Brevet FR2935453A1 — publié le 20100305

CAPUCHON DE PROTECTION D'UNE COLONNETTE DE FREIN A DISQUE La présente invention concerne un capuchon de protection d'une colonnette de frein à disque, en particulier pour véhicule automobile. Dans un frein à disque, deux patins comportant chacun une garniture de frottement sont disposés en vis-à-vis et de part et d'autre d'un disque tournant. Le frein comporte un vérin hydraulique permettant de rapprocher les patins l'un de l'autre pour les serrer sur le disque, ce qui crée un couple de freinage s'opposant à la rotation du disque. Pour permettre le mouvement des patins et compenser une usure des garnitures ou du disque, un type connu de frein comporte une chape fixe liée à un support du moyeu d'une roue entraînant en rotation le disque de frein, et un étrier mobile se déplaçant axialement sur la chape, l'étrier et le piston du vérin portant chacun un patin de frein. Un moyen de guidage connu de l'étrier comprend deux colonnettes parallèles à l'axe du disque, fixées sur l'étrier ou sur la chape et ajustées dans des perçages de la chape ou de l'étrier, respectivement, de manière à permettre un coulissement sans jeu et avec un faible frottement pour réaliser facilement un retour en arrière des patins après un freinage et réduire le couple de frottement résiduel sur le disque. Pour maintenir un graissage des colonnettes et éviter le dépôt de poussières ou une entrée d'humidité qui pourrait oxyder les surfaces de frottement, le document FR-A1-2771148 décrit le montage sur une colonnette d'un capuchon ou soufflet de protection en caoutchouc qui permet de recouvrir la colonnette et de suivre le mouvement axial de l'étrier. Le capuchon comporte un bourrelet qui s'emboîte au montage dans une gorge de la colonnette pour assurer un accrochage et une étanchéité. Pour éviter que le volume fermé à l'intérieur du capuchon soit en légère surpression au cours du fonctionnement du frein, ce qui pourrait maintenir une force résiduelle de frottement des patins sur le disque, il est prévu sur le capuchon une lèvre d'étanchéité formant un clapet de sortie d'air. Un inconvénient de ce dispositif apparaît lors du montage. Pour cela, on pousse axialement le capuchon pour mettre en place par déformation élastique le bourrelet dans la gorge, mais comme ce bourrelet est encore en appui sur un épaulement qui précède la gorge, le dispositif de sortie d'air peut ne pas fonctionner et l'air contenu dans le soufflet est comprimé ce qui gène la mise en place du capuchon. L'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure et d'apporter à la réalisation d'un capuchon de colonnette une solution simple, efficace, et économique, facilitant sa mise en place et évitant les suppressions internes en fonctionnement. Elle propose à cet effet un capuchon à soufflet de protection d'une colonnette de frein à disque, comportant à une première extrémité un premier bourrelet d'accrochage dans une gorge de la colonnette et à sa deuxième extrémité un deuxième bourrelet d'accrochage sur un rebord annulaire d'une chape fixe du frein à disque, caractérisé en ce qu'au moins un des bourrelets comprend des canaux ou des rainures de passage d'air établissant une communication entre l'intérieur et l'extérieur du capuchon et évitant une surpression d'air dans le capuchon, créée au montage du premier bourrelet dans la gorge de la colonnette et/ou par élévation de température à l'intérieur du capuchon pendant le fonctionnement du frein. Un avantage essentiel du capuchon de protection selon l'invention est que toute surpression à l'intérieur du capuchon est relâchée avant de devenir une gêne, que cette surpression soit produite au montage du capuchon sur la colonnette ou lors du fonctionnement du frein. Selon une caractéristique de l'invention, le premier bourrelet comporte un rebord annulaire interne qui vient, pendant un déplacement axial de montage, recouvrir un rebord annulaire de la colonnette puis se mettre en place dans une gorge pour réaliser un accrochage du bourrelet sur la colonnette, des passages d'air étant prévus dans la surface cylindrique interne pour établir une communication entre l'intérieur et l'extérieur du capuchon quand le rebord du premier bourrelet est en appui sur le rebord de la colonnette. Ainsi, quand le capuchon est mis en place et accroché sur la colonnette, l'air en surpression à l'intérieur du capuchon s'échappe automatiquement à l'extérieur quand le rebord du premier bourrelet du capuchon passe sur le rebord de la colonnette. Avantageusement, les passages d'air précités comprennent des rainures formées dans la surface cylindrique interne du rebord du premier bourrelet, ces rainures s'étendant longitudinalement sur une partie de cette surface et débouchant à l'intérieur du capuchon sans déboucher vers l'extérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le capuchon comporte dans un second bourrelet d'extrémité des perçages réalisant une communication entre l'intérieur et l'extérieur du capuchon, ces perçages débouchant vers l'extérieur dans une chambre annulaire délimitée par une lèvre du capuchon qui s'applique élastiquement sur le rebord annulaire de la chape. Cette lèvre du capuchon peut s'écarter du rebord de la chape sous 20 l'effet d'une légère surpression dans le capuchon pour laisser s'échapper de l'air à l'extérieur du capuchon. L'invention concerne également un frein à disque, en particulier pour véhicule automobile, dont les colonnettes sont équipées de capuchons de protection tels que décrits ci-dessus. 