FR2495252A1

FR2495252A1 - Insulated piston for hydraulic disc brake - fits into caliper bore and has cup form separated from brake pad by insulating material

Info

Publication number: FR2495252A1
Application number: FR8025625A
Authority: FR
Inventors: Gino Villata; Oreste Becchio
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1980-12-03
Filing date: 1980-12-03
Publication date: 1982-06-04

Abstract

The disc brake prevents the transfer of heat from the pads to the hydraulic fluid, using a piston (18) in a caliper-integral cylinder (17) to drive converging friction pads (12A,12B) onto a disc (10). The cylinder and the piston define the chamber (20) for the actuating fluid, the piston comprising a cup (23) containing insulating material (26). Contact between the piston casing (23) and the friction pad (12A) is avoided. The material (26) may be brake lining comprised of fibres and fillers with a binder and may be rigidly fixed in the cup. The insulating material may be moulded in place or may be pre-formed and force-fitted. The cup may be of pressed sheet metal and may have an internally projecting lip, there being a lined cavity between its base and the insulating material.

Description

L'AS 1
La présente invention se rapporte à un frein à commande hydraulique, comportant au moins un élément de frottement, par exemple plaquette dans le cas d'un frein à disque, adapté à être serré contre un piste tournante sous la poussée d'un piston monté coulissant dans un corps de cylindre, en réponse à un développement de pression dans une chambre de commande remplie de liquide hydraulique et définie par le piston dans le cylindre.AS 1
The present invention relates to a hydraulically controlled brake, comprising at least one friction element, for example a pad in the case of a disc brake, adapted to be applied against a rotating track under the push of a piston mounted to slide. in a cylinder body, in response to pressure build-up in a control chamber filled with hydraulic fluid and defined by the piston in the cylinder.

L'invention sé rapporte plus particulièrement à un tel frein dans lequel le piston comporte une pièce en forme de gobelet ayant une paroi latérale cylindrique engagée dans le cylindre et un fond adjacent à la chambre de comxltande. Ce gobelet peut être vide ou rempli par une matière mécaniquement résistante. The invention relates more particularly to such a brake in which the piston comprises a cup-shaped part having a cylindrical side wall engaged in the cylinder and a bottom adjacent to the control chamber. This cup can be empty or filled with a mechanically resistant material.

En général, le gobelet formant le piston est métallique, par exemple en fonte d'acier, et est appliqué directement sur l'élément de frottement. Au moment du freinage, la chaleur engendrée par le frottement de l'élément de frottement contre la piste tournante provoque une éléation de la température du gobelet métallique et par conséquent du liquide hydraulique contenu dans la chambre de commande et se trouvant au contact du fond du gobelet Le liquide hydraulique constitué généralement par de l'huile, risque de perdre ses qualités et d'être s a à un phénomène dit apor-lock'^ lorsque sa température dépasse une valeur detemainee, par exemple 150 C. il importe donc que la chaleur engendrée par le frottement ne provoque pas une élévation de la température du liquide hydraulique au dessus d'une telle valeur. In general, the cup forming the piston is metallic, for example made of cast steel, and is applied directly to the friction element. When braking, the heat generated by the friction of the friction element against the rotating track causes an elevation in the temperature of the metal cup and therefore of the hydraulic liquid contained in the control chamber and being in contact with the bottom of the cup The hydraulic fluid generally consisting of oil, risks losing its qualities and being caused by a phenomenon known as apor-lock '^ when its temperature exceeds a specified value, for example 150 C. it is therefore important that the heat caused by friction does not cause the temperature of the hydraulic fluid to rise above such a value.

ta presente invention a pour objet un frein à commande hydraulique du type sus-i7-*diqué, dans lequel le liquide hydraulique de la chambre de commande est préserve contre une élévation de température excessive. Your present invention relates to a hydraulic control brake of the above-mentioned type, in which the hydraulic fluid of the control chamber is preserved against an excessive rise in temperature.

Suivant l'invention, un frein à commande hydraulique du type sus-indiqué, dans lequel un noyau en matière mécaniquement résistante est logé dans le gobelet est caractérisé en ce que , ce noyau, prévu thermiquement isolant, déborde du gobelet, en sorte que la face extérieure par laquelle le piston est admis k pousser sur l'élément de frottement soit définie par le noyau isolant à l'exclusion du gobelet. According to the invention, a hydraulic control brake of the above-mentioned type, in which a core of mechanically resistant material is housed in the cup is characterized in that this core, provided thermally insulating, projects beyond the cup, so that the external face by which the piston is allowed to push on the friction element is defined by the insulating core excluding the cup.

