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Title:
DISC BRAKE PISTON CAP AND DISC BRAKE EQUIPPED THEREWITH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/136397
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a disc brake piston cap (3) interposed between the caliper (1) and the piston (2) in order to protect the piston (2). The cap (3) has a bead (351) on the internal fold (35) inserted into the groove (22) in the piston (2) and an overmoulded insert (31) fixed to the annular groove (11) in the caliper. The cap (3), folded up with the overmoulded insert (31), intermediate folds (33, 34) and an external fold (32), comprises longitudinal ribs (352) on the face of the internal fold (35) in order to stiffen it and allow air to pass from the interior to the exterior, bypassing the bead (351) of the internal fold (35), housed in the groove (22).

Inventors:
CHAMPION, Pascal (20 avenue de l'Europe, Avrille, F-49240, FR)
BARRET, Philippe (33 rue Jean Commère, Angers, F-49000, FR)
DAGUZAN, François (18 rue Milton, Paris, F-75009, FR)
BINDNER, Thierry (371 rue des Pyrénées, Paris, F-75020, FR)
Application Number:
EP2012/051690
Publication Date:
October 11, 2012
Filing Date:
February 01, 2012
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Wernerstrasse 1, Stuttgart, 70442, DE)
CHAMPION, Pascal (20 avenue de l'Europe, Avrille, F-49240, FR)
BARRET, Philippe (33 rue Jean Commère, Angers, F-49000, FR)
DAGUZAN, François (18 rue Milton, Paris, F-75009, FR)
BINDNER, Thierry (371 rue des Pyrénées, Paris, F-75020, FR)
International Classes:
F16D55/2265; F16D65/00; F16J3/04
Foreign References:
FR2771148A11999-05-21
EP2208917A12010-07-21
FR2685749A21993-07-02
FR9000550A1990-01-18
FR2771148A11999-05-21
Attorney, Agent or Firm:
HURWIC, Aleksander (126 rue de Stalingrad, Drancy, F-93700, FR)
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Claims:
R E V E N D I C A T I O N S

1°) Capuchon de piston de frein à disque interposé entre l'étrier ( 1) et le piston (2) pour protéger le piston contre les agressions (liquides, solides) ce capuchon étant composé d'un soufflet à plis ayant un bord extérieur et un bord intérieur, pour être logé dans une gorge annulaire ( 1 1) de l'étrier

( 1) , au débouché de l'alésage ( 12) recevant le piston (2), le bord extérieur du capuchon étant fixé à l'étrier au niveau du côté extérieur ( 1 1 1) de la gorge annulaire ( 1 1) et son bord intérieur étant muni d'un bourrelet logé dans une gorge (22) du piston (2),

capuchon de piston caractérisé en ce que

le pli intérieur (35) du capuchon (3) est situé entre la gorge (22) du piston

(2) et l'intérieur de l'étrier ( 1) et il comporte des nervures longitudinales (352) sur sa face appliquée contre le piston (2) permettant le passage de l'air et en ce que le pli intérieur (35) relié par une articulation (342) à un pli intermédiaire sortant (34) lui-même relié par une articulation (341) à un pli intermédiaire rentrant (33) relié par une articulation (331) à un pli extérieur (32), sortant, lui-même relié par une articulation (321) à l'insert surmoulé (31), et

les articulations intérieures (331, 342) sont munies de picots (38) pour s'appuyer contre le fond ( 1 12) de la gorge annulaire ( 1 1) de l'étrier tout en laissant un passage d'air entre les picots.

2°) Capuchon de piston de frein selon la revendication 1,

caractérisé en ce que

le pli intérieur (35) du capuchon (3) est muni d'un bourrelet (351) et comporte des canaux (353) pour s'appliquer contre le bord avant (221) de la gorge (22) du piston (2).

3°) Capuchon de piston de frein selon la revendication 1,

caractérisé en ce que

l'insert surmoulé (31) est constitué d'un insert (36) en forme d'anneau plat en acier muni de trous (361) pour être enveloppé complètement par la matière du capuchon. 4°) Capuchon de piston de frein selon la revendication 3,

caractérisé en ce que

l'insert (36) est muni d'un bord extérieur relevé (362). 5°) Capuchon de piston de frein selon la revendication 1,

caractérisé en ce qu'

au moins un pli intermédiaire (33) est muni d'au moins une surépaisseur longitudinale (335) sur son côté intérieur, cette surépaisseur étant paral- lèle à l'axe (xx).

