FR3057639A1 - Etrier de frein electromecanique comprenant un organe d'entrainement portant un joint comportant plusieurs bourrelets d'etancheite - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un étrier de frein électromécanique comprenant un corps d'étrier comportant un logement renfermant un piston et un organe d'entraînement d'un mécanisme de déplacement de ce piston, cet organe d'entraînement comprenant une extrémité d'accouplement (19) à un actionneur électromécanique. Cette extrémité d'accouplement (19) traverse un trou (26) formé dans une paroi (24) du corps d'étrier, et porte un joint circulaire (27) assurant une étanchéité entre l'extrémité d'accouplement (19) et le trou (26), et ce joint comporte au moins deux bourrelets d'étanchéité.
Description
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention se rapporte à un frein à disque de véhicule automobile, de type électromécanique, c'est-à-dire comprenant un actionneur électromécanique pour presser une ou plusieurs plaquettes contre le disque afin de générer le freinage.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un frein comportant un disque chevauché par un étrier portant des plaquettes de friction et un piston pour presser ces plaquettes contre le disque ainsi qu'un actionneur électromécanique actionnant ce piston. En pratique, l'étrier comporte un corps d'étrier auquel l’actionneur électromécanique est rigidement fixé.
Le corps d'étrier inclut une base portant le piston et une plaquette poussée par ce piston, cette base étant prolongée par une voûte qui est elle-même prolongée par des doigts portant une plaquette opposée, le disque du frein étant situé entre ces deux plaquettes.
Ce corps d'étrier est typiquement monté flottant en étant librement mobile en translation selon un axe transversal par rapport au véhicule, et qui correspond à l'axe de révolution du disque et à l'axe de translation du piston.
La base comporte un logement dans lequel sont montés le piston et un mécanisme de transformation de mouvement pour provoquer une translation du piston sur rotation d'un organe de sortie de l’actionneur accouplé à ce mécanisme. L'ensemble formé par le piston et son mécanisme baigne dans un liquide hydraulique.
Concrètement, une commande de frein de parc presse le piston contre la plaquette par activation de l’actionneur électromécanique, alors qu'une commande de frein de service presse le piston contre la plaquette par accroissement de la pression du circuit hydraulique.
Le mécanisme de transformation de mouvement comprend un organe d'entraînement rotatif ayant une extrémité d'accouplement à l'actionneur électromécanique qui traverse un trou formé dans une paroi du corps d'étrier pour s'étendre hors de l'étrier afin d'être accouplée à l'actionneur.
Dans la région où elle traverse le trou, cette extrémité d'accouplement porte un joint torique, pour assurer une étanchéité au niveau du trou traversé par cette extrémité, entre l'espace interne du logement baignant dans le liquide hydraulique, et l'environnement extérieur. Mais, il s'avère qu'en matière de durée de vie du frein, ce joint torique qui subit à la fois un écart de pression et la rotation de l'organe d'entraînement est le premier élément qui se détériore et rend le frein inutilisable en fin de vie.
Cette situation est pénalisante vis-à-vis des systèmes de pilotage des freins qui tendent à solliciter de plus en plus fréquemment le frein de parc. Par exemple, dans le cas d'un système qui actionne automatiquement le frein de parc à chaque fois que le véhicule est à l'arrêt, la durée de vie attendue pour le frein, exprimée en nombre de cycles de fonctionnement, est de l'ordre du double de celle des freins usuels.
Le but de l'invention est de trouver une solution pour augmenter la durée de vie du frein en augmentant la durée de vie de ce joint.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
A cet effet, l'invention a pour objet un étrier de frein électromécanique comprenant un corps d'étrier comportant un logement renfermant un piston et un organe d'entraînement en rotation d'un mécanisme de déplacement de ce piston, cet organe d'entraînement comprenant une extrémité d'accouplement à un actionneur électromécanique, cette extrémité d'accouplement traversant un trou formé dans une paroi du corps d'étrier, avec un joint circulaire assurant une étanchéité entre l'extrémité d'accouplement et le trou, caractérisé en ce que ce joint comporte au moins deux bourrelets d'étanchéité.
Avec cette solution, le fait de prévoir un joint comportant plusieurs bourrelets d'étanchéité permet d'accroître significativement sa durée de vie : lorsque le premier bourrelet est détérioré, le second bourrelet entre en jeu pour assurer l'étanchéité.
