Brevet FR2347573A1 — publié le 19771104

La présente invention concerne d'une manière générale les freins, notamment pour véhicule automobile, qui comportent un support fixe, un organe rotatif à freiner présentant au moins une piste de freinage circulaire, au moins un patin de freinage, qui est monté mobile au contact d'au moins une butée de guidage, transversalement vis-à-vis de la piste de freinage, et qui est soumis à des moyens élastiques de maintien le sollicitant en application contre ladite butée de guidage, et une pièce d'action apte à appliquer ledit patin de freinage contre ladite piste de freinage. I1 peut s'agir par exemple d'un frein à disque ou d'un frein à couronne, auquel cas le disque ou la couronne constituant l'organe rotatif à freiner présente, sur deux faces opposées, deux pistes de freinage circulaires distinctes, à chacune desquelles est associé au moins un patin de freinage individuel. Pour l'un de ces patins de freinage, la pièce d'action susc- tible de l'appliquer contre la piste de freinage associée comporte au moins un piston de serrage, tandis que pour l'autre, la pièce d'action correspondante peut comporter soit un piston de serrage individuel soit un bloc d'appui appartenant à une pièce de transfert apte à transmettre par réaction à ce patin de freinage, mais en sens opposé, l'effort de serrage appliqué directement au pre- mier par le piston de serrage associé à celui-ci. Quoi qu'il en soit, la présente invention vise plus précisément les moyens élastiques de maintien associés à l'un ou l'autre des patins de freinage, moyens élastiques de maintien qui, ainsi qu'on le sait, ont notamment pour but d'éviter tout jeu intempestif d'un tel patin de freinage vis-à-vis de la ou des butées de guidage transversal qui lui sont associées, untel jeu étant inévitablement générateur de bruit et/ou d'usure. De manière usuelle, ces moyens élastiques de maintien, qu'il s'agisse dlune simple lame élastiquement déformable bombée, ou qu'il s'agisse de ressorts portant latéralement sur l'une des tranches du patin de freinage concerné par une aile d'appui élastiquement déformable, sont portés à demeure par le support fixe. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition suivant laquelle ces moyens élastiques de maintien sont au contraire portés par la pièce d'action agissant sur le patin de freinage concerné. De manière plus précise, la présente inventIon a tout d'sabord pour objet un ressort de maintien pour patin de freinage destiné à être soumis à une quelconque pièce d'action, piston de serrage, bloc d'appui ou pièce de transfert par exemple, du genre comportant au moins une aile d'appui élastiquement déformable propre à venir porter latéralement sur l'une des tranches d'un tel patin, et caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de support propres à en permettre l'assujettissement à une telle pièce d'action. Elle a encore pour objet un frein mettant en oeuvre au moins un patin de freinage auquel est associé un tel ressort de maintien, que la pièce de commande agissant sur ce patin de freinage soit un piston de serrage ou qu'elle soit un bloc d'appui appartenant à une pièce de transfert. Be fait que le ressort de maintien ainsi associé à un tel patin de freinage soit suivant l'invention porté par la pièce de commande agissant sur celui-ci en facilite avantageusement la mise en place, au bénéfice du prix de revient de l'ensemble. En outre, lorsque cette pièce d'action est un piston de serrage, le ressort de maintien suivant l'invention établit avantageusement par frottement, entre un tel piston de serrage, auquel il est assujetti, et le patin de freinage correspondant, auquel il est appliqué, un lien de solidarisation permettant a' ce patin de freinage de bénéficier du mouvement de rappel dont est usuellement l'objet un piston de serrage du fait du joint d'étanchéité annulaire qui le ceinture lorsque, au terme d'un freinage, la pression hydraulique dans la chambre qu'il forme avec le cylindre dans lequel il est engagé est relâchée, et ce mouvement de rappel auquel participe alors ainsi le patin de freinage conduit avantageusement celui-ci à s'écarter de lui-m8me de la piste de freinage à laquelle il est associé. Par ailleurs, le ressort de maintien suivant l'invention qui, suivant une forme préférée de réalisation, comporte un flasque transversal de support qui porte en saillie les pattes d'engagement permettant de l'assujettir à la pièce de commande correspondante et qui s'étend globalement transversalement vis-à-vis de sa ou ses ailes d'appui, peut avantageusement constituer par lui-même un écran thermique s'opposant à toute transmission intempestive de chaleur entre le patin de freinage concerné et la pièce d'action appliquée à celui-ci. Cette disposition est particulièrement avantageuse lorsque cette pièce d'action est un piston de serrage, car elle permet de minimiser l'élévation de température dans la chambre hydraulique que forme ce piston de serrage avec le cylindre dans lequel celui-ci est engagé, et donc de s'opposer au phénomène de vaporisation, connu sous le nom de "vapor-lockn susceptibie d'affecter cette chambre hydraulique et les canalisations qui lui sont raccordées. Suivant un développement de cette disposition, le ressort suivant l'invention porte avantageusement, pour une portion au moins de sa surface, et notamment de celle destinée à venir au contact du patin de freinage auquel il est destiné, un revêtement présentant des caractéristiques calorifuges susceptibles d'en améliorer la qualité d'écran thermique, ce revêtement comportant par exemple.