Brevet FR2594508A1 — publié le 19870821

La présente invention concerne un dispositif de freinage i commande hydraulique destiné en particulier i des freins à disque i garnitures partielles, comprenant un piston dont l'extrémité est tournée dans le sens d'actionnement, dépasse de l'étrier et agit sur une garniture de frein, un anneau métallique pouvant être monté, i partir de cette extrémité, sur la surface extérieure du piston, et un manchon élastique plissé qui est fixé derrière l'anneau métallique, l'une des parties extrêmes de ce manchon plissé pouvant Itre montée sur la circonférence du piston et son autre partie extrême pouvant être montée sur la circonférence d'une seconde pièce également cylin- drique. Un dispositif de freinage de ce type est décrit dans la de- mande de brevet allemand 31 44 868. Dans le dispositif de freinage connu, une gorge annulaire est prévue aux extrémités du piston qui dépassent du cylindre, un anneau métallique plat pourvu de plusieurs languettes légèrement repliées par rapport au plan radial s'enclique- tant dans cette gorge. Avec ce type de fixation, l'anneau métallique risque, en particulier lors du montage et de l'entretien du frein, d'atre éjecté du siège pratiqué dans la gorge annulaire, par exemple si une force unique ou un couple sont exercés en un point appropri& de l'anieau métallique. De par sa conception plate, l'anneau métallique risque également d'être décollé par l'introduction involontaire d'un outil ou d'un objet quelconque dans l'espace situé entre le joint d'étan- chéit6 et l'anneau métallique. La présente invention a donc pour but d'améliorer un dispo- sitif hydraulique de freinage du type indiqué ci-dessus, de manière à obtenir un ajustement serré de l'anneau métallique sur le piston, cet- ajustement constituant notamment une sécurité contre tout déplace- ment. Conformément à la présente invention, ce but est atteint en ce que des saillies, réparties sur la circonférence intérieure de l'anneau métallique et tournées vers l'intérieur, sont prévues sur des éléments annulaires élastiques repliés axialement par rapport au plan radial, pour fixer l'anneau métallique dans une position définie - 2 - 2594508 sur le piston. Dans l'agencement conforme à l'invention, un anneau métalli- que est prévu, de manière simple et économique, pour protéger le man- chon plissé, situé derrière, des contraintes thermiques et mécani- ques, cet anneau métallique étant caractérisé par un ajustement particulièrement serré et fiable sur le piston, car des plots, qui sont tournés vers l'intérieur et répartis radialement sur la circon- férence intérieure de l'anneau métallique sur des éliments annulaires élastiques repliés axialement par rapport au plan radial, assurent, avec un Évidement correspondant prévu sur le piston, une liaison en- tre l'anneau métallique et le piston dans une position axiale défi- nie. Par rapport au dispositif de freinage connu, un mode de réa- lisation préféré de la présente invention offre des avantages impor- tants, I savoir qu'en coupe axiale, l'anneau métallique présente la forme d'un U, ce qui lui confère une grande rigidité, et que sa ctir- conférence extérieure repliée vers l'arrière recouvre partiellement le manchon plissé et le protège donc également des contraintes méca- niques imposées dans le sens radial. Une telle protection n'existe pas dans le dispositif de freinage connu. Un autre avantage de la présente invention réside également en ce qu'un chanfrein est prévu à l'extrémité correspondante du pis- ton pour assurer un meilleur ajustement de l'anneau métallique. Un autre perfectionnement essentiel du dispositif de freina- ge est caractérisé en ce que la position axiale du chanfrein à l'ex- trémité du piston et la position axiale de l'anneau métallique l'une par rapport à l'autre sont calculées de manière à garantir qu'un pis- ton de frein, qui dépasse trop lors de la fermeture d'un étrier de frein rabattable, soit ramené dans le cylindre de l'étrier. Ceci est- réalisé en ce que le rayon du bord extérieur, incurvé axialement vers l'arrière, de l'anneau métallique et la surface inclinée du chanfrein pratiqué à l'extrimité du piston produisent, dans un premier temps, mune composante de force axiale sur le piston dans le sens d'enclen- chement. 