Brevet FR2335741A1 — publié le 19770715

La présente invention, concernant le freinage des véhicules, est plus spécifiquement relative à des perfectionnements à des freins à disque à actionnement hydraulique pour véhicules, les freins à disque ici considérés étant d'un genre dans lequel un premier et un second ensemble à garniture de friction destinés à s'appliquer contre les faces opposées d'un disque tournant sont guidés avec coulissement pour se rapprocher et permettre de s'écarteur du disque, dans un organe absorbant le tirage qui couvre la périphérie du disque, et dans lequel des pistons, intérieur et extérieur, agissant en sens opposé, se déplacent dans un cylindre hydraulique commun dans l'organe absorbant le tirage, de façon que le piston intérieur agisse directement sur le premier ensemble à garniture de friction voisin pour l'appliquer contre la face voisine du disque lorsque le cylindre est mis sous pression et que le piston extérieur agisse sur l'autre deuxième ensemble à garniture de friction, par voie indirecte, par rl'intermédiaire d'un ensemble de serrage qui couvre le bord périphérique du disque et qui peut se déplacer dans une direction parallèle à l'axe du disque, le piston extérieur agissant sur la face extérieure du disque et appliquant également le deuxième ensemble à garniture de friction contre la face opposée du disque lorsque le cylindre est mis sous pression. Dans un frein à disque connu du genre exposé l'organe de serrage est guidé avec glissement sur des surfaces en saillie de l'organe absorbant le tirage et s'applique simplement contre le deuxième ensemble à garniture de friction. Âvec cette dispo sition les surfaces de coulissement sont exposées à l'intrusion de la crasse et de matières étrangères et risquent donc de se rouiller et de se corroder. Dans un autre frein à disque connu du genre exposé les pistons sont entièrement séparés l'un de l'autre et l'organe de serrage est accouplé positivement à la fois au piston extérieur et au deuxième ensemble à garniture de friction, ce gui fait qu'il est guidé des deux côtés du disque par rapport à l'organe absorbant le tirage, dans une direction parallèle à l'axe du disque, 1' organe de tirage étant par ailleurs séparé de l'orga- ne absorbant le tirage et en étant écarté. Dans un frein à disque semblable du genre exposé dans lequel l'organe de serra ge est accouplé positivement à la fois au deuxième ensemble à garniture de friction et au piston extérieur, les pistons sont accouplés avec coulissement l'un à l'autre.Ces deux freins à disque connus présentent le désavantage que lorsqu'il se produit des åeux appréciables entre le deuxième ensemble à garniture de friction et les surfaces de guidage, dans l'organe absorbant le tirage, entre lesquelles il est guidé, l'application du frein est bruyante parce qu'il se produit un "clac" lorsque le deuxième ensemble à garniture, qui est entratié avec le disque, entre en contact avec l'une des surfaces de guidage qui forme une butée absorbant le tirage. Ce mouvement du deuxième ensemble de garniture avec le disque est accompagné par l'organe de serrage avec lequel il forme un ensemble ayant une masse appréciable qui développe une inertie considérable.Lorsque les jeux sont réduits pour éliminer le claquement en question en réduisant au minimum le mouvement du deuxième ensemble à garniture avec le disque, on constate une tendance à ce que les surfaces qui entrent en contact mutuel entre l'organe absorbant de tirage et la garniture, qui ne peuvent etre protégées par une gaine étanche, se rouillent et se corrodent, ce qui empoche à son tour le fonctionnement du frein. Conformément à la présente inventions dans un frein à disque du genre exposé pour véhicules, une liaison rigide et détachable entre l'organe de serrage et le piston extérieur est établie, ainsi qu'une liaison entre l'organe de serrage et le deuxième ensemble à garniture de friction, conçue de manière à permettre entre eux un mouvement circonférenciel rotatif, et les pistons sont accouplés ensemble avec coulissement pour définir des moyens de guidage, dans l'organe absorbant le tirage, pour l'organe de serrage, les moyens de guidage comprenant un prolongement en forme de tenon sur le piston extérieur qui se déplace dans un perçage borgne ménagé dans le piston intérieur, l'accouplement étant disposé de façon que les pistons restent en contact dans toutes les conditions d'usure de la garniture et des moyens nti-rotetion étant prévus pour empecher que l'organe de serrage ne tourne dans l'alésage du cylindre. Ainsi on obtient des surfaces de glissement parfaitement couvertes et lubrifiées pour guider la pince (ou étrier) par rapport à l'organe stationnaire absorbant le tirage. Les