication est simple et peu coûteu- se. De plus l'élément de renfort et de retenue conforme à l'invention permet un montage préliminaire simple et parfait, tandis qu'il con- serve en particulier entièrement les avantages du manchon décrit dans la demande de brevet allemand P 33 26 482.1. De manière appropriée l'une des parties de paroi est située dans une gorge annulaire prévue dans la pièce cylindrique correspon- dante. 2 2564553 Dans cette réalisation, une paroi délimitant la gorge annu- laire est avantageusement appliquée de manière étanche à la partie extrême du soufflet élastique. De par sa conception appropriée, la paroi de limitation forme avantageusement une face d'étanchéité qui d'une part assure une très bonne étanchéité dans cette zone et d'au- tre part empêche de façon encore plus fiable que la partie extrême du soufflet élastique glisse en dehors de l'élément de renfort et de retenue. De plus cette possibilité de glissement en dehors est empé- chée du fait que, conformément à un autre mode de réalisation de la présente invention, la partie extrême concernée du soufflet élastique à la forme d'un pied élargi, vu en coupe longitudinale. Ce pied élar- gi comprend avantageusement des surfaces de parois coniques de sorte que les parties de paroi de l'élément de renfort et de retenue conçu en conséquence sont recourbées l'une vers l'autre à leurs extrémités et entourent solidement le pied élargi du soufflet élastique. Un autre mode de réalisation de la présente invention pré- voit que la partie de paroi située dans la gorge annulaire est plus courte dans le sens radial que la partie de paroi située à l'exté- rieur de la gorge annulaire. Ceci permet de maintenir dans cette zone une faible largeur de la gorge et un faible diamètre du dispositif. Selon un perfectionnement avantageux de cette conception, une partie extrême du soufflet élastique est dotée d'un épaulement s'étendant radialement qui est situé au moins en partie dans la gorge annulaire. De cette façon la paroi de la gorge peut s'étendre au-delà de l'épau- lement, en permettant ainsi d'obtenir une bien meilleure action d'é- tanchéité et de retenue. De manière appropriée, la partie de paroi située à l'exté- rieur de la gorge s'étend transversalement par rapport à la partie de base et elle est inclinée vers l'autre partie de paroi, améliorant ainsi encore l'action de retenue de l'élément de renfort et de rete- nue. Une autre disposition avantageuse de l'élément de renfort et de retenue consiste en ce que la partie de base de cet élément est disposée sur un prolongement cylindrique s'étendant axialement de la 3 2564553 pièce cylindrique correspondante. Afin d'améliorer le siège en caoutchouc de la partie extrême en forme de pied du soufflet élastique, la paroi radiale externe délimitant la gorge annulaire peut être munie d'un chanfrein sur lequel s'appuie la partie extrême élargie en forme de pied du souf- flet. Afin de compenser les tolérances, une autre réalisation pré- voit des saillies radiales sur la partie de base. Afin d'apporter une aide au montage il est avantageux que les saillies radiales ne s'é- tendent que sur une partie de la longueur de la partie de base, de sorte que la partie antérieure, vue dans le sens du montage, soit exempte de saillies de ce type. Un dispositif de montage destiné aux manchons d'étanchéité conformes à la présente invention comporte un outil de montage, com- prenant un mandrin cylindrique étagé, une partie de retenue annulaire antérieure sur laquelle peut être disposé l'élément de renfort et de retenue, avec une gorge annulaire sur la zone de transition étagée entre la partie de retenue annulaire et une partie de plus grand diamètre, tandis qu'une partie de paroi de l'élément de renfort et de retenue peut être placée dans la gorge annulaire et tandis qu'un chanfrein d'insertion est prévu à l'extrémité antérieure de la partie de retenue. Un autre chanfrein d'insertion est avantageusement prévu sur la zone de transition entre la gorge annulaire et la partie de plus grand diamètre. Ce dispositif de montage permet de monter notam- ment les manchons d'étanchéité conformes à l'invention de façon très simple en faisant passer une partie extrême du soufflet élastique au niveau du chanfrein d'insertion, de la partie de paroi antérieure de l'élément de renfort et de retenue la faisant porter contre le second chanfrein d'insertion pour l'amener à l'intérieur de l'élément de renfort et de retenue. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexeées qui représentent: - la figure 1, une vue en coupe longitudinale d'un frein i 4 2564553 disque à garnitures partielles équipé du manchon d'étanchéité confor- me à l'invention, - la figure 2, une vue agrandie en coupe longitudinale par- tielle d'une broche de guidage du frein à disque à garnitures par- tielles conforme à la figure 1, équipé du-manchon d'étanchéité, - la figure 3, une vue de face d'une autre réalisation d'un élément de renfort et de retenue, - la figure 4, une vue en coupe longitudinale de la moitié supérieure de l'élément de renfort et de retenue conforme à la figure 3, la figure 5, une vue en coupe transversale du dispositif de montage du manchon d'étanchéité. Le frein à disque à garnitures partielles 1 représenté à la figure 1 se compose pour l'essentiel d'un support de frein 2 fixé au véhicule, par exemple à une fusée d'essieu (non représentée), d'un étrier 3 pouvant coulisser axialement sur le support de frein 2 et entourant à la manière d'une chape le disque de frein 4 représenté en traits discontinus, de deux garnitures de frein 5, 6 et d'un piston de frein 7 qui coulisse axialement en étant guidé dans un alésage cylindrique 8 de l'étrier 3. L'actionnement du frein est effectué par une pression hydraulique qui s'établit dans l'alésage cylindrique 8, cette pression agissant sur le piston de frein 7 et faisant se dépla- cer celui-ci et par conséquent la garniture de frein 5 correspondante contre le disque de frein 4. Par réaction l'étrier 3 se déplace en sens inverse, de sorte que la garniture de frein 6 disposée sur le côté opposé se déplace aussi contre le disque de frein 4. Pour assurer la liaison et le coulissement axial de l'étrier 3 avec le support de frein 2, une broche support 9 de forme creuse est placée de façon à pouvoir se déplacer axialement dans un alésage 9 du support de frein 2, l'autre extrémité de ladite broche étant montée fixe dans un alésage 10 de l'étrier 3. La surface libre de la broche support 9 forme ainsi une surface de guidage 11. Pour protéger cette surface de guidage 11 contre la saleté et l'endommagement, l'espace compris entre les extrémités disposées en vis-à-vis l'une de l'autre du support de frein 2 d'une part, et de l'étrier 3 d'autre 2564553 part, est entouré d'un manchon d'étanchéité 12. Ce manchon d'étan- chéité est doté d'un soufflet plissé donnant la liberté de mouvement nécessaire. Les parties extrêmes du support de frein 2, de l'étrier 3 ainsi que de la broche de guidage 9 sont représentées en coupe longi- tudinale partielle agrandie à la figure 2. Comme la figure 2 le mon- tre particulièrement clairement, le manchon d'étanchéité comprend deux parties extrêmes 13, 14 qui sont reliées par un soufflet plissé 15. Les deux parties extrêmes 13, 14 sont munies d'éléments de ren- fort et de retenue 16, 17. La partie extrême 13, représentée à gauche à la figure, présente une forme essentiellement cylindrique en coupe longitudinale et se transforme en une partie de paroi 18 du soufflet plissé 15 qui s'étend sensiblement perpendiculairement par rapport à la broche 9. L'élément de renfort et de retenue 16 présente la forme d'un L en coupe longitudinale, dont la branche la plus longue 19 est disposée sur la face radiale interne de la partie extrême 13, tandis que la branche la plus courte 20 est disposée sur la face d'extrémité axiale interne de la partie extrême 13. L'élément de renfort et de retenue 16 est fixé par vulcanisation à la partie élastique du man- chon d'étanchéité 12, les petites faces des extrémités de l'élément de renfort et de retenue 16 étant recouvertes par le matériau de la partie élastique du manchon d'étanchéité. La partie extrême 13 est disposée en partie dans une rainure ou gorge annulaire 21 prévue dans l'étrier 3. La gorge 21 est ouverte en direction de la broche 9 de sorte que la partie extrême 13 avec l'élément de renfort et de rete- nue est montée avec ajustage serré directement sur la broche 9. Entre la paroi 22délimitant radialement la gorge 21 et la surface externe 23 de la partie extrême 13, il reste un espace annulaire libre 24 qui permet d'insérer la partie extrême 13 dans la gorge annulaire 21 sans difficultés. Pour la fixation de l'autre partie extrême 14, le support de frein forme un prolongement cylindrique 25 qui se prolonge en une gorge annulaire 26. L'élément de renfort et de retenue 17 de la par- tie extrême 14 est du type en agrafe et présente sensiblement la forme d'un U en coupe longitudinale. Il comporte une première et une seconde parties de paroi 27, 28 qui sont reliées par une partie de 6 2564553 base 29. Par sa partie de base 29 l'élément de renfort-et de retenue 17 s'appuie sur le prolongement cylindrique 25 du support de frein 2. La partie de paroi disposée vers l'intérieur 27 est inclinée vers la partie de base 29, et forme avec celle-ci un angle compris entre 50 et 80 , par exemple environ 60 . Cette partie de paroi 27 présente la forme d'un S en coupe longitudinale de sorte que ses faces extrêmes sont éloignées de la partie extrême 14 du soufflet élastique de façon à en éviter l'endommagement. La partie de paroi disposée vers l'exté- rieur 28 est plus courte que la partie de paroi disposée vers l'inté- rieur 27 et elle est entièrement située dans la gorge annulaire 26. -La partie extrême 14 a la forme