6°) Capuchon de piston de frein selon les revendications 1 et 5,

caractérisé en ce qu'

au moins un pli intermédiaire (33) est muni près de son articulation (331) avec le pli voisin (32), d'une surépaisseur locale (334) sur le côté extérieur, cette surépaisseur locale étant dans une position homologue à celle de sa surépaisseur longitudinale (335).

7°) Capuchon de piston de frein selon la revendication 6,

caractérisé en ce qu'

au moins un pli intermédiaire (33) est muni de surépaisseurs longitudinales (334) et de surépaisseurs locales (335) se correspondant, c'est-à-dire que de part et d'autre du pli, ces surépaisseurs sont réparties de manière équiangulaire sur le pli (33).

8°) Capuchon de piston de frein selon la revendication 1,

caractérisé en ce qu'

il comprend :

- un pli intérieur (35) rentrant, relié à un pli intermédiaire (34) par une articulation (342) et bordé par un bourrelet (351) logé dans la gorge (22) du piston (2),

- un pli intermédiaire (34) relié à un second pli intermédiaire (33) par une articulation (341), et

- un second pli intermédiaire (33) tourné vers l'intérieur et relié par une articulation (331) à un pli extérieur (32),

- un pli extérieur (32) dirigé vers l'extérieur et articulé à un insert surmoulé (31) par une articulation (321),

- un insert surmoulé (31) pour s'appliquer contre la paroi extérieure ( 1 1 1) de la gorge annulaire ( 1 1) de l'étrier ( 1).

9°) Frein à disque comportant un capuchon de piston selon l'une des revendications 1 à 8.

Description:
CAPUCHON DE PISTON DE FREIN A DISQUE ET FREIN A DISQUE AINSI EQUIPE

Domaine de l'invention

La présente invention se rapporte à un capuchon de piston de frein à disque interposé entre l'étrier et le piston pour protéger le piston et la portée de l'étrier en sortie de l'alésage recevant le piston contre les agressions (liquides, solides) ce capuchon étant composé d'un soufflet à plis ayant un bord extérieur et un bord intérieur, pour être logé dans une gorge annu- laire de l'étrier, au débouché de l'alésage recevant le piston, le bord extérieur du capuchon étant fixé à l'étrier au niveau du côté extérieur de la gorge annulaire et son bord intérieur étant muni d'un bourrelet logé dans une gorge du piston.

Un tel capuchon encore appelé soufflet tronconique, assure l'étanchéité de la zone intérieure du piston du frein dans l'étrier par rapport à l'extérieur tout en permettant au piston d'effectuer les courses de freinage et tenir compte de l'évolution des courses en fonction de l'usure des garnitures de frein. Etat de la technique

On connaît déjà selon le document FR 90 00550 un tel capuchon de piston de frein à disque en forme de soufflet tronconique reçu dans la gorge annulaire d'extrémité de l'étrier, au-delà de l'alésage du piston. Ce capuchon comporte un premier pli extérieur dont le bord extérieur qui est éga- lement celui du capuchon, est fixé à la paroi interne de la gorge. Le pli extérieur est suivi d'un pli intermédiaire puis d'un avant-dernier pli et d'un dernier pli qui est aussi le pli intérieur. Le bord du pli intérieur, est logé dans une gorge du piston. Le capuchon de piston connu est mobile entre une position rétractée correspondant à la position rétractée du pis- ton, dans laquelle, les différents plis sont superposés et une position déployée du piston dans laquelle les plis du capuchon ou soufflet sont déployés axialement et étalés entre la gorge de l'étrier et la celle du piston. Le capuchon protège ainsi la surface du piston et la portée évitant le contact avec des corps étrangers, des liquides et des poussières.

Ce capuchon de piston, connu, comporte un moyen d'aide au repliage de façon à éviter les déchirures du soufflet. En effet, notamment à l'occasion d'un remplacement de garniture de frein, le piston est repoussé dans son alésage. Le capuchon peut ne pas se replier correctement dans la gorge de l'étrier. Il est alors exposé au contact d'éléments métalliques du frein dont la température peut atteindre des valeurs élevées, provoquant après un certain temps la détérioration du soufflet. Celui-ci, une fois déchiré, ne peut plus protéger l'intérieur du piston contre

FEU ILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) les agressions par des liquides ou des matières solides, poussières ou autres.

Le capuchon, connu, représenté à la figure 3, comporte cinq plis en allant du petit diamètre vers le grand diamètre: un pli intérieur 101 dirigé vers l'extérieur, un pli intermédiaire 102 dirigé vers l'intérieur, un pli intermédiaire 103 dirigé vers l'extérieur, un pli intermédiaire 104 dirigé vers l'intérieur et enfin, un pli extérieur 105 dirigé vers l'extérieur et un insert surmoulé 106.