L'invention concerne également un étrier ainsi défini, dans lequel le joint est équipé d'une rondelle anti-extrusion accolée à l'un de ses bourrelets contre un flanc de ce bourrelet situé du côté opposé au piston.
L'invention concerne également un étrier ainsi défini, dans lequel le joint comporte une rondelle anti-extrusion accolée à chacun de ses bourrelets d'étanchéité, chaque rondelle étant contre un flanc de bourrelet situé du côté opposé au piston.
L'invention concerne également un étrier ainsi défini, dans lequel le joint est porté par un manchon enserré autour de l'extrémité d'accouplement de l'organe d'entraînement.
L'invention concerne également un étrier ainsi défini, dans lequel le joint est surmoulé dans une gorge circonférentielle externe du manchon.
L'invention concerne également un étrier ainsi défini, dans lequel chaque rondelle anti-extrusion est une rondelle fendue rapportée autour du joint.
L'invention concerne également un frein à disque comprenant un étrier ainsi défini.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est une vue du frein selon l'invention avec son étrier et son disque selon un plan de coupe s'étendant selon l'axe du disque ;
La figure 2 est une vue de détail de l'étrier montrant la portion d'extrémité de l'organe d'entraînement traversant une paroi du corps d'étrier avec le joint à plusieurs bourrelets ;
La figure 3 est une vue en coupe d'un joint conformément à un premier mode de réalisation de l'invention ;
La figure 4 est une vue en coupe d'un joint conformément à un second mode de réalisation de l'invention ;
La figure 5 est une vue en coupe d'un joint conformément à un troisième mode de réalisation de l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Le frein à disque électromécanique selon l'invention qui est représenté sur la figure unique en y étant repéré par 1 comprend un étrier 2 comportant un corps d'étrier 3 portant deux plaquettes 4 et 5 enserrant un disque 6, ce corps d'étrier 3 étant équipé d'un actionneur électromécanique non représenté.
Le corps d'étrier comporte un logement cylindrique 7 s'étendant entre l'actionneur et l'une des plaquettes, dans lequel est logé un piston mobile 8 ayant sa tête en appui sur la plaquette 4, ce piston 8 étant mobile en translation selon une direction axiale AX parallèle à l'axe du disque et bloqué en rotation autour de l'axe AX par rapport au corps d'étrier 3.
Ce piston 8 est déplacé ou pressé contre la plaquette 4 par un mécanisme 9 de transformation de mouvement à liaison hélicoïdale, qui est accouplé à l'actionneur non représenté, ce mécanisme étant logé principalement dans le piston 8.
Ce mécanisme 9 comprend un entraîneur ou organe d'entraînement 11 vissé dans une douille 13, encore appelée écrou, qui porte une couronne 14 de blocage en rotation de cette douille 13 par rapport au piston 8, la douille 13 et la couronne 14 étant situées dans l'espace interne délimité par la jupe cylindrique 16 du piston 8.
L'entraîneur 11 comprend un corps fileté 17 ayant une extrémité libre 18 et une extrémité d'accouplement 19, ainsi qu'une tête 21 de grand diamètre au voisinage de l'extrémité d'accouplement 19. La tête 21 a une forme de plaque circulaire, et elle est en appui contre un fond plan 22 du logement cylindrique 7, par l'intermédiaire d'une butée à billes 23.
L'extrémité d'accouplement 19 traverse de manière étanche une paroi 24 du corps d'étrier 3 via un trou traversant 26 formé dans cette paroi 24, pour permettre l'accouplement de l'actionneur à cette extrémité 19 hors du corps d'étrier 3. En pratique, l'extrémité 19 comporte une empreinte de type à six pans creux dans laquelle s'engage une extrémité de l'arbre de sortie de l'actionneur qui est fixé à une face externe de la paroi 24.
Une rotation dans le sens de serrage de l'entraîneur 11, répondant à une commande de frein de parc, rapproche la douille 13 de la tête du piston 8 pour la presser contre la plaquette 4. Inversement une rotation en sens de desserrage, répondant à une commande de relâchement du frein de parc, écarte cette douille 13 de la tête 21 du piston 8 réduire et annuler le freinage.
Le logement 7 avec le mécanisme 9 baignent dans du liquide hydraulique : une augmentation de la pression, répondant à une commande d'actionnement du frein de service, presse ainsi le piston contre la plaquette 4 pour générer un couple de freinage. Inversement, une diminution de la pression hydraulique, répondant à une commande de relâchement du frein de service, réduit la pression exercée par le piston sur la plaquette 4 pour diminuer voire annuler le freinage.