d'un pied et elle comporte un élar- gissement conique vers son extrémité.Un épaulement s'étendant axiale- ment 30 est formé sur la partie extrême 14 à son extrémité radiale interne. La paroi 31 délimitant radialement vers l'extérieur la gorge annulaire 26 constitue une face d'étanchéité, elle s'étend axialement audessus de l'épaulement30 et s'applique de manière étanche sur la paroi externe de la partie extrême 14, assurant ainsi une étanchéité fiable. Après le montage préliminaire de la partie extrême 14 dans l'élément de renfort et de retenue 17 qui sera décrit plus loin, l'opération de montage se déroule de manière analogue à celle décrite dans la demande de brevet allemand P 33 26 482.1. Tout d'abord la partie extrême 13 avec l'élément de renfort et de retenue 16 est glissée sur la broche support 9 au moyen d'un tube de montage d'une telle manière que la partie extrême 13 avec sa partie élastique s'ap- plique de manière étanche dans la gorge de l'étrier 3. Ensuite l'é- trier 3 est déplacé, en conséquence la partie 20 de l'élément de renfort et de retenue 16 vient porter contre l'élément de renfort et de retenue 17. Lorsque l'étrier effectue un déplacement supplémentai- re, la partie 20 pousse l'élément de renfort et de retenue avec la partie extrême 14 complètement contre le prolongement cylindrique 25 jusqu'à ce que la partie de paroi 28 s'applique dans la gorge annu- laire 26 et que la paroi extérieure 31 délimitant celle-ci s'applique de manière étanche sur la paroi externe de la partie extrême 14. Il convient de se reporter maintenant aux figures 3 et 4 qui 7 2564553 représentent une conception différente d'un élément de renfort et de retenue. Cet élément de renfort et de retenue 33 présente à nouveau sensiblement la forme d'un U en coupe longitudinale. Cependant, con- trairement à la réalisation représentée aux figures 1 et 2, cet élé- ment de renfort et de retenue 33 comprend une partie de base 34 sur laquelle sont prévues trois saillies radiales 35 réparties à la péri- phérie. Ces saillies 35 partent de la partie de paroi la plus longue 36, située à l'extérieur de la gorge annulaire après le montage, et s'étendent seulement sur une partie de la longueur de la partie de base 34. Par ces saillies, qui permettent également de compenser les tolérances, l'élément de renfort et de retenue 33 s'appuie sur la pièce cylindrique correspondante après le montage, c'est-à-dire no- tamment sur un épaulement cylindrique formé sur le support de frein 2. Comme les saillies 35 ne s'étendent que sur une partie de la lon- gueur de la partie de base, il est possible de monter tout d'abord la partie sans saillies sur l'épaulement cylindrique pendant le montage, ce qui crée une aide au montage. La figure 5 représente un dispositif de montage qui permet de monter les parties extrêmes des manchons d'étanchéité dans les éléments de renfort et de retenue présentant la forme d'un U corres- pondants. Ledit dispositif de montage comporte un mandrin étagé 66 sur la partie cylindrique antérieure 67 duquel est disposé un élément de renfort et de retenue 17. Un chanfrein d'insertion 68 est prévu à l'extrémité antérieure de la partie cylindrique 67. Un second chan- frein d'insertion 70 qui s'étend d'une partie cylindrique arrière de plus grand diamètre 69 jusqu'à la partie cylindrique antérieure est prévu. A l'extrémité du chanfrein d'insertion 70 est prévue une gorge annulaire 71 qui a au moins une profondeur telle qu'elle recouvre complètement la partie de paroi 28 de l'élément de renfort et de retenue. En face du mandrin 66 un adaptateur pour air comprimé est disposé axialement de façon à pouvoir se déplacer. Ledit adaptateur pour air comprimé comprend un canal pour air comprimé 73 muni d'un raccord 74. L'extrémité antérieure de l'adaptateur pour air comprimé 72 comporte une surface conique 75. Au début de l'opération de mon- tage, le manchon d'étanchéité 12 est inséré entre l'adaptateur pour -8 2564553 air comprimé 72 et le mandrin 66, la partie extrême 13 s'appliquant sur la surface conique 75 de l'adaptateur pour air comprimé 72, tan- dis que la partie extrême 14 s'applique sur le chanfrein d'insertion 68 du mandrin 66. L'air comprimé est alors introduit par le canal 73 de l'adaptateur pour air comprimé 72, le manchon d'étanchéité 12 se gonflant en conséquence. La partie extrême 14 se déplace le long du chanfrein d'insertion 68 au-dessus de la partie de paroi 27 de l'élé- ment de renfort et de retenue pour venir porter contre le second chanfrein d'insertion 70. La figure 5 représente cette position en traits discontinus. Lorsque l'alimentation en air comprimé est inter- rompue, la partie extrême du manchon d'étanchéité se dirige automati- quement, grâce à son élasticité, le long du chanfrein d'insertion 70 dans l'élément de renfort et de retenue. 