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 à la figure annexée qui représente un mode de réalisation préféré de la présente inven- tion: - la figure 1, une vue de dessus d'un frein à disque à gar- nitures partielles, - la figure 2, une vue en coupe axiale d'un frein à disque à garnitures partielles, - la figure 3, une vue de l'anneau métallique, - la figure 4, une vue en coupe de l'anneau métallique. Dans le frein à disque à garnitures partielles 1 représenté sur la figure, des broches de guidage axial 5, 6 sont fix&es sur les deux bras de support 2, 3 d'un support de frein 4 qui présentent un écartement circonférentiel. Les broches de guidage axial 5, 6 sont chacune constituées d'un manchon de guidage 7,8 traversé par une vis 9, 10. Les vis 9, 10 comportent des parties filetées qui sont vissées dans des filetages correspondants pratiqués dans le support de frein 4. Lorsqu'elles sont fixées, les têtes des vis 9, 10 appuient sur les faces avant correspondantes des manchons de guidage 7, 8, de sorte que ces derniers sont serrés entre la tête de la vis correspondante et le bras de support. Entre les bras de support 2, 3 du support de frein 4 est disposé un étrier de frein 11 qui présente une coupe transversale sensiblement en forme de U et qui chevauche un disque de frein (non représenté). De chaque côté du disque de frein sont disposées des garnitures de frein 12, 13 qui sont également chevauchées par l'étrier de frein 11. Dans l'une des branches de l'étrier de frein 11 est prévu un dispositif d'actionnement constitué d'un piston 49 et d'un cylindre. Ce dispositif d'actionnement agit directement sur l'une des garnitures et indirectement sur l'autre, par l'intermédiai- re de l'étrier de frein, de façon à les appliquer contre le disque de frein. A cet effet, il est nécessaire que l'étrier de frein 11 puisse se déplacer axialement, ce qui est obtenu à l'aide de l'agencement de guidage. Pour ce faire, l'&trier de frein 11 comporte donc deux sail- lies latérales 14, 15 pourvues de perçages axiaux 16, 17. Les perça- _4 _ 2594508 ges axiaux 16, 17 sont conçus pour garantir qu'un espace annulaire subsiste entre eux et les broches de guidage axial 5, 6 qui les tra- versent. Un manchon en caoutchouc 19 est disposé dans l'espace annu- laire formé par le perçage axial 16. A ses extrémités, le manchon en caoutchouc 19 comporte des collerettes qui permettent de l'immobili- ser axialement dans le perçage axial 16. En raison de la flexibilité &lastique du manchon en caoutchouc 19 dans le sens radial, ce guidage forme un palier libre. Deux douilles de guidage métalliques 20, 21 sont disposées dans l'espace annulaire formé par le perçage axial 17. La broche de guidage axial 5 est entourée par les douilles de guidage métalliques 20, 21 pratiquement sans aucun jeu, ce qui forme un pa- lier fixe sur ce c8té du frein. Dans les saillies 14, 15 sont pratiqués des évidements cy- lindriques 22, 23 qui sont ouverts en direction du support de frein 4. A l'intérieur des évidements 22, 23 sont disposes des capuchons de protection 24, 25 qui sont fixés chacun aux parties extrêmes 26, 27 de leurs manchons plissés. Les parties extrmes 26, 26 comportent des anneaux de renfort 28, 29 qui sont entièrement noyés dans le matériau élastique du capuchon de protection. Les parties extrêmes 26, 27 sont appliquées avec une précontrainte contre les évidements. Les parties extrêmes 26, 27 sont prolongées par des parties plissées 30, 31. Les parties plissées 30, 31 sont, à leur tour, prolongées par des parties extrêmes 32, 33. Les parties extrêmes 32, 33 sont logées dans des an- neaux métalliques 34, 35 montés, avec ajustement serré, sur les man- chons de guidage 7, 8. En coupe longitudinale, les anneaux métalli- ques 34, 35 - dont seul l'anneau 34 sera décrit ci-après en raison de la similitude de leur conception - présentent sensiblement la forme d'un U. L'une des parois latérales 36 des anneaux est allongée radia- lement vers l'extérieur et forme une partie extrême 38 qui est au- moins partiellement repliée sur la zone en forme de U délimitée