surfaces de glissement ont une longueur et une solidité suffisantes pour positionner pratiquement la garniture en dépit des vibra tions qui tendent à la dévier et à la déplacer. Comme il n'existe pas d'accouplement positif entre l'organe de serrage et le deuxième ensemble à garniture de friction, ce dernier peut se déplacer avec le disque et par rapport à l'organe de serrage lorsque le frein est appliqué. Ainsi la masse mobile est relativement petite, ce qui procure à son tour un fonctionnement relativement silencieux, tout en permettant que les jeux soient suffisamment grands pour empêcher le grippage. Ce mode de construction élargit par conséquent le compromis qu'on trouvait dans les freins antérieurement connus, entre des jeux qui étaient ou bien tellement grands qu'on obtenait un guidage bruyant, mais coulissant librement, ou bien trop petits, pour fournir un guidage régulier, mais sujet éventuellement à coincement. Les seules parties du frein qui se déplacent pour appliquer des ensembles de garniture contre le disque sont les pistons, car on peut considérer que l'organe de serrage est un prolongement du piston extérieur. Ainsi les pièces mobiles sont protégées et lubrifiées par du fluide hydraulique. L'invention présente encore l'avantage que les moyens de guidage comprenant les pistons peuvent avoir une longueur égale à la longueur totale de l'alésage. Comme l'invention n'exige pas que les surfaces de guidage glissantes supportent de fortes pressions d'application dans un environnement non protégé, on peut sélectionner les matériaux composant les pièces uniquement d'après leurs caractéristiques pour supporter les efforts ou suivant leur rigidité, sans que ces caractéristiques soient compromises par une condition de résistance à l'usure. La disposition-permet de conserver des freins à cylindre fixe, avec lesquels on peut changer la garniture du frein avec un minimum de dérangement pour les composants hydrauliques du frein. Si le piston intérieur était pourvu d'un prolongement en forme d'ergot, de diamètre réduit, se déplaçant dans un trou borgne dans le piston extérieur, la longueur d'appui effective de 1' ensemble ne serait pas améliorée par rapport à la situation dans laquelle les pistons ne seraient pas reliés, de sorte que la pince pourrait se pencher de façon exagérée, dans l'intervalle du jeu de piston. Les moyens anti-rotation peuvent comprendre le clavetage mutuel des pistons à l'encontre d'une rotation relative et l'accouplement positif du piston intérieur au premier ensemble à garniture de friction. Ceci présente l'avantage que les moyens anti-rotation seront complètement protégés et lubrifiés. Suivant une autre solution possible, on peut prévoir une broche séparée entre l'organe de serrage et l'organe absorbant le tirage. Un tel mode de construction ne requiert pas une conformation spéciale des pistons. Une deuxième broche est prévue entre l'organe de serrage et l'organe absorbant le tirage, écartée des pistons. Comme la deuxième broche a seulement besoin de supporter la pince à l'encontre d'une rotation, les charges pe- sant sur cette broche sont faibles} en particulier si elle est fort écartée des pistons. Ainsi les surfaces de contact ne s'useront pas, meme si la surface effective du contact est très réduite. De cette façon on peut réaliser un contact ponctuel ou linéaire entre la broche et le trou, qui aura donc peu de chance -de se gripper,même s'il 'est pas prévu une gaine de protection.Néammoins, dans une disposition préférée, pour abaisser le prix de revient, l'organe de serrage peut reposer simplement sur le bord le plus extérieur du deuxième ensemble à garniture de friction pour réaliser les moyens anti-rotation. Ainsi le mouvement de l'étrier dans le sens radial vers l'intérieur est limité, tout en permettant un mouvement circonférentiel relatif. Il n'y a pas de risque de grippage lorsque le deuxième ensemble à garniture se déplace avec la pince. Le deuxième ensemble à garniture de friction ou les deux ensembles à garniture peuvent être positionnés à l'encontre d'un mouvement radial, soit dans l'organe absorbant le tirage, soit dans l'organe de serrage. L'invention ne peut s'appliquer qu'aux types de freins dans lesquels la garniture extérieure est portée par l'organe de serrage, de sorte que les forces de tirage de la garniture extérieure sont transmises par l'intermédiaire du guidage. Si le tirage de la garniture extérieure était transmis par l'intermédiaire des pistons lorsqu'ils sont disposés comme prévu dans l'invention, les difficultés soulevées par des liaisons croisées et le frottement au point de contact des pistons dans l'alésage et du tenon dans son perçage rendraient la conception peu satisfaisante. Egalement