9 2564553 REVENDICATIONS 1. Manchon d'étanchéité destiné à des pièces cylindriques, en particulier à une broche de guidage d'un frein à disque à garnitu- res partielles, comprenant un soufflet élastique, dont l'une des parties extrêmes est conçue pour être fixée à la périphérie d'une première pièces cylindrique et dont l'autre partie extrême est conçue pour être fixée à la périphérie d'une seconde pièce cylindrique, et comprenant chacune un élément rigide de renfort et de retenue au niveau des parties extrêmes, les éléments de renfort et de retenue étant notamment situés sur le même rayon par au moins une partie de leur prolongement radial, caractérisé en ce qu'au moins l'un des éléments de renfort et de retenue (16, 23) présente sensiblement la forme d'un U en coupe longitudinale axiale constituant la première et la seconde partie de paroi (27, 28; 36) ainsi que la partie de base (29; 34) reliant les parties de paroi qui entourent à la manière d'une agrafe la partie extrême (14) du manchon d'étanchéité (12). 2. Manchon d'étanchéité conforme à la revendication 1, ca- ractérisé en ce que l'une des parties de paroi (27) est disposée dans une gorge annulaire (26) qui est prévue dans la pièce cylindrique correspondante. 3. Manchon d'étanchéité conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une paroi (31) délimitant la gorge annulaire (26) est appliquée de manière étanche sur la partie extrême (14) du manchon d'étanchéité. 4. Manchon d'étanchéité conforme à l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'une des parties extrêmes (14) du manchon d'étanchéité forme un pied élargi, vue en coupe longitudinale. 5. Manchon d'étanchéité conforme à l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que la partie de paroi (27; 36) de l'élément de renfort et de retenue qui est située à l'extérieur de la gorge annulaire (26) s'étend transversalement par rapport à la partie de base (29; 34) et en ce que le pied élargi de la partie extrême est en conséquence sensiblement de forme conique. o 2564553 6. Manchon d'étanchéité conforme à l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que la partie de paroi (28) située dans la gorge annulaire (26) est plus courte dans le sens radial que la partie de paroi située en dehors de la gorge annu- laire. 7. Manchon d'étanchéité conforme à la revendication 6, ca- ractérisé en ce que la partie de base (29; 34) et la partie de paroi s'étendant transversalement (27; 36) forment un angle compris entre et 80 , notamment environ 60 . 8. Manchon d'étanchéité conforme à l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie extrême (14) du manchon d'étanchéité (12) comporte un épaulement s'étendant axialement (30) qui est placé au moins en partie dans la gorge an- nulaire (26). 9. Manchon d'étanchéité conforme à l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que la partie de base (29; 34) de l'élément de renfort et de retenue (17; 33) est disposée sur un prolongement cylindrique s'étendant axialement (25) de la pièce cylindrique correspondante (2). 10. Manchon d'étanchéité conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie de paroi (27; 36) située à l'extérieur de la gorge présente sensiblement la forme d'un S, en coupe longitudinale. 11. Manchon d'étanchéité conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des saillies ra- diales (35) sont prévues sur la partie de base (34). 12. Manchon d'étanchéité conforme à la revendication, 11, caractérisé en ce que les saillies radiales (35) ne s'étendent à partir de la partie de paroi (36) située à l'extérieur de la gorge que sur une partie de la longueur de la partie de base (34). 13. Dispositif de montage pour un manchon d'étanchéité con- forme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un outil de montage comportant un mandrin cylin- drique étagé (66), comprenant une partie cylindrique antérieure (67) sur laquelle un élément de renfort et de retenue présentant la forme il12564553 d'un U en coupe longitudinale peut être disposé, et une gorge annu- laire (71) sur la zone de transition étagée entre la partie cylindri- que antérieure (67) et une partie cylindrique (69) de plus grand diamètre disposée derrière celle-ci, tandis qu'une partie de paroi de l'élément de renfort et de retenue peut être placée dans la gorge annulaire, et comprenant un chanfrein d'insertion (68) sur l'extré- mité antérieure de la partie antérieure (67). 14. Dispositif de montage conforme à la revendication 13, caractérisé en ce que un second chanfrein d'insertion (70) est prévu sur la zone de transition entre la gorge annulaire (71) et la partie de plus grand diamètre (69). 15. Dispositif de montage conforme à l'une quelconque des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce qu'un adaptateur pour air comprimé (72) permettant l'alimentation en air comprimé est prévu en face du mandrin cylindrique étagé, tandis que le manchon d'étanchéité est conçu pour être inséré entre l'adaptateur pour air comprimé (72) et le mandrin (66).