Brevet FR2648531A1 — publié le 19901221

La présente invention se rapporte à un dispositif à cale extensible, en particulier pour freins de véhicule automobile, avec un logement fixé au support des freins, deux pièces coaxiales de pression logées mobiles dans le logement, qui, de leur c8té, agissent sur un organe d'actionnement des freins, une cale extensible avec un arbre, laquelle cale dépasse vers l'extérieur, à travers une ouverture dans la gorge du logement, et repose, respectivement, par l'intermédiaire d'un galet, contre les pièces de pression, un cylindre à membrane ou analogue agissant en direction axiale sur l'arbre de la cale, servant à la sollicitation de la pièce de pression et ainsi du frein, et un système d'étanchéité inséré entre l'arbre de la cale extensible et la gorge du logement, avec une enveloppe flexible d'étanchéité qui s'étend, au-delà avec une zone de retournement, entre deux renflements marginaux présentant différents diamètres et de forme annulaire, dont le renflement marginal ayant le plus petit diamètre repose contre l'arbre de la cale extensible et le renflement marginal ayant le plus grand diamètre est fixé à l'intérieur de la zone de la gorge du logement, ainsi qu'avec un ressort de retour entourant l'unité cale extensible - arbre de la cale extensible. De tels dispositifs à cale extensible avec enveloppe flexible d'étanchéité doivent tenir compte de la nécessité qu'aucune particule de poussière ou de saleté ni humidité ne doit pénétrer, par le cylindre à membrane, dans l'espace interne du logement rempli de graisse, et se mélanger à la graisse ce qui pourrait conduire à des apparitions de corrosion et à une augmentation de l'usure sur les pièces et ainsi à une défaillance prématurée du dispositif à cale extensible. C'est pourquoi, dans un dispositif à cale extensible connu de l'art antérieur (EU PS 87 335), on a fixé le petit renflement marginal sur l'arbre de la cale extensible entre une douille de ressort et une rondelle, qui est sollicitée par un ressort de compression. Un autre ressort, qui représente le ressort de retour, est prévu sous la forme d'un ressort de traction qui agit sur le logement dans la zone de la fixation du plus grand renflement marginal. L'enveloppe d'étanchéité comporte un tronçon à peu près cylindrique de plus grand diamètre, auquel se raccorde un tronçon cylindrique d'un plus petit diamètre. Il s'est révélé qu'il ne se produisait aucun mouvement d'enroulement à l'actionnement de la cale extensible sur le cylindre à membrane axialement dans le logement, de manière désavantageuse, du fait de la configuration cylindrique des deux tronçons d'enveloppe. Il se produit au contraire une formation de plis dans la zone de liaison des deux trcnçons d'enveloppe, pouvant conduire à la formation de fissures. Comme avec de tels sytèmes d'étanchéité, il faut une durée de vie de plusieurs centaines de milliers de courses d'actionnement du fretn, une formation précoce de fissures signifie une défaillance du dispositif à cale extensible. Il s'est révélé que la fixation de l'enveloppe d'étanchéité par les deux ressorts nécessaires à sa retenue ou, respectivement, au guidage de retour de la cale extensible et ainsi la compression des renflements conduisait à une formation de fissures et ainsi à une défaillance de l'enveloppe d'étanchéité. On a tenté de remédier à ces inconvénients (EU PS 106 954 et EU OS 261 903) par le fait que l'on a configuré l'enveloppe d'étanchéité non flexible, de manière qu'elle ne puisse suivre le parcours axial de la cale extensible mais qu'au lieu de cela, elle ne serve que de système racleur par son pourtour interne reposant sur l'arbre de la cale extensible. Cependant, dans ce cas se sont révélés les inconvénients qui suivent: par le frottement, i! se produit une perte de rendement. De plus, un effet d'abrasion se présentant entre l'arbre de la cale extensible et le pourtour interne du système racleur conduit à une augmentation de l'usure sur ces pièces. Enfin, il s'est révélé que les particules étrangères se déposant sur l'arbre de la cale extensible pressaient sur l'étanchéité et pouvaient arriver dans l'espace