par les parois latérales. Les parties extrimes repliées 38 s'étendent se- lon un angle par rapport à l'axe longitudinal des anneaux. Cet angle peut avoir diverses inclinaisons. Les parois latérales allongées 36 des anneaux métalliques 34, 35 sont appliquées contre les bras de support 2, 3 du support de frein 4. En raison du bon appui de l'an- _ 5 _2594508 neau m&tallique contre le support de frein, la zone d'appui es: main- tenue exempte de toute impuret&. Les parties extrêmes 32, 33 sont lo- gées dans les anneaux métalliques 34, 35 de façon à pouvoir être tournées relativement facilement à l'int&rieur des anneaux. Si, dans le frein à disque représenté, l'étrier de frein 11 doit iêtre ouvert, par exemple pour remplacer les garnitures, la vis du palier libre est d'abord dévissée du bras de support et extrai- te du manchon de guidage 7. Compte tenu de l'ajustement serré de l'anneau métallique sur le manchon de guidage 7, ce dernier ne peut se déplacer axialement à l'intérieur du manchon en caoutchouc 19 que dans certaines limites et il est donc-maintenu à demeure dans ce man- chon. Lors de l'ouverture ultérieure de l'étrier de frein 11, la par- tie extrême 33 du capuchon de protection 25 peut tourner dans l'an- neau métallique 35. Etant donné que la partie extrême est protégée a l'intérieur de l'anneau métallique, toute détérioration est pratique- ment exclue. Cet agencement permet également d'éviter en grande par- tie toute corrosion. Une goupille axiale 48 est disposée sur le bras de support 3 du support de frein 4 pour limiter le pivotement de l'étrier de frein 11. Lorsque l'étrier de frein 11 est ouvert, un élément solidaire de l'étrier de frein 11 vient en butte contre la goupille 48. Lorsque l'étrier de frein est fermé, la partie repliée 38 de l'anneau métallique fait également office de déflecteur. L'anneau métallique 50 est disposé entre le manchon plissé 51, qui est logé entre le piston 49 et l'étrier 11, et le piston 49 pour protéger le manchon plissé 51 de toute contrainte thermique et donc pour éviter un vieillissement prématuré du caoutchouc. La con- trainte thermique provient en premier lieu de la garniture de frein 13 qui chauffe lors de l'actionnement des freins. Les éléments annu- laires Elastiques 52, qui sont repliés par rapport au plan radial,- qui sont munis de plots et des surfaces de guidage 53 et qui s'écar- tent également de ce plan, assurent un ajustement fiable et serré sur le piston 49, les plots s'encliquetant dans un évidement correspon- dant, en particulier dans une gorge circonférentielle tangentielle ou même dans une gorge interrompue pratiquée sur le piston 49. Etant donné qu'il est ajusté dans une gorge annulaire du - _6 _ 2594508 piston 49 et du cylindre, le manchon plissé 51 est fixé entre ces deux pièces et protège leurs surfaces de glissement des impuretés et de l'eau. Un évidement est pratiqué sur l'étrier 11 pour recevoir le diamètre extérieur élargi d'une partie en forme de soufflet du man- chon plissé 51. Le rayon extérieur incurvé de l'anneau métallique 50 p&nètre dans cet évidement, au moins lorsque le piston 49 est entié- rement rappelé. Cette zone extérieure de l'anneau métallique 50, qui est repli&e vers l'arrière, a pour r8le de protéger le manchon plissé élastique 51 contre les détériorations - notamment lors de la ferme- ture d'étriers de frein rabattables - si le piston 49 n'a pas été suffisamment rappelé. Pour conserver une rigidité élev&e à l'anneau métallique 50, on a opté pour une configuration sensiblement en forme de U. Le pli- age des surfaces de guidage 53 et des éléments annulaires 52 munis de saillies en forme de plots 54 par rapport au plan radial, pour garan- tir que ces surfaces et éléments soient sensiblement parallèles à l'axe, sert également à absorber les forces et les couples qui se ma- nifestent. Les éléments annulaires 52 sont sensiblement de forme car- rée et possèdent, pour absorber des déformations élastiques permet- tant de les encliqueter dans les évidements prévus sur les pistons 49, des surfaces transversales plus petites, dans le plan de coupe radial, que les surfaces de guidage 53 qui - en raison de leur meil- leure rigidité à la