Grâce à cette disposition, le noyau en matière thermiquement isolante forme un écran thermique entre, d'une part, l'élément de frottement qui est admis à s'échauffer au contact e la piste tournant et, d'autre part, le fond du gobelet qui est au contact du liquide hydraulique. De cette façon, le liquide hydraulique est préservé contre une élévation de température excessive et ne risque pas de perdre ses qualités. Thanks to this arrangement, the core of thermally insulating material forms a thermal screen between, on the one hand, the friction element which is allowed to heat up in contact with the rotating track and, on the other hand, the bottom of the cup which is in contact with hydraulic fluid. In this way, the hydraulic fluid is preserved against an excessive rise in temperature and does not risk losing its qualities.

Suivant une autre caractéristique, la matière thermiquement isolante dont est faite le noyau est une matière de garni tufl: de friction de fin, comportant de fibres des charges et uil liant,
De préférence, le noyau est monté solidairement dans le gobelet et, à et effet, la paroi latérale du gobelet présente avantageusement une saillie vers 19 intérieur prAir solidariser le gobelet et le noyau,
Dans une forme d'exécution, le noyau est moulé i situ dans le gobelet tandis qu'en variante le noyau est préformé et encastré à force dans le gobelet.According to another characteristic, the thermally insulating material from which the core is made is a material stuffed with tufl: end friction, comprising fibers fillers and binder,
Preferably, the core is mounted integrally in the beaker and, for and effect, the side wall of the beaker advantageously has an inward projection 19 to secure the beaker and the core,
In one embodiment, the core is molded in situ in the cup while, as a variant, the core is preformed and force-fitted into the cup.

Dans un mode de réalisation préféré, le gobelet qu lieu d'être prévu en fonte d'acier épaisse ainsi qu'il est usuel est constitué simplement par une tôle mince emboutie. La résistance mécanique du piston est assurée par la présence du noyau à l'intérieur du gobelet. In a preferred embodiment, the cup that instead of being provided in thick cast steel as is usual is simply constituted by a thin stamped sheet. The mechanical resistance of the piston is ensured by the presence of the core inside the cup.

Suivant une autre caractéristique, un bouclier en matière résistante à l'usure est monté sur la face extérieure du noyau afin d'améliorer les conditions de bonne de celui-ci. According to another characteristic, a shield made of wear-resistant material is mounted on the outer face of the core in order to improve the good conditions thereof.

Des formes d'exécution de l'invention sont ci-après décrites, à titre d'exemple, en référence en dessin annexé dans lequel
la figure 1 est une vue générale schématique en coupe d'un frein suivant l'invention dont le piston comporte un gobelet recevant un noyau en matière thermiquement isolante,
la figure 2 est une vue en coupe d'une variante de piston
la figure 3 est une vue en coupe d'une autre variante de piston.Embodiments of the invention are described below, by way of example, with reference to the accompanying drawing in which
FIG. 1 is a general schematic sectional view of a brake according to the invention, the piston of which comprises a cup receiving a core of thermally insulating material,
Figure 2 is a sectional view of a variant piston
Figure 3 is a sectional view of another variant of the piston.

On se référera d'abord à la figure 1 qui concerne, à titre exemple non limitatif, une application de l'invention à un frein à disque à commande hydraulique, notamment pour vé hicule automobile. Reference will first be made to FIG. 1 which relates, by way of nonlimiting example, of an application of the invention to a disc brake with hydraulic control, in particular for a motor vehicle.

On voit à la figure 1, en 10 le disque du frein qui présente deux pistes tournantes opposées llA et llB adaptées à recevoir en frottement deux elements de frottement 12A et 12B constitués par des plaquettes de frein. Chaque plaquette 12A, 12B se compose d'une garniture en matière de friction 13 solidaire d'un support 14. Chaque plaquette 12A, 12B est admise à frotter contre la piste correspondante de frottement llA, llB du disque 10 par la surface libre 15 de la garniture 13 qui est opposée au support 14. C'est par le support 14 qu'est transmis 11 effort à chaque plaquette 12A, 12B pour son serrage contre le disque 10. We see in Figure 1, at 10 the brake disc which has two opposite rotating tracks 11A and 11B adapted to receive in friction two friction elements 12A and 12B constituted by brake pads. Each plate 12A, 12B consists of a friction lining 13 secured to a support 14. Each plate 12A, 12B is allowed to rub against the corresponding friction track llA, llB of the disc 10 by the free surface 15 of the lining 13 which is opposite the support 14. It is through the support 14 that 11 force is transmitted to each plate 12A, 12B for its tightening against the disc 10.

Le frein comporte un étrier 16 qui coiffe le disque 10 et dans lequel sont montées les plaquettes 12A et 12B. L'étrier 16 forme le corps d'un cylindre 17 dans lequel est monté coulissant un piston généralement désigné par 18. The brake comprises a caliper 16 which covers the disc 10 and in which the pads 12A and 12B are mounted. The stirrup 16 forms the body of a cylinder 17 in which is slidably mounted a piston generally designated by 18.