à cet effet de la matière à base de fibres d'amiante. En addition, ou en substitution à de telles caractéristiques calorifuges, un tel revêtement peut également présenteravantageusement des caractéristiques anti-bruit, en comportant a cet effet une matière à base de caoutchouc ou une autre matière ayant des propriétés visco élastiques analogues. Dans ce cas, le ressort de maintien suivant l'invention permet avantageusement de réduire le niveau sonore du bruit dont le patin de freinage auquel il est appliqué peut être en fonctionnement à l'origine. l'es caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un frein à disque comportant un ressort de maintien suivant l'invention la figure 2 est une vue en perspective de ce ressort de maintien, et des éléments avec lesquels il coopère la figure 3 est une vue partielle en perspective, avec arrachement, d'un ressort de maintien suivant l'invention, selon une variante de réalisation de celui-ci. Sur la figure 1 on reconnaît un frein à disque de type connu. La description d'un tel frein à disque ne sera pas donnée en détail ici. Il suffira de rappeler qu'il comporte globalement un support fixe 10, un disque rotatif à freiner Il formant sur chacune de ses faces une piste de freinage circulaire, deux patins de freinage 12A,12B disposés chacun respectivement d'un c8té et de l'autre du disque Il et montés mobiles par rapport au support fixe 10, parallèlement à l'axe du disque 11, pour contact avec la piste de freinage correspondante de ce dernier, un 7.oc de commande hydraulique 13 qui s'étend parallèlement à l'axe du disque, d'un côté de celui-ci, et qui comporte un piston de serrage 14 apte à agir directement sur le patin de freinage 12A, et une pièce de transfert 15, qui s'étend de part et d'autre du bloc de commande 13, des patins de freinage 12h,12B, et d'une partie du disque 11, et qui est ainsi apte à transmettre indirectement, par réaction, au patin de freinage 12B, de l'autre côté du disque Il, l'action exercée directement sur le patin de freinage 12k par le piston de serrage 14 du bloc de commande 13. Dans 11 exemple représenté, le bloc de commande 13 forme un cylindre borgne 16, dans lequel le piston de serrage 14 est monté coulissant, et qui est solidaire de la pièce de transfert 15, en étant par exemple, et tel que représenté, d'un seul tenant avec celle-ci. Bien entendu des moyens sont prévus, non visibles sur la figure, pour permettre l'alimentation en fluide sous pression de la chambre 30 formée par le cylindre 16 et le piston 14 engagé dans celui-ci, et l'étanchéité de cette chambre 30 est assurée par un joint 31. Dans l'exemple représenté, et de manière connue en soi, le piston de serrage 14 forme extérieurement un cylindre de section circulaire et présente, en regard du patin de freinage 12k, un alésage borgne de section elle aussi circulaire 17. De manière également connue en soi, le patin de freinage 12A comporte une plaquette de support 18A sur laquelle est rapportée, par exemple par collage, une garniture de frottement 19A. Ce patin de freinage 12k est disposé dans un logement 20 qui est formé à cet effet dans le support fixe 10 et qui comporte des surfaces dé butée propres à son guidage transversal ; dans ce logemment 20, le patin 12A est soumis à des moyens élastiques de maintien désignés par la référence générale 22 sur les figures 1 et 2. Dans l'exemple représenté, ces moyens élastiques de maintien 22 agissent radialement sur le patin de freinage 12A, dans un sens radial allant de la périphérie du disque à l'axe de celui-ci, et comportent à cet effet deux ailes d'appui élastiquement déformables 23,23' qui portent latéralement sur celle des tranches cir conférentielles de la plaquette de support 18A du patin de freinage 12k qui est radialement la plus éloignée de l'axe du disque, et qui maintiennent ainsi cette plaquette de support 18A élastiquement en appui contre des surfaces de butée 24,24' appartenant au logement 20 et prévues à cet effet aux extrémités circonférentielles de la tranche circonférentielle de ce logement la plus proche de l'axe du disque Il ; sur les figures, seule est visible la surface de butée 24, la surface de butée 24' étant symétrique de la précédente par rapport au plan diamétral de symétrie du frein passant par l'axe du bloc de commande 13. Dans l'exemple représenté, les tranches sensiblement radiales du logement 20 formant par ailleurs par elles-mêmes des surfaces de butée propres d'une part au maintien circonférentiel du patin de freinage 12k, et donc à la transmission au support fixe de l'effort tangentiel