Brevet FR2011302A1 — publié le 19700227

La présente invention concerne un frein à disque à garniture partielle avec une mâchoire de frein enserrant le bord du disque de frein qui, comparativement à un support de frein fixé au châssis d'un véhicule, est monté mobile parallèlement à 5 l'axe du disque de frein. Ce genre de freins à disque est connu en soi» On les nomme, freins à étrier flottants parce que, pendant l'opération de freinage, la mâchoire contenant le cylindre de frein de roue exécute un mouvement de flottement contrairement au frein à 10 étrier fixe, dans lequel, de chaque côté du disque de frein, le cylindre de frein est disposé dans les branche de 1*étrier de frein qui est fixé rigidement au châssis. Le frein à étrier flottant présente l'avantage d'une construction plus courte et donc une économie de place et de poids. 15 Un autre avantage consiste en ce que le cylindre de frein se trouve sur la face intérieure de la roue à freiner. Le cylindre de frein peut ainsi être placé le plus favorablement possible dans le courant d'air provenant du déplacement du véhicule et subir un refroidissement optimum correspondant. En raison de ces 20 avantages le principe de 1'étrier flottant est de plus en plus courant. En comparaison à 1'étrier fixe, de graves inconvénients connus jusqu'ici doivent cependant être signalés. Le frein à étrier fixe est statiquement stable, il n'a aucune exigence particulière en ce qui concerne le matériel et la construction. 25 Des déplacements ou des collages sont faciles à éviter. Les seules pièces mobiles, le piston de frein et le support de garniture de frein, sont placées à l'intérieur du frein à étrier fixe et sont peu accessibles à l'influencé de la crasse, de l'eau et de la glace. A ce sujet le frein à étrier flottant pose des 30 problèmes qui n'ont pas été résolus de façon satisfaisante jusqu'ici. Quelques propositions connues, consistent à assembler la mâchoire flottante de frein au support de frein par des boulons de guidage, de sorte que la mâchoire de frein se déplace en glissant sur ces boulons de guidage pendant l'opération de 35 freinage. D'autres propositions connues prévoient de petites surfaces de glissement placées en oblique par rapport à la mâchoire de frein et au support de frein, sur lesquelles la mâchoire de frein pourrait aller et venir à la façon d'un patin. Suivant une autre proposition connue, la mâchoire de frein est 69 20524 2 2011302 fixée à une plaque de guidage, liée au châssis par une charnière et qui peut monter et descendre par rapport au disque de frein- Dans une variante de cette proposition la plaque de guidage a été remplacée par un large ressort lame qui rend possi-5 ble le pivotement de la mâchoire, sans charnière, contre la force élastique du ressort. les réalisations des propositions mentionnées ci-dessus qui prévoient un guidage glissant sur des boulons de guidage ou de petites surfaces de guidage sont sensibles à la saleté, 10 à l'eau, ainsi qu'aux déformations qui prennent naissance lors d'un freinage brutal. De tels guidages n'offrent pas de sécurité, en particulier en hiver, car de la glace peut se former sur les petites surfaces de guidage de l'ensemble du système de freinage losqu'il est au repos, la sensibilité à la saleté et 15 à la glace est de par leur nature particulièrement grande pour les petites surfaces de guidage, car ces petites surfaces sont placées de façon plus ou moins protégée contre la pénétration d'eau et de saleté. I«es plaques de guidage pivotantes dernièrement mentionnées 20 sont, il est vrai, moins sensibles, mais elles présentent l'inconvénient que l'appui des garnitures de frein sur le disque de frein est toujours incomplet avec l'usure croissante des garnitures de frein et que l'augmentation constante de la position oblique de la mâchoire de frein conduit à une usure prématurée 25 des garnitures de frein, la surface d'appui des garnitures de freins de tels dispositifs de freinage ne présente sa dimension optimum que sur les garnitures de freins neuves ; par l'augmentation de l'usure, la surface de contact diminue, ce qui fait que les garnitures de freins s'usent de plus en plus irréguliè-30 rement, le guidage par ressort à lame a de plus l'inconvénient que le ressort à lame est sensible à la torsion lors d'un freinage brutal. A proprement parler ces formes d'exécution n'ont pas été en état de se faire une place sur le marché. la présente invention a pour but d'éviter ies inconvénients 35 exposés plus haut et de créer un frein à étrier flottant qu_ nt possède pas d'éléments de guidage glissant les uns sur les autres et qui, de ce fait, n'encoure ni le danger de la saleté, ni celui de l'eau ou de la glace, le frein à disque à garniture partielle conforme à l'invention présente de façon connue une 69 20524. 