flexion - conviennent pour transmettre les cou- ples éventuels. Dans le mode de réalisation préféré de la présente inven- tion, les surfaces de guidage 53 ainsi que les éléments annulaires 52 sont au nombre de quatre et sont disposés sur la circonférence de fa- çon régulièrement alternée et sym&trique. Pour en faciliter la réali- sation, des évidements arrondis atteignant le rayon de courbure sont- prévus entre les éléments annulaires 52 et les surfaces de guidage 53. Lors du positionnement de l'anneau 50 dans le sens axial, il est à noter que le côté avant de l'anneau métallique 50, qui est tourné vers la garniture de frein 13, et le bord circonférentiel du chanfrein, qui est pratiqué sur le piston 49 et à partir duquel le -7- piston se rétrécit en direction de la garniture de frein 13, se re- couvrent axialement pour ramener le piston 59 dans l'étrier de frein 11 au moyen de la composante de force axiale qui, lors de la fermetu- re radiale d'un étrier de frein rabattable, se manifeste sur le c8té extérieur radial incurvé de l'anneau métallique 50 et sur la surface inclinée du chanfrein pratiqué sur le piston 49 dépassant trop de l'étrier de frein 11. _ E _ 2594508 REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage a commande hydraulique destiné en particulier à des freins i disque à garnitures partielles, comprenant un piston dont l'extrémiuité est tourn&e dans le sens d'actionnement, dépasse de l'étrier et agit sur une garniture de frein, un anneau mé- tallique pouvant atre monté, à partir de cette extr6ité, sur la sur- face extirieure du piston, et un manchon élastique plissé qui est fi- xs derrière l'anneau métallique, l'une des parties extrêmes de ce manchon plissé pouvant atre montée sur la circonférence du piston et son autre partie extrême pouvant &tre montée sur la circonférence d'une seconde pièce également cylindrique, caractérisé en ce que des saillies (54), réparties sur la circonférence intérieure de l'anneau métallique (50) et tournées vers l'intérieur, sont prévues sur des éléments annulaires élastiques (52) repliés axialement par rapport au plan radial, pour fixer l'anneau métallique (50) dans une position définie sur le piston (49). 2. Dispositif de freinage conforme à la revendication 1, ca- ractérisé en ce que des surfaces de guidage (53), également réparties sur la circonférence intérieure, sont prévues en plus des éléments annulaires (52). 3. Dispositif de freinage conforme à la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'en coupe axiale, l'anneau métallique (50) présente sensiblement la forme d'un U. 4. Dispositif de freinage conforme i l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la circonférence extérieure de l'anneau métallique (50) est repliée axialement de ma- nière que l'anneau métallique (50) possède une paroi extérieure al- longée. 5. Dispositif de freinage conforme I l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau métallique (50) est fixé à une distance axiale définie par rapport à l'extrémité du piston et à la garniture de frein (13). 6. Dispositif de freinage conforme à l'une quelconque des - _ 2594508 revendications pr&c&dentes, caract&risé en ce que le piston (49) com- porte un chanfrein à son extrémité tournée dans le sens d'actionne- ment. 7. Dispositif de freinage conforme a l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la position de l'anneau métallique (50) et le chanfrein pratiqué sur le piston (49) sont adaptés l'un à l'autre dans le sens radial, de manière que, lors de la fermeture d'un étrier de frein rabattable, le piston de freina- ge susceptible de dépasser est rappelé par le bord extérieur incurvé axialement de l'anneau m&tallique (50) et par la surface inclinée du chanfrein. 8. Dispositif de freinage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau métallique (50) entoure partiellement le manchon plissé (51). 9. Dispositif de freinage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les saillies (54) sont conçues sous forme de plots. 10. Dispositif de freinage conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que les plots disposés sur l'élément annulaire (52) sont de forme hémisphérique ou cylindrique.