25 L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un capuchon de protection 30 selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en en coupe du capuchon en cours de mise en place sur une colonnette ; - la figure 3 est une vue en coupe du capuchon mis en place ; - la figure 4 est une vue en coupe du capuchon illustrant une autre caractéristique de l'invention ; - la figure 5 est une vue en coupe du capuchon de la figure 4 en cours d'accrochage sur la chape ; - la figure 6 est une vue en coupe de ce capuchon accroché sur la chape. Les figures 1 à 3 représentent un capuchon réalisé en caoutchouc naturel ou synthétique, dont la forme est symétrique autour d'un axe de révolution. II comporte à une extrémité un bourrelet 6 de fixation sur une colonnette 20, et à son autre extrémité un deuxième bourrelet 4 d'accrochage sur une chape ou un étrier 14 guidé en translation sur une partie cylindrique 26 de la colonnette. La partie centrale du capuchon entre les bourrelets 4, 6 comprend une succession d'ondulations annulaires 2 qui se déploient ou se resserrent pour suivre la course de l'étrier. Grâce au montage étanche des bourrelets sur la colonnette et sur la chape ou l'étrier, le capuchon 1 recouvre et protège en permanence la partie de guidage 26 de la colonnette 20. La colonnette 20 comporte entre sa partie de guidage 26 et son extrémité, des surfaces tronconiques 28 de diamètre croissant reliant cette partie 26 à un rebord cylindrique 24, puis une gorge d'accrochage 22, et un rebord d'extrémité servant à sa fixation sur la chape ou sur l'étrier du frein à disque. Pour le montage du capuchon, le bourrelet 4 est d'abord fixé sur la chape ou l'étrier 14 qui comporte un rebord qui s'emboîte dans une gorge de ce bourrelet de manière à assurer un accrochage et une étanchéité. Puis la partie 26 de la colonnette 1 est introduite dans l'autre bourrelet d'extrémité du capuchon, ce qui comprime les ondulations 2 du capuchon jusqu'à ce que ce bourrelet 6 passe sur les surfaces tronconiques 28, comme représenté en figure 2. Ensuite, le bourrelet 6 est étiré élastiquement pour pouvoir franchir le rebord 24 et tombe dans la gorge 22, sa surface intérieure 10 étant serrée sur le fond de la gorge 22, ce qui assure une étanchéité. La surface intérieure 10 d'un rebord annulaire du bourrelet 6 comprend une série de rainures axiales 12 angulairement réparties, qui s'étendent longitudinalement sur environ les deux tiers de la longueur axiale de cette surface intérieure 10 et qui débouchent à l'intérieur du capuchon sans déboucher vers l'extérieur, ces rainures ayant une largeur et une profondeur réduites. Elles sont obtenues directement au moulage du capuchon, ce qui représente un procédé économique. Le fonctionnement du capuchon suivant l'invention est le suivant : lors de son montage, quand le rebord du bourrelet 6 a suffisamment avancé sur le rebord 24 de la colonnette, la surface comprenant les rainures 12 est d'abord appliquée sur le rebord 24. Le capuchon est comprimé sur la pièce 14 et l'air se trouvant à l'intérieur est comprimé, ce qui pourrait créer un effet de ressort gênant pour la mise en place du soufflet, en particulier avec des moyens de montage automatique, et ultérieurement lors du fonctionnement du frein. Les rainures 12 constituent des passages qui permettent à l'air comprimé de s'échapper quand l'extrémité fermée des rainures dépasse le rebord 24 comme représenté en figure 2 A la fin du montage, le bourrelet 6 est serré sur le fond de la gorge 22 comme représenté en figure 3, ce qui procure une étanchéité complète. Comme le capuchon 1 a été mis en place en étant comprimé, il se déploie axialement ensuite et peut alors être en légère dépression, ce qui ajoute une force de rappel sur la pièce mobile du frein. Cette force de rappel correspond en général à un dégagement des patins du disque, de sorte que la dépression dans le capuchon contribue à leur retrait et peut contribuer à réduire un couple résiduel de frottement sur le disque de frein. La figure 4 représente une autre caractéristique de l'invention, selon laquelle le capuchon 31 comporte un bourrelet d'extrémité 32 qui se fixe de manière étanche sur une colonnette ou sur un étrier non représenté, des ondulations 34 qui permettent son déploiement et un autre bourrelet 36 à son extrémité opposée. La figure 5 est une vue détaillée de ce bourrelet 36 en cours de montage sur une chape 52 comportant un orifice de guidage de la colonnette 50, la figure 6 représentant ce bourrelet après sa mise en place. La chape 52 comporte une gorge annulaire interne 56 dans laquelle vient s'engager une nervure annulaire externe 42 d'extrémité du bourrelet 36. La nervure 42 forme le flanc d'une gorge annulaire 40, dont l'autre flanc comporte une lèvre annulaire 44 s'étendant radialement vers l'extérieur, qui comporte une extrémité 