But de l'invention

La présente invention a pour but d'améliorer l'étanchéité du capuchon de piston de frein à disque interposé entre l'étrier et le piston et de développer des moyens pour que l'air chauffé, comprimé, s'échappe et permette :

au capuchon de se replier correctement lorsque le piston est repoussé dans l'étrier avant la mise en place des plaquettes de frein neuves, au capuchon de ne pas sortir de son logement en gonflant sous la pression de l'air chaud emprisonné,

au piston de frein de fonctionner librement tout en assurant l'étanchéité vis-à-vis des éléments extérieurs et de ne pas être poussé en position de freinage par la pression de l'air chaud emprisonné alors que l'action sur le frein doit être relâchée.

Exposé et avantages de l'invention

A cet effet, l'invention a pour objet un capuchon de piston de frein à disque du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que

- le pli intérieur du capuchon est tourné vers l'intérieur de l'étrier et il est rigidifié par des nervures longitudinales sur sa face appliquée contre le piston.

Grâce au pli intérieur, rigidifié et tourné vers l'intérieur, le mouvement de déploiement se produit entre les plis intermédiaires, de sorte que le pli intérieur ne se déforme pas vers l'extérieur. Cela permet à l'air chauffé par la température de fonctionnement du frein et notamment celle de l'étrier et du piston, de s'échapper entre le piston et le pli intérieur grâce à une répartition favorable de la pression sur le bourrelet.

L'air peut s'échapper non seulement lorsqu'il est chauffé pendant le fonctionnement du frein, mais également lors d'un repliage du capuchon d'autant plus que les nervures rigidifiant le pli intérieur rentrant, facilitent le repliage du capuchon. Enfin, le bourrelet est fixe et la zone d'étanchéité est maîtrisée car la bavure du plan de joint est en dehors de la zone d'étanchéité.

Selon une autre caractéristique avantageuse, le pli intérieur du capuchon est muni d'un bourrelet et comporte des creux.

Le pli intérieur et par suite le capuchon est ainsi parfaitement tenu sur le piston tout en offrant un passage de fuite à l'air de la gorge annulaire de l'étrier, lorsque cet air est comprimé sous pression du fait de son élévation de température.

D'une manière particulièrement intéressante, les bossages du bourrelet sont constitués par des lamelles.

Selon une autre caractéristique les articulations intérieures sont munies de picots pour s'appuyer contre le fond de la gorge annulaire de l'étrier tout en laissant un passage d'air entre les picots.

Les articulations intérieures sont plus précisément le côté des articulations tourné vers le fond de la gorge annulaire de l'étrier. On évite ainsi des contacts à plat entre les articulations du capuchon et cette face de la gorge annulaire de l'étrier. L'étanchéité est rompue et toute la gorge annulaire de l'étrier est à la même pression, c'est-à-dire une pression proche de la pression à l'extérieur.

Sur le côté extérieur du capuchon, c'est-à-dire au niveau de l'insert surmoulé, il est avantageux qu'il soit renforcé par un insert en forme d'anneau plat en acier, muni de trous, pour être enveloppé complètement par la matière du capuchon. On réalise ainsi un accrochage parfait de l'anneau à la matière du capuchon favorisant la tenue du capuchon dans la gorge annulaire de l'étrier.

Le fonctionnement du capuchon est amélioré si au moins un pli intermédiaire rentrant est muni d'au moins une surépaisseur longitudinale sur son côté tourné vers l'extérieur et cette surépaisseur est parallèle à l'axe du capuchon et l'axe de l'étrier de frein recevant ce capuchon.

Il est également avantageux que le capuchon comporte au moins un pli intermédiaire muni près de son articulation intérieure avec le pli voisin, d'une surépaisseur locale, également dirigée longitudinalement, sur son côté tourné vers l'intérieur, et cette surépaisseur locale est de pré- férence dans une position homologue à celle de la surépaisseur longitudinale du pli.

Avantageusement le pli intermédiaire est muni de plusieurs surépaisseurs longitudinales et de surépaisseurs locales dans des posi- tions homologues, c'est-à-dire de part et d'autre du pli, et ces surépaisseurs soient réparties de manière équiangulaire sur le pli.