Le piston 18 présente une face extérieure 19 par laquelle il est admis à pousser sur le support 14 de la plaquette 12A. Le piston 18 définit dans le cylindre 17 une chambre de commande 20 qui est remplie de liquide hydraulique, par exemple de l'huile. On voit en 21 un canal qui communique avec la chambre 20 et par lequel une pression est admise à être développée dans la chambre 20. The piston 18 has an outer face 19 by which it is allowed to push on the support 14 of the wafer 12A. The piston 18 defines in the cylinder 17 a control chamber 20 which is filled with hydraulic fluid, for example oil. We see at 21 a channel which communicates with the chamber 20 and by which a pressure is allowed to be developed in the chamber 20.

L'étrier 16 comporte également une face de réaction 22 contre laquelle-vient prendre appui le support 14 de l'autre plaquette 12B. The stirrup 16 also includes a reaction face 22 against which the support 14 of the other plate 12B comes to bear.

Les plaquettes 12A et 12B sont ainsi adaptées à être serrées contre les pistes tournantes lîA et llB du disque 10, sous la poussée du piston 18 monté coulissant dans le cylindre 17, en réponse à un développement de pression par le canal 21 dans la chambre de commande 20. The plates 12A and 12B are thus adapted to be clamped against the rotary tracks 11A and 11B of the disc 10, under the thrust of the piston 18 slidingly mounted in the cylinder 17, in response to a development of pressure through the channel 21 in the command 20.

Le piston 18 comporte une pièce en forme de gobelet 23 ayant une paroi latérale cylindrique 24 engagée dans le cylindre 17 et un fond 25 adjacent à la chambre de commande 20. The piston 18 comprises a cup-shaped part 23 having a cylindrical side wall 24 engaged in the cylinder 17 and a bottom 25 adjacent to the control chamber 20.

Dans l'exemple représenté à la figure 1, le gobelet 23 est en fonte d'acier.In the example shown in Figure 1, the cup 23 is made of cast steel.

Le piston 18 comporte, en outre, un noyau 26 en matière thermiquement isolante et mécaniquement résistante Le noyau 26 est logé dans le gobelet 23 et déborde de celui-ci. La face extérieure 19 par laquelle le piston 18 est admis à pousser sur la plaquette 12A est ainsi définie par le noyau isolant 26, à l'exclusion du gobelet 23. The piston 18 further comprises a core 26 of thermally insulating and mechanically resistant material. The core 26 is housed in the cup 23 and projects beyond it. The outer face 19 by which the piston 18 is allowed to push on the wafer 12A is thus defined by the insulating core 26, excluding the cup 23.

Le noyau 26 est moulé in situ dans le gobelet 23 ou encore est préformé et encastré à force dans ce gobelet 23. The core 26 is molded in situ in the cup 23 or else is preformed and force-fitted into this cup 23.

La matière thermiquement isolante et mécar.iquement résistante dont est fait le noyau 26 est une matière de garniture de friction de frein comportant des fibres, des charges et un liant. Plus particulièrement, cette matière comporte par exemple un pourcentage en poids de 30 % de fibres de verre ou d'amiante, 50 tZ de charges minérales telles que Carbonate de calcium, et 20 % d'un liant tel que résine phénolique
Pour le freinage, une pression est admise par le conduit 21 dans la chambre de commande 20, ce qui pousse le piston 18 contre la plaquette 12A et assure le serrage du disque 10 entre les plaquettes 12A et 12B. La chaleur développée par le frottement des plaquettes 12A et 12B contre les pistes llA et llB du disque 10 ne se transmet que faiblement au fond 25 au gobelet 23 grâce au noyau isolant 26 qui constitue un écran thermique Ainsi, le liquide hydraulique contenu dans la chambre 20 est préservé contre une élévation de température excessive qui risquerait de lui faire perdre ses qualités, et en particulier n'est pas soumis à un phénomène dit "vapor-lock'. The thermally insulating and mechanically resistant material from which the core 26 is made is a brake friction lining material comprising fibers, fillers and a binder. More particularly, this material comprises for example a percentage by weight of 30% of glass or asbestos fibers, 50 tZ of mineral fillers such as calcium carbonate, and 20% of a binder such as phenolic resin
For braking, pressure is admitted through the conduit 21 into the control chamber 20, which pushes the piston 18 against the plate 12A and ensures the tightening of the disc 10 between the plates 12A and 12B. The heat developed by the friction of the plates 12A and 12B against the tracks 11A and 11B of the disc 10 is only transmitted weakly at the bottom 25 to the cup 23 thanks to the insulating core 26 which constitutes a thermal screen Thus, the hydraulic liquid contained in the chamber 20 is preserved against an excessive rise in temperature which could cause it to lose its qualities, and in particular is not subject to a phenomenon called "vapor-lock".