3 2011302 mâchoire de frein enserrant le "bord du disque de frein qui, comparativement à un support de frein fixé à un châssis, est disposé mobile, parallèlement à l'axe du disque de frein» Conformément à l'invention; la mâchoire de frein est assemblée au 5 support de frein, de chaque côté du disque de frein par des étriers faisant ressort et oscille, sous l'action des impulsions de freinage, à partir d'une position normale et de ce fait, d'une part, dans une direction parallèle à l'axe du disque de frein et d'autre part dans une direction parallèle au 10 plan du disque de frein, la mâchoire de frein, après achèvement de l'opération de freinage, étant ramenée à la position normale sous l'action des étriers faisant ressort® les étriers faisant ressort sont de préférence munis de branches qui sont introduites sous tension élastique dans des trous de fixation corres-15 pondants de la mâchoire de frein et du support de frein» A l'endroit des trous de fixation, dans le support de frein, des pièces de limitation peuvent soutenir latéralement les étriers ressorts. Les trous de fixation dans le support de frein ainsi que les branches d'étriers qui leur sont destinées peuvent ce-20 pendant présenter un profil de guidage qui empêche un mouvement de rotation. Dans une forme d'exécution préférée de l'invention, les branches d'étriers sont fixées par soudure dans les trous de fixation dans lesquels elles sont engagées. Dans une forme particulière d'exécution de l'invention, il 25 est prévu des pièces d'arrêt, qui sont montées dans les trous de fixation du support de frein et empêchent d'un côté le pivotement latéral de 1'étrier-ressort ainsi que d'autre part une chute de 1'étrier-ressort hors du trou de fixation. Les pièces d'arrêt peuvent être remplacées par un unique étrier d'arrêt, 30 qui embrasse l'ensemble de 1'étrier-ressort et qui est fixé au support de frein par une vis de fixation. Dans une autre forme d'exécution particulière de l'invention, les branches des étriers-ressorts, logées dans les trous de fixation du support de frein, sont équipées chacune d'un ressort de torsion. 35 tfn exemple de réalisation est représenté et décrit à l'aide du dessin annexé. La fig. 1 montre un frein à disque à garniture partielle conforme à l'invention représenté schématiquement et en vue latérale . BAD ORIGNAL 69 20524 4 2011302 la fig. 2 montre le même frein à disque à garniture partielle, -vu de face et partiellement en coupe. la fig» 3 est une partie d'un étrier formant ressort fixé à 1*étrier de frein et avec un élément support, en une vue 5 latérale correspondant à la fig* 1« la fig» 4 est une partie d'un étrier formant ressort avec profil carré. la fig. 5 est une partie d'un étrier formant ressort avec tan ressort de torsion. 10 la fig. 6 est la pièce de la fig. 3 vue de dessus. le support de frein 1 enserre le disque de frein 2 à la manière d'un étrier et présente en son milieu un évidement 3 (fig. 2), qui reçoit la mâchoire de frein 4. la mâchoire de frein 4 est assemblée au support de frein 1 par quatre étrias 15 formant ressort 5, 6, 7, 8. les étriers formant ressort 5 à 8 sont en acier à ressort et présentent des branches d'étriers recourbées 51, 61, 52, 62, 71, 81, 72, 82 qui sont orientées sensiblement parallèlement à l'axe principal de la mâchoire de frein 4 (les branches d'étriers recourbées 51, 61, 52, 62 ne 20 sont pas visibles dans le dessin), les branches d'étriers recourbées 72, 82 (et les branches d'étriers correspondantes 52, 62 non visibles dans le dessin) sont introduites dans des trous de fixation du support de frein 1 et y sont fixées par soudure en 721, 821. les branches d'étriers recourbées 71, 81 (ainsi que 25 celles correspondantes 51, 61) sont introduites sous tension élastique dans les trous de fixation 9, 10 (et les correspondants 91, 101) de la mâchoire de frein 4 ; elles peuvent ici tourner librement. la mâchoire de frein 4 est suspendue librement dans l'é— 30 videment 3 et n'a aucun contact propre avec le support de frein 1. Il y a de tous les côtés un jour entre la mâchoire de frein 4 et le support de frein 1. lors de l'application d'une pression de freinage dans le cylindre de freinage 11, le piston de freinage 11 applique 35 le support de garniture de frein 13 avec la garniture de frein 14 contre le disque de frein 2. la mâchoire de frein 4, sous l'action de résistance des étriers ressorts 5 à 8, se déplace en arrière