Enfin et de manière caractéristique, le capuchon de piston comprend :

- un pli intérieur rentrant relié à un pli intermédiaire par une articulation et bordé par un bourrelet logé dans la gorge du piston,

- un pli intermédiaire relié à un second pli intermédiaire par une articulation, et

- un second pli intermédiaire tourné vers l'intérieur et relié par une arti- culation à un pli extérieur,

- un pli extérieur dirigé vers l'extérieur et articulé à un insert surmoulé par une articulation,

- un insert surmoulé pour s'appliquer contre la paroi extérieure de la gorge annulaire de l'étrier.

L'invention a également pour objet un frein à disque équipé d'un capuchon tel que défini ci-dessus.

Dessins

La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'un capuchon de piston de frein à disque selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 est une demi-coupe axiale d'un étrier de frein et d'un piston de frein en position repliée avec un capuchon selon l'invention, la figure 2 est une demi-coupe axiale du capuchon de piston selon l'invention en position dépliée,

la figure 3 est une section d'un capuchon de piston connu.

Description d'un mode de réalisation de l'invention

L'invention a pour objet un capuchon de piston de frein à disque logé entre l'étrier et le piston pour séparer le volume à l'extérieur du frein du volume à l'intérieur et protéger le piston.

Le capuchon et le frein à disque qu'il équipe seront décrits ci-après.

La figure 1 est une demi-coupe axiale de l'étrier 1 du frein à disque au niveau de l'axe x-x du piston 2 reçu dans l'alésage 12. Le piston 2 est un manchon cylindrique dont la face 21 avant s'appuie contre la plaquette de frein suivant une trace en forme de couronne circulaire pour pousser la plaquette contre le disque de frein. La plaquette et le disque de frein non représentés se trouvent sur la partie droite de la figure 1. L'étrier 1 comporte une gorge annulaire 1 1 recevant le capuchon 3 fixé au piston

2 dans une gorge 22. Le capuchon 3 a une forme de révolution engendré par cette section tournant autour de l'axe x-x.

A l'état complètement déployé selon la figure 2, le capuchon 3 a globalement une forme tronconique 3A, le piston occupant la position 2A.

La section du capuchon 3 à l'état libre ou sa section de moulage correspondent pour l'essentiel à la forme du capuchon installé entre l'étrier 1 et le piston 2 qui est l'état replié ou partiellement replié,

Par convention, le côté extérieur et le côté intérieur sont repérés par rapport à l'axe xx dans la direction radiale, le côté extérieur étant éloigné de l'axe xx et le côté intérieur étant proche de l'axe xx.

De même, par convention, le sens rentrant va de l'extérieur du frein vers l'intérieur dans la direction de la flèche Fr à la figure 1. La direction du sens sortant correspond au sens opposé allant de l'intérieur du frein vers l'extérieur ceci en parcourant le capuchon à partir du bourrelet, vers l'insert surmoulé.

A l'état replié ou partiellement replié, le capuchon 3 a une forme de soufflet avec des plis successifs décrits dans l'ordre partant de l'intérieur du capuchon 3 près de l'axe xx, à savoir :

- un pli intérieur 35 rentrant, relié à un pli intermédiaire 34 par une articulation 342 et bordé par un bourrelet 351 logé dans la gorge 22 du piston 2,

- un pli intermédiaire 34 relié à un autre pli intermédiaire 33 par une articulation 341, et

- un second pli intermédiaire 33 tourné vers l'intérieur et relié par une articulation 331 à un pli extérieur 32,

- un pli extérieur 32 dirigé vers l'extérieur et articulé à un insert surmoulé 31 par une articulation 321,

- un insert surmoulé 31 pour s'appliquer contre la paroi extérieure 1 1 1 de la gorge annulaire 1 1 de l'étrier 1.

Le pli intérieur 35 portant le bourrelet 351 est rentrant, c'est-à-dire tourné vers l'intérieur de la gorge 1 1 de l'étrier 1 et non vers l'extérieur. En d'autres termes, le pli intérieur 35 est situé entre la gorge 22 du piston 2 et le fond 1 12 de la gorge annulaire 1 1.

L'insert surmoulé 31 est constitué d'un insert 36 en forme d'anneau plat en acier, muni de trous 361 et d'un bord extérieur relevé 362 de façon que le caoutchouc du capuchon 3 puisse envelopper complè- tement l'insert 36. Le sommet des deux articulations 331, 342 respectivement entre les branches 32, 33 et 34, 35 est garni de groupes de picots 38. Les groupes de picots 38 de chaque articulation sont répartis de manière équiangulaire par exemple à 45° en périphérie et les groupes homo- logues sur deux articulations sont situés sur les mêmes rayons.