interne du logement. Dans l'exemple de réalisation selon le EU PS 106 954, il peut en outre également se produire une formation de fissures dans la zone du renflement externe par écrasement, du fait du ressort de compression ou respectivement par coincement dans les enroulements de ressort lorsque des plis se forment sur le pourtour externe de l'étanchéité. Comme le plus grand renflement est fortement pincé par vissage du tube de guidage du cylindre à membrane, à l'état de montage ou respectivement de transpcrt, la graisse contenue dans l'esoace interne du dispositif à cale extensible peut en sortir à cause de la retenue lâche du cylindre à membrane intérieur de la gorge du logement, par manque D d'étanchéité. Inversement, les particules de poussière et d'humidité peuvent pénétrer dans l'essace interne du dispositif à cale extensible. La présente inventicn a pour tâche de configurer le dispositif à cale extensible du type indiqué ci-dessus, en éliminant les inconvénients montrés, d'une manière simple, de façon que l'enveloppe d'étanchéité flexible affectée à l'arbre de la cale extensible étanchéifie l'espace interne du logement avec le dispositif à cale extensible contre la pénétration de corps étrangers, en toute fiabilité et qu'elle soit configurée et agencée, par sa forme et sa retenue, de manière qu'elle permette les mouvements axiaux de la cale extensible par enroulement ou, respectivement, déroulement, sans pour cela se mettre en plis ou, respectivement, sans permettre un blocage dans les pièces de retenue ou respectivement d'actionnement. Le dispositif à cale extensible selon l'invention, par lequel cette tâche est résolue, se caractérise en principe par le fait que l'enveloppe flexible d'étanchéité est configurée sous la forme d'un soufflet roulant conique avec le renflement d'un plus petit diamètre entourant, par liaisons de forme, l'arbre de la cale extensible et avec une coupelle de ressort qui lui est reliée en une unité, dans la zone du renflement de plus grand diamètre, servant au soutien du ressort de retour, et reposant, sous son effet, contre la gorge du logement. De cette façon, les propriétés remarquables d'enroulement et de déroulement du soufflet roulant sont atteintes sans danger d'une formation de fissures, lequel danger est également diminué par la fixation simple des renflements du soufflet roulant. Il s'est révélé très favorable,du point de vue fabricaticn ainsi que montage, que l'arbre de la cale extensible soit pourvu d'un rainure annulaire pour la re2enticn du renflement, du soufflet roulant, de plus 29- petit diamètre. De cette façon, on peut supprimer la fixationc prévue dans la fabrication traditionnelle selon le EU PS 87 325 entre une douille et une rondelle qui se trouve sous l'action d'un ressort de compression. L'on est assuré en outre, avec cette forme de réalisation, d'une longue durée de vie de!'enveloppe flexible d'étanchéité responsable d'une étanchéification irréprochable. Pour garantir un enroulement et un déroulement irréprochables et sans plis sur tout le parcours de l'arbre de la cale extensible lors d'un guidage ou respectivement d'une retenue irréprochables du soufflet roulant conique pendant toute sollicitation possible de la pièce de pression et ainsi du frein, il est favorable que le soufflet roulant conique présente, entre les deux renflements, une zone de retournement qui se trouve, à la fin de l'actionnement, à proximité de l'une des deux extrémités du soufflet roulant et que la longueur du soufflet roulant conique entre le premier des deux renflements et la zone de retournement se trouvant juste avant l'autre renflement soit au moins égale à la course maximale axiale possible d'actionnement de la cale extensible. Une réalisation particulièrement compacte peut être obtenue lorsque le bord de la coupelle de ressort o est fixé le renflement du soufflet ayant le plus grand diamètre atteint à peu près le milieu entre les deux positions extrêmes du renflement fixé sur l'arbre de la cale d'un plus petit diamètre, à chaque extrémité de course d'actionnement de la cale. Le bord libre de la coupelle de ressort peut être relié au