On se référera maintenant à la figure 2, ou la disposition est analogue à celle qui vient d'être décrite en référence à la figure 1 mais dans laquelle un bouclier 27 en matière résistante à l'usure est monté sur la face extérieure de poussée 19 du noyau 26. La bouclier 27 est constitué par exemple par une t81e emboûtie ou par un treillis métallique. Reference will now be made to FIG. 2, or the arrangement is similar to that which has just been described with reference to FIG. 1 but in which a shield 27 made of wear-resistant material is mounted on the external thrust face 19 of the core 26. The shield 27 is constituted for example by a t81e emboutie or by a wire mesh.

Grace au bouclier 27 qui, par ailleurs, ne nuit pas aux qualités d'écran thermique du noyau 26, les conditions de tenue du piston 18 sont améliorées. Thanks to the shield 27 which, moreover, does not harm the qualities of the heat shield of the core 26, the conditions for holding the piston 18 are improved.

En outre, à la figure 2, le noyau 26 ne remplit pas la totalité du gobelet 23 mais seulement une partie antérieure de celui-ci, tandis qu'une partie postérieure 30 du gobelet 23 est vide. Une cloison 31 sépare le noyau 26 de la partie pos térieure vide 30. Cette cloison 31 peut être en forme de douille, comme représenté à la figure 1, ou en forme de dôme, ou encore reposer sur un épaulement de la paroi intérieure du gobelet 23. Furthermore, in FIG. 2, the core 26 does not fill the entire cup 23 but only an anterior part of it, while a posterior part 30 of the cup 23 is empty. A partition 31 separates the core 26 from the empty rear part 30. This partition 31 can be in the form of a socket, as shown in FIG. 1, or in the form of a dome, or else rest on a shoulder of the interior wall of the cup. 23.

Dans les exemples de réalisation décrits en référence aux figures 1 et 2, le gobelet 23 est prévu en fonte d'acier épaisse ainsi qu'il est usuel. In the embodiments described with reference to Figures 1 and 2, the cup 23 is provided in thick cast steel as is usual.

Dans la variante représentée à la figure 3, le gobelet désigne par 23i est constitué par une tôle mince emboutie. La solidité mécanique du piston 18 est assurée par la présence du noyau 26. A la figure 3, des moyens sont particulièrement prévus pour monter le noyau 26 solidairement dans le gobelet 23' et à cet et, Id paroi latérale du gobelet 23' présente une saillie vers l'intérieur 28 sur laquelle le noyau 26 est ancre. In the variant shown in Figure 3, the cup designated by 23i is constituted by a thin stamped sheet. The mechanical strength of the piston 18 is ensured by the presence of the core 26. In FIG. 3, means are particularly provided for mounting the core 26 integrally in the cup 23 'and to this and, Id side wall of the cup 23' has a inwardly projecting 28 on which the core 26 is anchored.

Claims

1) Hydraulically controlled brake, comprising at least one friction element 12A, 12B adapted to be clamped against a rotating track 11A, 11B under the thrust of a piston 18 slidingly mounted in a body 16 of the cylinder 17, in response to a development of pressure in a control chamber 20 filled with hydraulic fluid and defined by the piston 18 in the cylinder 17, brake in which the piston 10 comprises on the one hand a cup-shaped part 23, 23 ′ having a cylindrical side wall 24 engaged in the cylinder 17 and a bottom 25 adjacent to the control chamber 20, and on the other hand a core 26 of mechanically resistant material housed in the cup 23, brake characterized in that the core 26, provided thermally insulating, overflows of the cup 23, 23 ', so that the outer face 19 by which the piston 18 is allowed to push on the friction element 12A is defined by the insulating core 26, excluding the cup 23, 23'.

2) Brake according to claim 1, characterized in that the material from which the insulating core 26 is made is a brake friction lining material comprising fibers, fillers and a binder.

3) Brake according to claim 1 or claim 2, characterized in that the core 26 is mounted integrally in the cup 23, 23 '.

4) Brake according to claim 3, characterized in that the side wall of the cup 23 '' p has an inward projection 28 to secure the cup 23s and the core 26.

5) brake according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the core 26 is molded in sltu in the cup 23, 23 ',

6) Brake according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the core 23, 23 'is preformed and forced into the cup 26.

7) Brake according to any one of the preceding claims, characterized in that the cup 23 'is constituted by a thin stamped sheet.

8) Brake according to any one of the preceding claims, characterized in that a shield 27 made of wear-resistant material is mounted on the outer face 19 of the core 26.

9) Brake according to any one of the preceding claims, characterized in that the core 26 is arranged in an anterior part of the cup 23 of which a posterior part 30 is empty.

10) Brake according to claim 9, characterized in that a partition 31 separates in the cup 23 the core 26 of the empty rear part 30.