Le pli 33 est renforcé sur ses deux faces par les surépaisseurs 334, 335, longitudinales, sensiblement parallèles à l'axe xx. La surépaisseur 334 s'étend sur une partie importante du dessus de la branche 33 alors que la surépaisseur 335 se situe sur le côté intérieur de l'articula- tion 331.

Les surépaisseurs sont réparties régulièrement dans la direction périphérique du capuchon et d'un côté et de l'autre du pli, elles sont, de préférence, dans des positions homologues, c'est-à-dire dans le même plan axial.

Sur sa face tournée vers le piston 2, le pli intérieur 35 est rigidifié par des nervures longitudinales 352, c'est-à-dire dirigées dans la direction de l'axe x-x (ou sensiblement dans cette direction) de façon que le pli intérieur 35 ne se déplie pratiquement pas vers l'extérieur ; le mouvement de déploiement est assuré par les plis intermédiaires 32, 33, 34. On évite ainsi les inconvénients des joints connus. Les nervures longitudinales 352 créent des canaux entre la surface du piston 2 et le pli intérieur 35 permettant le passage de l'air.

La face avant du bourrelet 351 est munie de canaux 353 facilitant le passage de l'air lorsque le bourrelet 351 est en appui dans la gorge 22 du piston 2.

L'installation du capuchon 3 selon l'invention dans l'étrier 1 et sur le piston 2 se fait comme déjà décrit ci-dessus à savoir, le bord extérieur du joint 3, c'est-à-dire le pli extérieur 31 est fixé à l'étrier 1 et le bord intérieur est introduit par le bourrelet 351 dans la gorge 22 du piston 2. La surface intérieure du pli intérieur 35 peut s'appliquer plus ou moins contre la surface du piston 2, au-delà de la gorge, 22 et les canaux créent des passages dans la direction de l'axe x-x permettant à l'air chaud en pression de s'échapper vers l'extérieur en passant dans ces intervalles, puis, dans la gorge 22 entre le fond 222 et le bourrelet 351 lors de son soulèvement dû à la pression.

Comme le capuchon 3 ou bord arrière est poussé vers l'extérieur sous l'effet de la pression régnant dans la gorge annulaire 1 1 de l'étrier, le bourrelet 351 est en appui contre le côté avant 221 de la gorge 22 ; les encoches 253 permettent le passage de l'air puisque le bourrelet 351 n'est pas en contact avec le côté intérieur 223 de la gorge 22.

Il convient également de souligner que la bavure 354 du plan de joint du moule dans lequel est fabriqué le capuchon 3, se situe dans l'angle entre le fond 222 et le bord avant 221 de la gorge 22 de sorte que la bavure même irrégulière ne nuit pas à l'étanchéité du montage.

Dans le moule ou en sortie de moule, le pli intérieur 35 est naturellement incliné d'environ 45° par rapport au pli intermédiaire 34 de manière à créer à l'état installé, une force élastique poussant le bourrelet 351 dans le fond 222 de la gorge 22.

L'ensemble de la gorge annulaire 1 1 communique avec l'extérieur puisque les articulations 331, 342 ne peuvent s'appuyer de manière étanche contre le fond 1 12 de la gorge 1 1 du fait des picots 38 et des intervalles qu'ils laissent ainsi entre eux.

En conclusion, le capuchon 3 permet l'équilibrage sensiblement à la pression atmosphérique de la gorge annulaire 1 1 lorsque l'air y est comprimé lors du repliement du capuchon et/ou que le volume d'air est chaud et sous pression.

L'invention porte ainsi non seulement sur le capuchon, mais également sur l'étrier de frein dont le capuchon constitue une pièce importante, intégrée.

L'invention se rapporte de manière générale aux systèmes de freins équipés de freins à disques.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX

Etrier

1 1 Gorge annulaire

1 1 1 Paroi extérieure

1 12 Fond

12 Alésage du piston

Piston

21 Face avant

22 Gorge

221 Bord avant de la gorge

222 Fond de la gorge

223 Bord arrière de la gorge

Joint / capuchon

31 Insert surmoulé

32 Pli extérieur

321 Articulation

33 Pli intermédiaire

331 Articulation

34 Pli intermédiaire

341 Articulation

342 Articulation

35 Pli intérieur

351 Bourrelet

352 Nervure longitudinale

353 Canaux

354 Bavure de plan de joint

36 Insert

361 Trou

362 Bord extérieur

100 Capuchon connu (figure 3)

101 Pli intérieur

102 Pli intermédiaire

103 Pli intermédiaire

104 Pli intermédiaire

105 Pli extérieur

106 Insert surmoulé