un organe de serrage absorbant le tirage ne doit pas pouvoir se déplacer par rapport à la garniture extérieure, ainsi que cela est prévu dans l'invention. L'invention sera mieux expliquée et comprise en se reportant à la description ci-après, avec référence aux dessins ciannexés où l'on voit notamment un mode de réalisation proposé pour l'invention. Sur ces dessins : - la figure i est une élévation latérale d'un frein à disque - la figure 2 est une coupe longitudinale du frein - la figure 3, une vue en plan, avec demi-coupe par 11 axe de l'actuateur - la figure 4, une élévation d'extrémité avec demicoupe par le plan du premier ensemble à garniture de friction directement actionné - la figure 5, une vue en plan partielle d'une partie d'un frein modifié - la figure 6, une élévation d'extrémité suivant la ligne 6-6 de la figure 5; et - la figure 7, une élévation d'extrémité semblable à la figure 6, montrant une autre modification. Le frein à disque représenté sur les figures 1 à 4 comprend un organe 1 absorbant le tirage, qui est adapté à être monté sur une partie stationnaire d'un véhicule, au voisinage d'une face d'un disque rotatif, non représenté. L'organe 1 absorbant le tirage est formé commodément par une pièce en aluni nium matricé ou en fer coulé et comprend une bride de montage 2 possédant, à ses extrémités radialement les plus intérieures, des oreilles écartées 3, destinées à être attachées à la partie stationnaire.L'extrémité radiale de la bride 2 se raccorde à des bras parallèles 4, écartés circonférentiellement, ayant une hauteur appréciable, qui passent par dessus le bord périphérique du disque et définissent entre eux une feinte circonférentielle dans laquelle se logent un premier ensemble à garniture de friction 5 et un deuxième ensemble à garniture de friction 6, destinés à entrer en contact avec les faces opposées du disque. En des points intermédiaires de leur longueur les bras 4 ont une épaisseur réduite à partir de leurs extrémités radialement les plus intérieures, grâce à des fentes 7 servant à loger le disque. Chaque ensemble à garniture de friction (ou patin) 5, 6 comprend une garniture 8 en matériau de friction destiné à s'appliquer contre le disque et une plaque support rigide 9 portant la garniture 8 et disposée entre les faces parallèles internes des bras 4. Les ensembles à garniture de friction 5 et 6 sont retenus dans le frein au moyen de plaques de maintien Il, relativement minces, en matériau élastique, (soit commodément en métal) placées entre les faces intérieures des bras et les extrémités des plaques supports 9. Les plaques de maintien 11 ont un contour plan et sont appliquées contre les faces intérieures des bras 4, en étant pourvues de nervures 12, dirigées axialement vers l'intérieur, qui ont un contour en V, lequel s'engage dans des entailles complémentaires ménagées dans les extrémités des plaques supports 9, ce qui maintient les ensembles de garniture de friction 5, 6 dans le frein en s'opposant pratiquement à un déplacement par rapport à l'organe stationnaire 1 dans le sens radial et dans le sens circonférentiel. Les extrémités opposées des plaques 11 sont coudées vers l'extérieur de façon à former des brides 14, parallèles et écartées, qui enserrent les extrémités opposées des bras 4. Des broches 15 passent axialement au travers des bras 4, à partir des quelselles font saillie à des extrémités opposées au travers des brides 14 et leur sont couplées par des broches fendues 16. Un organe de serrage comprenant une pince (ou étrier) 17 ayant un contour de forme générale en U et qui est en fonte à grande résistance, chevauche le disque et enserre les ensembles à garniture de friction 5, 6 qui sont placés entre les bras 4, tout en en étant écartés. La pince comprend des branches radiales 18 , 19, opposées et écartées, qui sont reliées entre elles par une pièce 20 formant pont qui en est partie intégrante et massive. Une partie de l'organe absorbant le tirage, qui est voisine de la bride de montage 2, est pourvue d'un cylindre ou vérin hydraulique 21 à extrémité ouverte, dans lequel se déplacent des pistons hydrauliques 22 et 23 coaxiaux, l'un intérieur, l'autre extérieur. Chaque piston 22, 23 se meut en frottant contre un joint hydraulique reSpectif'24 25 monté dans la paroi du cylindre et les extrémités opposées de ce dernier sont protégées et fermées de façon étanche à l'encontre de l'intrusion de crasse ou d'autres matières étrangères au moyen de gaines 26, 27 attachées entre les parties d'extrémité en saillie du piston respectif 21, 22 et les extrémités opposées du cylindre.L'ex trémité extérieure du piston extérieur 23 se loge dans un évide ment 28 peu profond ayant un contour circulaire pour la