Brevet FR2771463A1 — publié le 19990528

Système de protection des colonnettes d'un frein à disque à étrier flottant La présente invention concerne un système de protection des colonnettes d'un frein à disque à étrier flottant, comprenant - une chape munie d'un logement dans lequel coulisse une colon nette solidaire de l'étrier pendant les mouvements de frei nage/défreinage, - et un capuchon couvrant la colonnette sur sa longueur varia ble dégagée entre la chape et l'étrier. Des systèmes de ce type sont bien connus dans l'art antérieur, tel qu'illustré par exemple par les documents DE-2 946 336 figure 3, GB-2 134 994, JP-A-4-341 623, US-4 678 064, JP-A-56-86238, US-4 469 337, et US-4 557 354. Dans les freins à disque à étrier flottant, la chape est solidaire d'une partie fixe de la roue et porte l'étrier flottant. Pour cela l'étrier flottant est muni d'au moins une colonnette qui vient dans un logement de la chape. Le mouvement de l'étrier pendant le freinage et le défreinage se fait par glissement de la colonnette dans son logement de la chape. Il existe des freins à disque à une colonnette servant au mouvement de coulissement décrit ci-dessus et permettant l'ouverture du frein par pivotement de l'étrier par sa colonnette autour de la chape considérée comme fixe. Cela permet d'intervenir par exemple sur le frein pour changer les plaquettes. Dans le cas d'un frein à une seule colonnette, l'étrier est retenu contre la chape par différents moyens n'intervenant pas dans la présente invention et qui ne seront pas évoqués. Il existe néanmoins un moyen pour retenir l'étrier sur la chape. Il s'agit d'une seconde colonnette ou colonnette de guidage, parallèle à la première colonnette, également soli daire de l'étrier et coulissant dans un logement approprié de la chape. Dans les différents cas, qu'il s'agisse d'un frein à disque à étrier flottant à une ou deux colonnettes, les mouvements de l'étrier par rapport à la chape pendant le freinage ou le dé freinage dégagent une partie de chaque colonnette qui serait ainsi exposée aux éléments extérieurs si elle n'était couverte par un élément de protection appelé capuchon. A son extrémité située du côté de la chape, ce capuchon est en général muni d'une bague sertie par laquelle cette extrémité est bloquée dans la chape. L'autre extrémité comporte un bourrelet qui se loge dans une gorge de la colonnette. Ce capuchon présente un certain nombre d inconvénients dont le plus grave est soit sa faible étanchéité à l'eau en cas de faible serrage sur la colonnette sous une pression même relativement faible. Or, l'intérêt du capuchon protecteur est d'éviter toute pénétration d'eau à l'intérieur de la partie recouverte de la colonnette car cette eau risque de corroder la colonnette et de détériorer le coulissement de la colonnette dans son logement de la chape. Le coulissement avec le moins de friction possible est une caractéristique extrêmement importante, recherchée dans les freins à disque actuels soit une étanchéité trop forte en cas de serrage important du capuchon sur la colonnette qui ne permet plus à l'air emprisonné en bout de colonnette de s'échapper lors d'une montée en température du frein générant dégazage de la graisse et augmentation de volume du gaz. Le dégazage ne pouvant plus se produire, la colonnette, par effet de pompe, a tendance, poussée par l'air emprisonné, à sortir de la chape rapprochant ainsi chape et étrier et de fait les patins qui viennent frotter même légèrement contre les faces du disque du frein et engendrent des pertes de puissance non négligeables se traduisant par une augmentation de la consommation. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer un système de protection des colonnettes de frein à disque à étrier flottant permettant d'assurer une étanchéité parfaite de l'intérieur en protégeant la colonnette contre toute pénétration d'eau sous pression venant de l'extérieur, tout en permettant à un excès d'air ou de graisse de s'échapper et en laissant le libre mouvement de l'étrier par rapport à la chape pour le mouvement de retour (non commandé par l'actionneur) de l'étrier et des patins en position de repos, sans contact avec le disque du frein. A cet effet, l'invention concerne un système de protection du type défini ci-dessus, caractérisé par - A) une colonnette à corps cylindrique dont la base du côté de l'étrier diminue suivant une forme conique, - B) un capuchon en forme de manchon comprenant * un corps en forme de soufflet, * un bord à une extrémité du soufflet dont la surface extérieure présente une gorge pour s' encastrer dans un lamage à bourrelet bordant l'entrée du logement de la colonnette dans la chape et une surface intérieure à on dulations et lèvre à l'entrée coopère avec la partie cy lindrique de la colonnette, * un bord de serrage à l'autre extrémité du soufflet pour coopérer avec la base tronconique de la colonnette, ce bord ayant une section sensiblement en forme quadrila tère dont le côté intérieur appartient à une surface tronconique d'angle supérieur à celui de la base tronco nique de la colonnette, - l'avant du côté intérieur se terminant par une lèvre coopérant avec la base tronconique, - le côté extérieur étant relié à son extrémité arrière au soufflet et se terminant à l'avant par une lèvre d'appui contre la collerette de la colonnette ou la surface de l'étrier entourant la colonnette. Le système de protection selon l'invention offre de multiples avantages de fabrication, de montage et de fonctionnement. Tout d'abord la fabrication de ce capuchon en forme de manchon, en une seule matière, est extrêmement simple. Il n'est pas besoin de vulcaniser une pièce sur ce capuchon pour le fixer à l'une ou l'autre des deux parties du frein à disque. La mise en place du capuchon est très simple. Il suffit de glisser le bord approprié dans le lamage de la chape pour que le capuchon soit mis en place ; puis on introduit la colonnette qui bloque l'extrémité du capuchon dans son lamage et favorise un amortissement des vibrations de la colonnette dans son logement. A ce moment, le capuchon ne peut plus s'extraire. Puis il suffit d'ouvrir l'autre extrémité du capuchon et d'introduire la colonnette puis de la faire glisser. Le fonctionnement de ce capuchon est simple et efficace. Le bord de serrage s'appuie efficacement sur la base tronconique de la colonnette. Comme la lèvre d'appui vient presser contre la face de la collerette ou de l'étrier entourant la collerette, cet appui crée un effort qui applique encore plus fermement le bord du capuchon contre la base tronconique de la colonnette. Des essais ont montré la très grande efficacité de l'étanchéité de ce capuchon vis-à-vis du passage d'humidité ou d'eau, même sous pression relativement élevée de l'extérieur vers l'intérieur, par exemple l'eau sous pression d'un appareil de nettoyage dit à haute pression. Plus le capuchon est plaqué sur le cône et plus l'étanchéité augmente, plus le capuchon a tendance à se déplier et plus la dépression ainsi créée plaque le cône sur son siège renforçant ainsi l'étanchéité et retour naturel des patins. Par contre, en sens inverse, le capuchon permet au gaz éventuellement dégagé par les graisses à l'intérieur du logement de la chape, de s'échapper pour ne pas créer de volume sous pression. Suivant une caractéristique avantageuse, le bord de serrage est muni d'un anneau élastique intégré dans la masse de la matière élastique constituant le capuchon. L'anneau intégré dans le bord de serrage permet d'augmenter l'effet de serrage d'autant plus que cet anneau, de préférence fendu, est placé au niveau de la lèvre bordant le côté intérieur du bord de serrage. Il renforce également le bord et en conserve la tenue en cas de vieillissement. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 montre un système de protection d'une colonnette selon l'invention, en vue en coupe pour le capuchon, - la figure 2 est une vue en coupe du capuchon seul, - la figure 2A montre une variante du bord de serrage du capuchon de la figure 2, - la figure 2B est une vue d'un anneau intégré dans le bord de serrage de la variante de la figure 2A, - la figure 2C est une coupe transversale du capuchon au niveau de l'anneau intégré, - la figure 3 montre schématiquement un étrier et une colonnette, - la figure 4 montre la mise en place du capuchon dans le lamage à l'entrée du logement à colonnette de la chape, - la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 1 d'une variante de capuchon. Selon la figure 1, l'invention concerne un système de protection d'une colonnette d'un frein à disque à étrier flottant à une ou deux colonnettes. Ce système se compose d'une chape 1. Cette chape est reliée à une partie fixe de la roue à freiner. La chape 1 est munie d'un logement 11 dans lequel coulisse une colonnette 2 solidaire d'un étrier flottant 3. La chape 1 et l'étrier flottant 3 sont représentés très schématiquement et de façon limitée aux seules parties concernant la présente invention. Pendant les mouvements de freinage et de défreinage, l'étrier 3 se rapproche ou s'écarte de la chape 1 dans la direction de la double flèche A. Ce mouvement est guidé par le coulissement de la colonnette 2 dans son logement 11 de la chape 1. La colonnette 2 a un corps cylindrique 21 et une base 22 du côté de l'étrier 3 qui est de forme tronconique, le petit côté étant situé du côté de l'étrier 3. La zone 31 qui entoure la colonnette 2 au niveau de l'étrier 3 est soit une collerette non représentée de la colonnette 2, soit la surface de l'étrier 3. La chape 1 comporte, autour du logement 11, un lamage 12 avec un bourrelet annulaire 121 pour la fixation d'une extrémité du capuchon. Le système de protection comprend en effet un capuchon 4 destiné à couvrir la partie de la colonnette 2 laissée libre entre l'étrier 3 et la chape 2 au cours des mouvements de freinage et de défreinage. Le capuchon 4 se compose d'un corps 41 en forme de soufflet terminé à chaque extrémité par un bord 42 et un bord 43. Le bord 42 situé du côté de la chape 1 a une gorge extérieure 421 pour s'encastrer dans le lamage 12 de la chape 1, la gorge 421 recevant le bourrelet 121. La surface intérieure 421 du bord 42 comporte des ondulations pour coopérer avec la partie cylindrique 21 de la colonnette 2. A l'extrémité tournée vers la chape 1, la surface intérieure 422 comporte une lèvre d'étanchéité 423. L'autre bord, ou bord de serrage 43 du capuchon 4, est destiné à coopérer avec la base tronconique 22 de la colonnette 2. Ce bord a une section en forme de quadrilatère, par exemple de parallélogramme ou de trapèze, dont le côté intérieur 431 s'appuie sur la surface de la base tronconique 22. L'extrémité avant de ce côté intérieur se termine par une lèvre 4311 coopérant avec la petite base tronconique 22. Le côté extérieur 432 est relié par son extrémité arrière au corps en forme de soufflet 41. A l'avant, ce côté extérieur 432 se termine par une lèvre 4321 s'appuyant contre la surface 31, c'està-dire la collerette de la colonnette ou la surface de l'étrier entourant la colonnette. Cet appui par la lèvre 4321 renforce l'appui du bord 43 sur la base tronconique 22. La figure 2 montre, en coupe axiale, un manchon 4 tel que celui décrit ci-dessus. Cette figure montre plus clairement les différentes parties du manchon identifiées par les mêmes références que ci-dessus. La figure 2A montre une variante de manchon 4A. Cette figure ne représente que l'extrémité 43A munie comme précédemment d'une lèvre 4321A. L'extrémité 43A est renforcée par un anneau élastique 433A par ailleurs représenté à la figure 2B. Cet anneau élastique, par exemple en acier, est fendu. Il renforce l'appui du bord 43A sur la base tronconique 22 de la colonnette 2, notamment lorsque le capuchon vieillit. La vue en coupe du capuchon