Comme visible plus clairement sur la figure 2, l'étanchéité du trou 26 est assurée par avec un joint 27 porté par un manchon 28 entourant la base de l'extrémité d'accouplement 19. Ce manchon 28 porte le joint 27 de manière à former avec celui-ci une cartouche d'étanchéité, c'est-à-dire un élément d'étanchéité qui est montable par simple engagement sensiblement en force autour l'extrémité 19. Ce manchon 28 peut être formé en matière plastique pour notamment présenter un faible coût de fabrication en ayant une élasticité suffisante pour permettre son montage en force autour de la base de l'extrémité 19 moyennant des efforts de montage raisonnables. Le joint 27 est avantageusement formé par surmoulage dans une gorge circulaire externe du manchon 28.
Le joint 27 proprement dit comporte au moins deux bourrelets d'étanchéité circonférentiels parallèles l'un à l'autre de manière à offrir une tenue dans le temps accrue. Ce joint 27 comporte en section une base rectangulaire qui est logée dans une gorge ou rainure circonférentielle externe 25 du manchon 28 pour assurer son maintien en position.
Cette base rectangulaire porte deux bourrelets d'étanchéité circonférentiels qui dépassent de sa face externe pour venir en appui contre la face cylindrique interne du trou 26. Dans l'exemple des figures, le trou 26 comporte un lamage 29 dans la région du joint 27.
Dans le mode de la réalisation de la figure 4, le joint, qui est repéré par 27a, comporte un premier bourrelet d'étanchéité 31 à section bombée, et un second bourrelet 31 ayant une forme de lèvre d'étanchéité.
Le premier bourrelet d'étanchéité 31 a en section une forme rapprochant de la portion radialement externe d'un joint torique. La lèvre 32 a quant à elle en section une forme rectangulaire d'orientation oblique par rapport à l'axe AX.
Complémentairement, le joint est équipé d'une rondelle anti-extrusion 33 interposée entre le premier bourrelet 31 et la lèvre 32 en étant en appui contre le flanc correspondant du premier bourrelet 31. Cette rondelle 33 est une rondelle en PTFE (polytétrafluoroéthylène) qui est une rondelle fendue rapportée autour du joint 27a proprement dit entre ses bourrelets 31 et 32.
De par sa rigidité, cette rondelle 33 maintient le premier bourrelet 31 en position pour limiter sa déformation lorsqu'il est soumis à l'écart de pression existant entre la pression hydraulique régnant dans le logement 7 et la pression ambiante, c'est-àdire la pression atmosphérique de l'environnement du frein.
En pratique, le premier bourrelet 31 est soumis du côté du logement 7, c'est-à-dire en partie droite de la figure 3, à la pression hydraulique, et il est soumis du côté de l'extérieur, c'est-à-dire en partie gauche sur la figure 3 à la pression atmosphérique. Cet écart de pression tend à le déformer en l'inclinant vers la lèvre 32, ce qui contribue à accélérer sa dégradation en particulier lorsqu'il tourne sous l'effet de l'actionneur électromécanique.
La rondelle anti-extrusion 33 maintient le flanc en dépression du bourrelet 31 c'est-à-dire le flanc situé du côté opposé au piston, de sorte que ce bourrelet 31 reste en position sans s'incliner pour rester correctement appliqué contre la face interne du lamage 29 du trou 26. En pratique, il apparaît que cette rondelle 33 permet d'augmenter significativement la durée de vie du bourrelet, et donc du joint.
Dans l'exemple de la figure 3, la lèvre 33 permet de diminuer sensiblement l'écart de pression auquel le joint est soumis, notamment lorsqu'il est légèrement dégradé. Autrement dit, une pression intermédiaire entre la pression hydraulique et la pression atmosphérique s'établit dans l'espace situé entre les bourrelets 31 et 32, ce qui réduit l'écart de pression auquel le premier bourrelet 31 est soumis, de sorte que ce premier bourrelet 31 est moins fortement sollicité, ce qui permet aussi d'augmenter sa durée de vie.
Dans le mode de réalisation de la figure 4, le joint, qui est repéré par 27b, comporte un premier et un second bourrelet bombés 31 de mêmes formes situés côte à côte, et une rondelle anti-extrusion 33 qui est interposée entre eux. De manière analogue au mode de réalisation de la figure 3, la rondelle 33 maintient le flanc en dépression, c'est-à-dire le flanc opposé au piston, du premier bourrelet 31 en position pour éviter sa dégradation résultant de sa déformation.