et applique de ce fait la garniture de frein opposée 15 contre le disque de frein 2. la tension élastique des 69 20524 5 2011302 étriers ressorts ressorts 5 à 8 prend naissance du fait que les extrémités d1étriers 52, 62, 72, 82 sont solidement ancrées dans le support de frein 1• Le disque de frein 2, serré entre les garnitures de frein 5 14, 15, s'efforce maintenant d'entrainer avec lui les garnitures de frein et en même temps la mâchoire de frein 4 dans son sens de rotation. Si le sens de rotation est celui indiqué à la fig. 2, la mâchoire de frein 4, respectivement les garnitures de frein, contre la résistance des étriers 5 à 8, sont 10 amenés contre la paroi 16 du support de frein 1 ; lors de freinages très "brutaux, elle s'applique contre cette paroi. Par cette disposition on évite line torsion des étriers ressorts, c'est un problème important pour chacun des constructeurs compétents d'accorder les efforts élastiques et les courses élasti-15 ques jusqu'à la "butée de la mâchoire de frein ou des garnitures de frein contre le support de frein, de telle sorte que, dans toutes les situations de freinage, elles soient protégés contre des déformations permanentes. Dès que l'opération de freinage a pris fin, les étriers ressorts 5 à 8 retournent à leur posi-20 tion normale et, de ce fait, aussi "bien par rapport au support de frein 1 que par rapport au disque de frein 2. Un "blocage de la mâchoire de frein 4, à la suite d'un déplacement ou par un encrassement de la pinoe et/ou des garnitures ne peut pas se produire, car la mâchoire de frein et les garnitures de frein 25 ne sont nulle part conduites par glissement ; elles flottent librement dans l'évidement 3. Pour des raisons de simplification, nous ne parlerons, dans la suite que de la butée de la mâchoire de frein sur le support de frein. 30 Conformément à l'invention, le fonctionnement dépend du fait que les extrémités des étriers 52, 62, 72, 82 sont solidement ancrées dans le support de frein 1 et qu'elles ne peuvent, à cet endroit, tourner ou osciller que contre une grande résistance élastique. Dans l'exemple d'exécution décrit ci-des-35 sus, l'ancrage est réalisé par le fait que les branches d'étriars sont fixées par soudure ou support de frein ; le mouvement de la mâchoire de frein, transversalement par rapport au plan du disque de frein, se produit alors contre la résistance de torsion des branches d*étriers. ' 40 Le remplacement des garnitures de frein s'effectue de fa 69 20524 6 2011302 çon très simple. Les étriers ressorts 5 à 8 sont redressés jusqu'à ce que les "branches 51, 61, 71, 81 puissent être extraits des logements 9, 10, 91, 101. La mâchoire de frein complète est alors sortie par le haut 5 de l'évidement 3 sans démontage des conduites hydrauliques et l'on remplace les garnitures de frein. L'ancrage des branches d'étriers 52, 62, 72, 82 peut cependant être réalisé d'une autre façon comme le montrent les exemples d*exécution des fig. 3 et 4. Dans la fig. 3 l'é-10 trier ressort 5 est disposé entre deux pièces de butée 17, 18 qui empêchent un pivotement latéral de 1'étrier 5 ou le limitent. Pendant l'opération de freinage, le déplacement de la mâchoire de frein 4 ne peut se produire que contre la résistance élastique des étriers ressorts 5, 6, 7, 8,ancrés de cette fa-15 çon. La disposition des pièces de butée suivant la fig. 3 présente, par rapport aux étriers fixés par soudure, l'avantage que les étriers 5 à 8 peuvent être remplacés facilement. La fig. 5 montre la disposition d'un ressort de torsion enroulé autour de l'extrémité d'étrier 20 etc, qui doit empêcher une oscil-20 lation de 1'étrier ressort transversalement au plan du disque de frein. Cette disposition remplace les pièces de butée montrées dans les fig. 3 et 4. Aussi bien dans l'exécution suivant la fig. 3 que dans celle de la fig. 4, un dispositif d'arrêt peut être monté, qui 25 empêche que les étriers ressorts puissent tomber. La fig. 6f qui est tin plan de détail montre à la fig. 3, un dispositif d'arrêt. La pièce de butée 18-, démontable, fixée au moyen de la vis d'arrêt 182 est munie d'un flasque 181, qui assure 1*étrier ressort 5 contre la chute. 30 Ce dispositif de fixation présente l'avantage que les étrier ressorts 5 à 8 sont séparables et démontables. On peut ainsi opérer un remplacement de garniture sans avoir à détendre les étriers ressorts qui sont très durs. De fait, il y a là, suivant la proposition suivant la fig. 6, quatre vis 182 à dé-35 monter. Pour éviter cela on peut prévoir un étrier de fixation unique 21.