au niveau de l'anneau montre qu'il subsiste un passage X à l'ouverture de l'anneau pour permettre le passage de l'air ou des gaz malgré le serrage très fort réalisé par l'anneau. La figure 3 montre la colonnette 2 solidaire de l'étrier 3 avec son corps cylindrique 21 et sa base tronconique 22. Enfin, la figure 4 montre la mise en place du capuchon 4 dans le lamage 12 à l'avant du logement 11 de la chape 1. Cette mise en place peut se faire par l'intérieur du lamage puisque le corps 21 de la colonnette ne gêne pas cette mise en place. Mais, après que le capuchon 4 soit ainsi accroché au bourrelet 121 du lamage 12, une fois la colonnette 2 introduite dans le capuchon, la surface intérieure 422 ne peut plus être comprimée, ainsi le capuchon ne peut être alors extrait de son accrochage dans le lamage. La variante de capuchon 4' selon la figure 5 se distingue du capuchon 4 des figures précédentes uniquement par la forme de son bord de serrage 43' destiné à coopérer avec la base 22' très faiblement tronconique, voire cylindrique, de la colonnette 2. La lèvre 4311' est dégagée sur l'arrière pour exercer une plus forte pression sur la partie 22' et à l'autre extrémité du côté intérieur 431' du bord 43' il est prévu un anneau 433' métallique intégré à la matière du bord 432'. La lèvre 4311' est ainsi séparée du côté arrière muni de l'anneau 433' par un dégagement 434'. Par contre, la lèvre 4321 est inchangée de même que les autre parties du capuchon 4' qui portent pour cette raison les mêmes références non primées qu'aux figures 1 à 4, leur description ne sera pas reprise. Le capuchon selon l'invention est de préférence réalisé en un caoutchouc, notamment un caoutchouc synthétique ou une matière plastique élastique et résistant aux produits lubrifiants utilisés pour la colonnette 2 et le logement 11 de la chape 1. REVENDICATIONS 1") Système de protection des colonnettes d'un frein à disque à étrier flottant, comprenant - une chape (1) munie d'un logement (ll) dans lequel coulisse une colonnette solidaire de l'étrier (3) pendant les mouve ments de freinage/défreinage, - et un capuchon (4) couvrant la colonnette sur sa longueur va riable dégagée entre la chape (1) et l'étrier (3), caractérisé par - A) une colonnette (2) à corps cylindrique (21) dont la base (22) du côté de l'étrier (3) diminue suivant une forme co nique, - B) un capuchon (4) en forme de manchon comprenant * un corps en forme de soufflet (41), * un bord (42) à une extrémité du soufflet (41) dont la surface extérieure présente une gorge (421) pour s'encastrer dans un lamage (12) à bourrelet (121) bor dant l'entrée du logement (11) de la colonnette dans la chape (1) et une surface intérieure (422) à ondulations et lèvre (423) à l'entrée coopère avec la partie cylin drique (21) de la colonnette (2), * un bord de serrage (43) à l'autre extrémité du soufflet (41) pour coopérer avec la base tronconique (22) de la colonnette (2), ce bord (43) ayant une section sensible ment en forme quadrilatère dont le côté intérieur (431) appartient à une surface tronconique d'angle supérieur à celui de la base tronconique (22) de la colonnette (2), - l'avant du côté intérieur (431) se terminant par une lè vre (4311) coopère avec la base tronconique (22), - le côté extérieur étant relié à son extrémité arrière au soufflet (41) et se terminant à l'avant par une lèvre d'appui (4321) contre la collerette de la colonnette ou la surface (31) de l'étrier (3) entourant la colonnette (2). 2") Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord de serrage (43A) est muni d'un anneau élastique (433A) intégré dans la masse de la matière élastique constituant le capuchon. 3 ) Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le bord de serrage (43) comporte, au niveau de son côté intérieur (431'), un dégagement (434') séparant la lèvre avant (4311') et l'extrémité arrière munie d'un anneau métallique (433') intégré dans la matière du bord.