48 fine et légèrement incurvée en direction de la nervure 42. Quand le capuchon 31 est monté, l'extrémité 48 de la lèvre 44 qui possède une certaine flexibilité axiale s'applique sur une face radiale plane d'un rebord annulaire interne 54 de la chape, dans lequel est formée la gorge 56. Plusieurs perçages 46 obtenus de moulage et régulièrement répartis sont formés à la base de la lèvre 44 entre l'intérieur du capuchon et la gorge annulaire 40 du bourrelet 36. Le fonctionnement est le suivant : pour la mise en place, on pousse axialement sur le bourrelet 32 du capuchon dont les ondulations 34 sont comprimées, pour déformer élastiquement l'autre bourrelet 36 et faire rentrer la nervure 42 dans la gorge 56 comme représenté en figure 5. L'air à l'intérieur du capuchon 31 peut s'échapper par les perçages 46 qui débouchent à l'air libre, l'extrémité 48 de la lèvre 44 n'étant pas encore en appui sur le rebord 54 de la chape 52, ce qui laisse ouverte la gorge 40. Une force axiale de montage est ainsi mieux transmise au bourrelet 36 sans effet de ressort procuré par de l'air comprimé, ce qui facilite sa mise en place. Après montage, comme représenté figure 6, la gorge 40 est fermée 30 par appui axial de l'extrémité 48 de la lèvre sur le rebord 54 de la chape 52. Mais en cas de surpression d'air à l'intérieur du capuchon 31, par exemple lors d'un échauffement dû à un freinage important, la pression dans la gorge 40 peut écarter l'extrémité de la lèvre 44, ce qui ouvre cette gorge et fait chuter la pression intérieure du capuchon, l'air sortant par les perçages 46. Par contre en cas de dépression dans le capuchon, après un refroidissement par exemple, la dépression dans la gorge 40 resserre la lèvre 44 en la plaquant sur le rebord 54 de la chape 52, ce qui renforce la fermeture de la gorge 40. On réalise ainsi un clapet qui limite la surpression d'air dans le capuchon 31 ou qui maintient une dépression à l'intérieur de ce capuchon. Le capuchon ne tend pas alors à écarter les deux pièces qu'il joint mais plutôt à les rapprocher, ce qui ajoute une force qui tend à écarter les patins du disque de frein et réduit les risques de couple de frottement résiduel. REVENDICATIONS1. Capuchon à soufflet de protection d'une colonnette de frein à disque, comportant à une première extrémité un premier bourrelet (6, 32) d'accrochage dans une gorge de la colonnette (20, 50) et à sa deuxième extrémité un deuxième bourrelet (4, 36) d'accrochage sur un rebord annulaire d'une chape fixe (14, 52) du frein à disque, caractérisé en ce qu'au moins un des bourrelets (6, 36) comprend des canaux ou des rainures (12, 46) de passage d'air établissant une communication entre l'intérieur et l'extérieur du capuchon et évitant une surpression d'air dans le capuchon, créée au montage du premier bourrelet (6) dans la gorge (22) de la colonnette (20) et/ou par élévation de température à l'intérieur du capuchon pendant le fonctionnement du frein. 2. Capuchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier bourrelet (6) comporte un rebord annulaire interne qui vient pendant un déplacement axial de montage recouvrir un rebord annulaire (24) de la colonnette puis se met en place dans la gorge (22) pour réaliser un accrochage et en ce que des passages d'air (12) sont prévus dans la surface cylindrique interne (10) de ce rebord pour établir une communication entre l'intérieur et l'extérieur du capuchon quand le rebord du capuchon (6) est en appui sur le rebord annulaire (24) de la colonnette. 3. Capuchon selon la revendication 2, caractérisé en ce que les passages d'air comprennent des rainures (12) partant de l'intérieur du capuchon (1) et s'étendant longitudinalement sur une partie de la surface cylindrique interne (10) du rebord du capuchon sans déboucher à l'extérieur. 4. Capuchon selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la surface cylindrique interne (10) du rebord du capuchon est appliquée sur le fond de la gorge (22) de la colonnette, à la fin du montage du capuchon. 5. Capuchon selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que son second bourrelet d'extrémité (36) comporte des perçages (46) de communication entre l'intérieur et l'extérieur du capuchon, ces perçages (46) étant obturés par le rebord annulaire (54) de la chape quand le capuchon est accroché sur la chape. 6. Capuchon selon la revendication 5, caractérisé en ce que les perçages (46) débouchent vers l'extérieur dans une gorge annulaire (40) du bourrelet dont un flanc comporte une lèvre (44) qui s'applique élastiquement sur le rebord annulaire de la chape (52). 7. Capuchon selon la revendication 6, caractérisé en ce que la lèvre (44) du bourrelet s'écarte du rebord (54) de la chape sous l'effet d'une surpression dans le capuchon pour laisser s'échapper de l'air à l'extérieur du capuchon. 8. Capuchon selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la lèvre (44) du bourrelet est appliquée sur une face radiale du rebord (54) de la chape. 9. Frein à disque, en particulier pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend des colonnettes de guidage d'un étrier qui sont équipées de capuchons de protection selon l'une des revendications précédentes.