(indiqué dans la fig. 2) qui est disposé autour de la garniture partielle de frein à disque, qui englobe les quatre étriers élastiques 5 à 8 et qui est assuré par une vis de fixation 22. 69 20524 7 2011302 Dans l'exemple de réalisation on reconnaît le progrès technique de l'invention. La garniture partielle de frein à disque conforme à l'invention, possède tous les avantages d'un frein à étrier flottant s constructions économisant la place, 5 refroidissement optimum, économie de poids - sans en comporter les inconvénients précédents s danger d'encrassement ou d'usure, blocage et torsion. Elle ne comporte aucun guidage glissant qui puisse être influencé par la saleté ou par l'eau (glace). La mâchoire de frein n'est nulle part en contact avec le sup-10 port de frein ; elle est suspendue complètement libre dans l'évidement du support de frein. Une application contre le support de frein ne peut se produire uniquement que lors d'un freinage brutal et de fait passagèrement ; dès que la pression de freinage se relâche la mâchoire de frein retourne à sa position li-15 bre normale. Le constructeur à une grande latitude dans le di-mensionnement de la mâchoire de frein qui peut être, comparativement aux constructions connues, réalisée très légère, car les efforts élastiques des étriers ressorts absorbent, jusqu'à la butée d« la mâchoire de frein ou de la garniture de frein contre 20 le «upport de frein, une partie considérable des efforts périphériques agissant sur les garnitures de frein. Enfin il ne peut se produire aucune usure inégale des garnitures de frein car, pendant le court trajet de départ des étriers ressorts 5 à 8, le mouvement longitudinal de la mâchoire de frein est pratique-25 ment parallèle à l'axe. A la fin du freinage, aucun bruit de crissement ne peut prendre naissance, car la mâchoire avec les garnitures de frein viennent aussitôt à leur position normale. 69 20524 i 8 2011302 llTIIHICltlOI! 1 - Frein à disque à garniture partielle avec une mâchoire de frein, enserrant le "bord du disque de frein, qui, comparativement à un support de frein fixé à un châssis, est dispo-5 sée déformable parallèlement à l'axe du disque de frein, caractérisé en ce que la pince de frein 4 est reliée au support de frein 1 des deux côtés du disque de frein 2 par des étrlâs faisant ressort 5, 6, 7, 8 et que, sous l'action d'une impulsion de freinage, elle se déporte, à partir d'une position 10 normale, en partie dans une direction parallèle à l'axe du disque de frein et en partie dans une direction parallèle au plan du disque de frein et où, après la fin de l'opération de freinage, la mâchoire de frein 4 est ramenée à sa position normale par l'effet élastique des étriers faisant ressort 5, 6, 7, 8« 15 2 - Frein à disque à garniture partielle suivant la reven dication 1, caractérisé en ce que les étriers formant ressort 5, 6, 7, 8 sont pourvus de branches 51, 52, 61, 62, 71, 72, 81, 82 qui sont introduites dans des trous de fixation correspondants de la mâchoire de frein 4 et du support de frein 1•■ 20 3 - Frein à disque à garniture partielle suivant les reven dications 1 et 2, caractérisé en ce que des pièces de limitation de course 17, 18 soutiennent latéralement les étriers flexibles 5, 6, 7, 8 près des trous de fixation 52, 62, 72, 82 dans le support de frein 1• 25 4 - Frein à disque à garniture partielle suivant les reven dication 1 et 2, caractérisé en ce que les trous de fixation dans le support de frein 1, ainsi que les branches des étriers 52, 62, 72, 82 destinées à ces trous, présentent un profil de guidage 19 qui empêche un mouvement de rotation fig« 4. 30 5 - Frein à disque à garniture partielle suivant les reven dications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que les branches des é 6 - Frein .à disque à garniture partielle suivant les reven-35 dications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on a prévu des pièces d'arrêt 17, 18 montées aux trous de fixation du support de frein 1 qui empêchent d'une part un départ latéral de 1'étrier ressort 5 et d'autre part une chute de 1'étrier ressort hors 69 20524 9 2011302 du trou de fixation. 7 - Frein à disque à garniture partielle suivant les revenr-dications 1, 2 et 6, caractérisé en ce que les pièces d'arrêt 18 sont constituées par un seul étrier d'arrêt 21 qui est 5 placé au-dessus tous les étriers ressorts 5 à 8 et fixé au support de frein 1 par un élément de fixation 22. 8 - Frein à disque à garniture partielle suivant les re° ventications 1 et 2, caractérisé en ce que les branch.es des étriers 52, 62, 72, 82 logées dans les trous de fixation du 10 support de frein 1- sont munies chacune d'un ressort de torsion 20 fig. 5.