renflement du soufflet de plus grand diamètre en collant ou en vissant. Il s'est révélé particulièrement favorable, du point de vue processus de fabrication ainsi que qualité du résultat, que le bord libre de la coupelle de ressort soit relié au renflement 0 de plus grand diamètre du soufflet roulant par vulcanisation. Cette liaison peut être produite directement. Mais il est cependant particulièrement utile, du point de vue technique de fabrication, qu'une bague en métal soit vulcanisée au renflement de plus grand diamètre du soufflet rculant lorsque la coupelle de ressort comporte un segment en forme de manchon avec un rétrécissement légèrement conique et lorsque la bague en métal est reliée au bord libre de la coupelle de ressort par pression dans le segment en forme de manchon lége'ement conique. Une fixation particulièrement délicate mais cependant sûrement étanche dans la zone de la gorge du logement est obtenue, sous une autre configuration, par le fait que la coupelle de ressort comporte une bourrelet s'étendant radialement par lequel elle s'appuie, sous l'effet du ressort de retour, par l'intermédiaire d'une bague d'étanchéité, sur une saillie de la gorge du logement. Il s'est de plus révélé très favorable, pour la fixation de la coupelle de ressort, que celle-ci soit maintenue dans la gorge du logement à l'aide d'une bague de sécurité s'engageant dans une rainure de la gorge du ressort et affectée à son bourrelet. Une économie particulièrement bonne de place dans la zone de la gorge du logement est obtenue dans une autre configuration par le fait que la coupelle de ressort, comporte un tronçon de section transversale en forme de U, auquel se raccorde d'une part le bourrelet s'étendant radialement et d'autre part le tronçon en forme de manchon avec un rétrécissement légèrement ccnique. Avantageusement, une coupelle externe de ressort est fixée sur l'arbre de la cale extensible, du ôté tzurné vers le cylindre à membrane de la rainure annulaire prévue pour la réception du renflement du soufflet roulant du plus petit diamètre. coupelle sur laque!!e agit l'autre extrémité du ressort de retour. Il s'est en outre révélé utile que, pour la fixation de la coupelle externe du ressort, soit prévu un Jonc logé dans yne rainure annulaire de l'arbre de la cale extensible et qui sert au soutien axial de la coupelle de ressort. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue du dispositif à cale extensible, en coupe partielle; et - la figure 2 est une coupe de la figure 1 pour montrer les deux positions extrêmes possibles de la course de la cale extensible. Comme on peut le voir sur les dessins, le dispositif à cale extensible qui est représenté présente un logement 1 fixé au support de freins, non représenté, avec deux pièces coaxiales de pression 2, 3 logées mobiles dans le logement, qui, pour leur part, agissent sur un organe d'actionnement des freins qui n'est pas plus amplement représenté. Sur les deux pièces de pression 2, 3 s'appuie, respectivement, par un galet 4 ou , une cale extensible 8 dépassant vers l'extérieur à travers une ouverture 6 dans la gorge 7 du logement, et ayant un arbre 9 de cale extensible. A l'arbre 9 est affecté un cylindre à membrane ou analogue, non représenté, servant à la sollicitation de la pièce de pression et ainsi du frein, et agissant sur lui en direction axiale. De plus, entre l'arbre 9 et la gorge 7 du logement est inséré un système d'étanchéification. Celui-ci comporte une enveloppe d'étanchéité sous la forme d'un soufflet roulant conique 10 avec un renflement 11 de plus petit diamètre, contenant, par liaison de 2C forme, l'arbre 9 et un renflement 12 de plus grand diamètre. Ce dernier est formé en une seule unité avec une coupelle de ressort 13 fixée de manière étanche sur la gorge 7 du logement. Comme on peut le voir sur le dessin, le renflement I1l du soufflet roulant de plus petit diamètre s'engage de manière étanche dans une rainure annulaire 14 de l'arbre 9. Le soufflet roulant conique 10 présente, entre les deux renflements 11, 12, une zone 15 de retournement qui se trouve, à la fin de la course d'actionnement, respectivement, à