plus grande partie et ce piston extérieur 23 est également accouplé positivement à la branche 18 au moyen d'un boulon 29 qui se visse dans un trou borgne fileté 30, ménagé dans le piston 23. Le trou 30 se prolonge d'une courte distance dans un prolongement en forme de tenon 31, dirigé vers l'intérieur, ayant un diamètre réduit et dont l'extrémité libre présente une tête 32 de diamètre légèrement plus grand qui s'adapte étroitement dans un per çage aveugle 33 ménagé dans le piston intérieur 22 lequel, à son tour, est en contact direct avec la plaque support 9 de la première garniture à friction 5.Des passages (non représentés) établissent des communications entre des parties du perçage 33 situées sur les côtés opposés de la tête 32 pour permettre un écoulement aisé du fluide. Egalement un prolongement annulaire 50 à l'extrémité intérieure du piston intérieur 22, se loge dans un évidement 51 avec un petit intervalle dans l'extrémité voisine du piston extérieur, au moins lorsque le frein se place dans une nouvelle position. Ceci assure que le perçage borgne puisse entre adapté à une course complète de la-garniture; on s'arrange pour que, même lorsque les garnitures 8 sont complètement usées et que par conséquent les pistons 22, 23 sont séparés au maximum, le perçage 33 soit encore suffisammentlong pour loger la tête 32. La branche 19 se trouve en butée librement séparable contre la plaque support 9 du deuxième ensemble 6 de garniture de friction, de sorte que la pince 7 est montée avec coulissement et guidée dans l'organe 1 absorbant le tirage, seulement au moyen des pistons 22 et 23 qui sont lubrifiés par le fluide hydraulique et protégés par les gaines 26, 27. Grace à un accouplement de glissement comprenant le prolongement en tenon 31, les deux pistons constituent un moyen de guidage pour la pince 17, alors que les moyens de guidage présentent une longueur d'appui effective qui est sensiblement égale à la longueur totale du cylindre. De préférence le tenon comporte une tête, de sorte que l'engagement avec jeu étroit entre le tenon et le per çage est limité à la faible longueur axiale de la tête.Ceci diminue les difficultés de la liaison et est plus facile à réaliser que si le tenon était engagé dans le perçage sur sa longueur complète. La pince 17 repose sur le bord radialement le plus extérieur d'au moins le deuxième ensemble à garniture de friction 6 avec un appui librement séparable. Cette disposition s'oppose à la rotation de la pince 17 par rapport à ltorgane 4 absorbant le tirage, par le piston extérieur 23 Si tourne dans l'alésage du cylindre 21. Lorsque le frein est appliqué en mettant sous pression le volume intérieur de 11 alésage 21 du cylindre entre les extrémités voisines des pistons 22 et 23, le premier ensemble à garniture de friction 5 est appliqué directement contre le disque par le piston intérieur 22 et le piston 23 est sollicité dans le sens opposé, en entraînant la pince 17 pour appliquer le deuxième ensemble 6 à garniture de friction contre la surface opposée du disque . En fait la pince 17 fonctionne comme un prolongement du piston 23. Lorsque le deuxième ensemble à garniture 6 fait initialement contact avec le disque, la garniture tend à etre projetée contre le bras voisin 4 de l'organe absorbant 1 tirage. Dans certaines structures antérieures, la garniture est fermement fixée à la branche de la pince et ainsi la branche suit le mouvement de la garniture, de sorte qu'une masse considérable heurte le bras et qu'on entend un fort claquement. Avec la présente disposition la garniture n'est pas fixée à la pince et par suite la garniture peut glisser par rapport à la branche 19, de sorte que seule la faible masse propre de la garniture s'applique contre le bras avec un certain choc. Dans le mode de réalisation ci-dessus les ensembles à garniture sont positionnés et maintenus à l'encontre d'un déplacement radial par les coulisses Il dans la pièce 1 absorbant le tirage. Dans un autre mode de réalisation possible les ensembles à garniture peuvent être positionnés à l'encontre d'un déplacement radial dans l'organe de serrage. Les figures 5 à 7 montrent des exemples de cette autre solution. Dans le frein représenté sur les figures 5 et 6, les ensembles à garniture de friction 5, 6 sont maintenus dans le frein au moyen d'une broche 34 qui comporte une tête 35 à une extrémité. La broche 34 est positionnée de chaque côté de l'ensemble à garniture dans--des perçages ménagés dans des oreilles respectives 36, 37, qui sont prévues sur la pince 17. La broche 34 passe par des ouvertures allongées 38 des plaques supports 9 pour rete nir les ensembles à garniture à l'encontre drun mouvement dans un sens radial par rapport à la pince 17, mais