Le second bourrelet 31 permet lui aussi l'établissement d'une pression intermédiaire entre les deux bourrelets pour ralentir le vieillissement du premier bourrelet lorsqu'il commence à se dégrader. Mais de plus, lorsque le premier bourrelet est dégradé et n'assure plus d'étanchéité, le second bourrelet qui n'a quasiment pas été sollicité entre en jeu pour offrir l'étanchéité manquante. Autrement dit, lorsque le premier bourrelet n'est plus efficace, le second bourrelet prend le relais, ce qui permet là aussi d'augmenter significativement la durée de vie du joint, c'est-à-dire la durée de vie de la fonction d'étanchéité.
Dans le mode de réalisation de la figure 5, le joint, qui est repéré par 27c, comporte un premier et un second bourrelet bombés 31 de même formes et côte à côte, ainsi qu'une première rondelle anti-extrusion 33 interposée entre eux et une seconde rondelle anti-extrusion 33 rapportée contre le flanc du second bourrelet du côté basse pression c'est-à-dire du côté opposé au piston.
Comme dans les autres modes de réalisation, une pression intermédiaire s'établissant entre les bourrelets permet de réduire la sollicitation du premier bourrelet pour augmenter sa durée de vie.
Comme dans les autres modes de réalisation, la première rondelle 33 maintient le flanc en dépression du premier bourrelet 31 pour ralentir son vieillissement.
De manière analogue, la seconde rondelle 33 maintient le flanc en dépression du second bourrelet 31 pour ralentir son vieillissement une fois que celui-ci entre en jeu, c'est-à-dire une fois que le premier bourrelet est hors d'usage.
Du point de vue de la fabrication, le manchon 28 est fabriqué en matière plastique, le joint 27 est formé ou rapporté dans la gorge 25 de ce manchon, et la ou les rondelles anti-extrusion sont rapportées ensuite autour du joint. Une autre possibilité consiste à fabriquer en une pièce de caoutchouc le manchon et le joint d'un seul tenant pour rapporter ensuite la ou les rondelles anti-extrusion.
Nomenclature :
frein étrier corps d'étrier plaquette plaquette disque logement piston mécanisme entraîneur ou organe d'entraînement douille couronne jupe cylindrique corps fileté extrémité libre extrémité d'accouplement tête fond plan billes paroi trou traversant joint 27a joint 27b joint
27c joint manchon lamage bourrelet bombé bourrelet formant lèvre
33 rondelle anti-extrusion
Claims (7)
- REVENDICATIONS1. Etrier de frein électromécanique (2) comprenant un corps d'étrier (3) comportant un logement (7) renfermant un piston (8) et un organe d'entraînement (11) en rotation d'un mécanisme (9) de déplacement de ce piston (8), cet organe d'entraînement (11) comprenant une extrémité d'accouplement (19) à un actionneur électromécanique, cette extrémité d'accouplement (19) traversant un trou (26) formé dans une paroi (24) du corps d'étrier (3), avec un joint circulaire (27; 27a ; 27b; 27c) assurant une étanchéité entre l'extrémité d'accouplement (19) et le trou (26), caractérisé en ce que ce joint (27 ; 27a ; 27b ; 27c) comporte au moins deux bourrelets d'étanchéité (31, 32).
- 2. Etrier selon la revendication 1, dans lequel le joint (27; 27a; 27b; 27c) est équipé d'une rondelle anti-extrusion (33) accolée à l'un de ses bourrelets (31) contre un flanc de ce bourrelet (31) situé du côté opposé au piston (8).
- 3. Etrier selon la revendication 2, dans lequel le joint (27c) comporte une rondelle anti-extrusion (33) accolée à chacun de ses bourrelets d'étanchéité (31), chaque rondelle étant contre un flanc de bourrelet (31) situé du côté opposé au piston (8).
- 4. Etrier selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le joint (27 ; 27a ; 27b ; 27c) est porté par un manchon (28) enserré autour de l'extrémité d'accouplement (19) de l'organe d'entraînement (11).
- 5. Etrier selon la revendication 4, dans lequel le joint (27; 27a; 27b; 27c) est surmoulé dans une gorge circonférentielle externe (25) du manchon (28).
- 6. Etrier selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque rondelle anti-extrusion (33) est une rondelle fendue rapportée autour du joint (27 ; 27a ; 27b ; 27c).
- 7. Frein à disque comprenant un étrier selon l'une des revendications précédentes.
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