proximité de l'une des deux extrémités du soufflet. La longueur du soufflet roulant conique 10 depuis l'un des deux renflements 11, 12 Jusqu'à la zone de retournement 15 se trouvant directement avant l'autre renflement est au moins égale à la course maximale possible axiale d'actionnement de la cale extensible 8. Le bord 16 de la coupelle à ressort 13, o est fixé le renflement 12 de plus grand diamètre, atteint à peu près le milieu entre les deux positions extrêmes du renflement 11 de plus petit diamètre qui est fixé sur l'arbre 9, à chaque extrémité de la course d'actionnement. Au renflement 12 de plus grand diamètre est fixée, par vulcanisation,. une bague en métal 17. Comme on peut le voir sur le dessin, la coupelle à ressort 13 présente un tronçon 18 en forme de manchon avec un rétrécissement légèrement conique, qui se termine par le bord 16. La bague en métal 17 est reliée avec ce bord libre 16 en pressant dans le tronçon 18 en forme de manchon légèrement conique de la coupelle de ressort 13. Dans l'exemple représenté, la longueur du manchon correspond au parcours maximum d'enroulement du soufflet roulant 10 pour un.e course maximale d'actionnement. Mais elle peut être plus courte si la longueur d'incorporation de la coupelle 13 dans le logement 1 le nécessite. La coupelle de ressort 13 présente un tronçon 19 ayant une section transversale en forme de U, o se raccorde, d'une part, un bourrelet 20 s'étendant radialement et d'autre part le tronçon 18 en forme de manchon avec un rétrécissement légèrement conique. Dans le tronçon 19 en forme de U de la coupelle de ressort 13 repose la première extrémité d'un ressort de retour 21 en forme d'hélice, dont l'autre extrémité s'appuie sur une coupelle externe de ressort 22. Cette coupelle externe de ressort 22 est fixée sur l'arbre 9 du c8té tourné vers le cylindre à membrane de la rainure annulaire prévue pour la réception du renflement 11 de plus petit diamètre. Dans ce but, un jonc 23 est prévu qui est logé dans une rainure annulaire 24 de l'arbre 9 et sur lequel vient reposer la coupelle externe de ressort 22. La coupelle de ressort 13 s'appui par l'intermédiaire de son bourrelet s'étendant radialement 20, au moyen d'une bague d'étanchéité 25, sur une saillie 26 de la gorge 7 du logement. A l'aide d'une bague de sécurité 28 affectée à son bourrelet 20, et pénétrant dans une rainure 27 de la gorge 7 du bottier, la coupelle de ressort 13 est fixée dans la gorge 7. La figure 2 montre le mode d'action du soufflet roulant conique 10 par représentation des deux positions extrêmes de sa course. A la moitié gauche est représentée la position de départ de l'arbre 9. La zone de retournement 15 se trouve à proximité du renflement 11 de plus petit diamètre. A l'actionnement des freins, c'est-à-dire à la sollicitation axiale de l'arbre 9, le renflement 11 arrive à la position inférieure représentée à la moitié droite de la figure 2. Lors du traJet Jusqu'à cette position, la zone de retournement 15 arrive à proximité du renflement 12 de plus grand diamètre. A la décharge des freins, l'arbre 9 est reporté, avec la cale extensible 8, par la force de tension préalable du resscrt de retour 21, axialement à sa position de repos. Le soufflet roulant 10 suit ce mouvement, en se déroula.t et prend finalement de nouveau 2C Sa position de départ dans laquelle la zone de retournement 15 se trouve de nouveau à proximité du renflement 11 de plus petit diamètre. REVENDICATIONS 1. Dispositif à cale extensible, en particulier pour freins de véhicule automobile, du type comportant un logement fixé sur le support des freins, deux pièces coaxiales de pression logées mobiles.dans le logement, qui, pour leur part, agissent sur un organe d'actionnement des freins, une cale extensible avec son arbre reposant, respectivement, sur les deux pièces de pression par l'intermédiaire d'un galet, et dépassant vers l'extérieur à travers une ouverture dans la gorge du logement, un cylindre à membrane ou analogue servant à la sollicitaticn de la pièce'de pression et ainsi des freins, et agissant sur l'arbre de la cale extensible en direction axiale, et un système d'étanchéification