tout en p met- tant un mouvement dans le sens circonférentiel, de sorte que les garnitures sont seulement posiDionnées circonférentiellement par les surfaces de butée respectives dans l'organe 1 absorbant le tirage. Mais l'organe de serrage peut dévier légèrement dans l'intervalle de jeu des pistons, de sorte que l'emplacement des garnitures, directement dans 1' organe du couple comme sur la figure 4, est préférable. Ainsi qu'on le voit sur la figure 7, les ensembles à garniture 5, 6 sont maintenus à l'encontre d'un mouvement dans le sens radial par rapport à la pince 17 au moyen de saillies 39 en forme de crochets sur des plaques supports 9, qui entrent en contact avec des rails 40, obtenus par usinage de la pince 17. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Frein à disque dans lequel un premier et un second ensembles à garniture de friction destinés à s'appliquer contre les faces opposées d'un disque tournant sont guidés avec coulissement pour se rapprocher et s'écarter du disque, dans un organe absorbant le tirage qui couvre la périphérie du disque, et dans lequel des pistons, intérieur et extérieur, agissant en sens opposé, se déplacent dans un cylindre hydraulique commun dans l'organe absorbant le tirage, de façon que le piston intérieur agisse directement sur le premier ensemble à garniture de friction voisin pour l'appliquer contre la face voisine du disque lorsque le cylindre est mis sous pression et que le piston extérieur agisse sur 1'autre deuxième ensemble à garniture de friction, par voie indirecte, par l'intermédiaire d'un ensemble de serrage qui couvre le bord périphérique du disque et qui peut se déplacer dans une direction parallèle à l'axe du disque, le piston extérieur agissant sur la face extérieure du disque et appliquant également le deuxième ensemble à garniture de friction contre la face opposée du disque lorsque le cylindre est mis sous pression, une liaison rigide et détachable étant prévue entre l'organe de serrage et le piston extérieur, les pistons étant accouplés ensemble avec coulissement pour définir des moyens de guidage dans l'organe absorbant le tirage pour l'organe de serrage, caractérisé en ce gu'une liaison est établie entre l'orga- ne de serrage et le deuxième ensemble à garniture de friction de façon à permettre entre eux un déplacement circonférentiel relatif et en ce que le moyen de guidage comprend un prolongement en forme de tenon sur le piston extérieur qui se déplace dans un perçage borgne ménagé dans le piston intérieur, l'accouplement avec glissement étant disposé de façon que les pistons restent en contact dans tous les cas d'usure de garniture, et que des moyens anti-rotation sont prévus pour empêcher que l'organe de serrage ne tourne dans l'alésage du cylindre. 2.- Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que le-tenon comporte, à son extrémité libre, une tête de plus grand diamètre qui s'adapte étroitement dans le perçage borgne, des passages prévus dans ladite tête établissant une communication entre les parties du perçage sur les côtés opposés de la tête. 5 Frein à disque selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un prolongement annulaire à l'extrémité intérieure du piston intérieur se loge dans un évidement ménagé à l'extré- mité voisine du piston extérieur. 4a- Frein à disque selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de serrage repose sur le bord radialement le plus extérieur d'au moins le deuxième ensemble à garniture de friction avec un appui librement séparable, l'appui en question comprenant les moyens anti-rotation. 5.- Frein à disque selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens anti-rotation comprennent le clavetage mutuel des pistons à l'encontre d'une rotation relative et l'accouplement positif du piston intérieur avec le premier ensemble à garniture de friction. 6.- Frein à disque selon l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que le moyen anti-rotation comprend une broche prévue entre l'organe de serrage et l'organe absorbant le tirage. 7.- Frein à disque selon ltune des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de serrage est accouplé positivement au piston extérieur au moyen d'un boulon vissé dans un perçage borgne fileté dans l'extrémité extérieure du piston extérieur 8.- Frein à disque selon l'une des revndications précédentes, caractérisé en ce que les ensembles à garniture sont positionnés et maintenus à l'encontre d'un déplacement radial dans l'organe absorbant le tirage 9. - Frein à disque selon l'une des revendications I à 7, caractérisé en ce qu'au moins le deuxième ensemble à garniture de friction est positionné et maintenu à l'encontre d'un déplacement radial dans l'organe de serrage