incorporé entre l'arbre de la cale extensible et la gorge du logement avec une enveloppe flexible d'étanchéité qui s'étend sur une zone de retournement entre deux renflements annulaires présentant différents diamètres dont le renflement de plus petit diamètre est fixé en entourant l'arbre de la cale et le renflement de plus grand diamètre est fixé à l'intérieur de la zone de la gorge du logement, ainsi qu'avec un ressort de retour entourant l'unité cale extensible - arbre, caractérisé en ce que l'enveloppe flexible d'étanchéité est configurée sous la forme d'un soufflet roulant conique (10) avec le renflement (11) de plus petit diamètre entourant, par liaison de forme l'arbre (9) de la cale extensible et avec une coupelle de ressort (13) reliée à lui dans la zone du renflement (12) de plus grand diamètre en une unité, servant au soutien du ressort de retour (21), et reposant, par son effet, contre la gorge (7) du logement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (9) est pourvu d'une rainure annulaire (14) pour la réception du renflement (11) du soufflet roulant de plus petit diamètre. ll 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le soufflet roulant conique (10) présente, entre les deux renflements (11, 12), une zone (15) de retournement qui se trouve, à la fin de la course d'actionnement, respectivement à proximité de l'une des deux extrémités du soufflet roulant, et en ce que la longueur du soufflet roulant conique (10) entre l'un des deux renflements et la zone de retournement (15) se trouvant directement dans la zone de renflement est choisie au moins égale à la course maximale axiale possible d'actionnement de la cale (8). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bord (16) de la coupelle de ressort (13) auquel est fixé le renflement (12) de plus grand diamètre, atteint à peu près le milieu entre les deux positions extremes du renflement (11) de plus petit diamètre qui, est fixé sur l'arbre (9), à chaque extrémité de la course d'actionnement de la cale (8). 5. Dispncsitif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bord libre (16) de la coupelle de ressort (13) est relié au renflement (12) de plus grand diamètre par vulcanisation. 6. Dispositif selcn la revendication 5, 2E caractérisé en ce qu'une bague en métal (17) est reliée par vulcanisation au renflement (12) de plus grand diamètre du soufflet roulant, en ce que la coupelle de ressort (13) présente un tronçon en forme de manchon (18) avec rétrécissement légèrement.conique et en ce que la bague en métal (17) est reliée au bord libre (16'de la coupelle de ressort par pression dans le tronçon en forme de manchon de forme légèrement conique (18). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coupelle de ressort (13) comporte un bourrelet (20) s'étendant radialement par lequel elle s'appuie, sous l'effet du ressort de retour (21), par l'intermédiaire d'une bague d'étanchéité (25), sur une saillie (26) de la gorge (7) du logement. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la coupelle de ressort (13) est fixée dans la gorge (7) du logement à l'aide d'une bague d'étanchéité (28) s'engageant dans une rainure (27) de la gorge du logement (7) et qui est affectée à son bourrelet (20). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coupelle de ressort (13) comporte un tronçon (19) en forme de U en section transversale, auquel se raccorde, d'une part, le bourrelet (20) s'étendant radialement et, d'autre part, le tronçon (18) en forme de manchon avec un rétrécissement légèrement conique. C. Disp$sitif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une ciupelie externe de ressort (22) est fixée sur l'arbre 2C (9) de la cale extensible du côté tourné vers le cylindre à membrane de la bague annulaire (14) prévue pour le renflement (11) de plus petit diamètre, coupelle sur laquelle agit l'autre extrémité du ressort de retour (21). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que, pour la fixation de la coupelle externe de ressort (22), est prévu un Jonc (23) logé dans une rainure annulaire (24) de l'arbre (9) et servant au soutien axial de la coupelle de ressort.