de freinage développé lors d'un freinage, et d'autre part au guidage transversal du patin de freinage 12A parallèlement à l'axe du disque 11. Suivant l'invention, les moyens élastiques de maintien 22 associés au patin de freinage 12k comportent par ailleurs- des moyens de support propres à en permettre l'assujettissement à la pièce d'action qui lui est associée, à savoir au piston de serrage 14 dans l'exemple de réalisation considéré. Dans l'exemple représenté, les ailes d'appui 23,23t sont constituées par des lames élastiques s'étendant à l'opposé l'une de l'autre et les moyens de support qui leur sont associés comportent un flasque de support 25 qui s'étend globalement transversalement vis-à-vis de ces ailes et qui porte en saillie au moins deux pattes d'engagement 26 établies-à distance l'une de l'autre et propres à coopérer en engagement avec le piston de serrage 14. Dans l'exemple représenté, le flasque de support 25 est annulaire, à l'image dé la tranche d'extrémité correspondante du piston de serrage 14. Les ailes d'appui 23,23' sont portées par une équerre commune 27 formant globalement un prolongement radial du flasque de support 25, à la périphérie externe de celui-ci. A sa périphérie interne,ce flasque de support 25 porte les pattes d'engagement 26, et, globalement, celles-ci s'étendent axialement en direction opposée aux ailes d'appui 23,23'. Dans l'exemple représenté, il y a une pluralité de pattes d'engagement 26. En pratique, les lames élastiques constituant les ailes d'appui 23,23' sont d'un seul tenant avec le flasque de support 25 et les pattes d'engagement N portées par celui-ci ; ces lames, ce flasque et ces pattes sont formés par découpe et pliage d'un même flan initial et constituent ainsi conjointement une seule et unique pièce formant le ressort de maintien associé au patin de freinage 12A. Dans l'exemple représenté, les pattes d'engagement 26 de ce ressort de maintien sont au contact de la surface périphérique interne de l'alésage borgne 17 du piston de serrage 14, par emboitement global dans cet alésage, la périphérie interne du flasque 25 ayant sensiblement un même diamètre que celle de l'alésage borgne 17. Dans ce cas, les pattes d'engagement 26, qui sont élastiquement déformables, vont, au repos, légèrement en divergeant les unes par rapport aux autres, de leur zone d'enracinement au flasque 25 qui les porte à leur extrémité libre, en sorte que, après leur engagement à force dans l'alésage borgne 17 du piston de serrage 14, il se développe entre elles et la surface périphérique correspondante de cet alésage un effort de serrage radial de nature å assurer un maintien axial convenable de l'ensemble sur ce piston de serrage. Suivant une variante de réalisation non représentée, le diamètre de la périphérie interne du flasque 25 est sensiblement égal à celui de la périphérie externe du piston de serrage 14 en sorte que les pattes d'engagement 26 sont au contact de la surface périphérique externe de l'extrémité concernée de ce piston. Dans ce cas, ces pattes d'engagement vont de préférence en convergeant légèrement les unes par rapport aux autres de leur zone d'enracinement au flasque 25 qui les porte à leur extrémité libre. Dans tous les cas, le ressort de maintien 22 suivant 1 'in- vention est calé radialement sur le piston de serrage 14, ce qui lui permet d'agir effectivement radialement sur le patin de freinage 12A pour l'application de celui-ci contre les surfaces de butée 24,24', et il est en outre solidaire axialement du piston de serrage 14, ce qui lui permet de suivre les déplacements de ce dernier et donc aussi bien celui, d'engagement, que ce piston de serrage imprime au patin de freinage 12A lors d'un freinage que celui, de retrait, dont ce piston de serrage est l'objet, à l'issue d'un tel freinage, du fait du joint d'étanchéité qui le ceinture, en raison de l'élasticité propre de ce joint. En outre, dans l'exemple représenté, le ressort de maintien 22 suivant l'invention constitue également par lui-même des moyens de retenue radiale pour le patin de freinage 12A, sur la tranche circonférentielle de celui-ci radialement la plus éloignée de l'axe du disque 11. En effet, dans l'exemple représenté, le support fixe 10, pour constitution du logement 20 du patin de freinage 12A, est simplement évidé en forme de U en direction de la périphérie du disque 11. Enfin, ainsi qu'on l'aura compris, le ressort de maintien 22 constitue également, par son flasque 25, un-écran thermique interposé entre le patin de freinage 12A, qui est soumis à échauffement lors d'un freinage, et le piston de serrage 14, qu'il est avantageux de protéger ainsi d'un tel échauffement ; en effet, tout échauffement dans la chambre 30 que forme ce piston avec le cylindre 16 peut conduire intempestivement à l'apparition du phénomène de "vapor-lock", Suivant un développement de cette disposition illustré par la figure 3, le flasque 25 du ressort 22 porte un revêtement- à -caractéristiques calorifuges ; il peut s'agir par exemple d'un revêtement 33 à base de fibres d'amiante, et par exemple d'un revêtement en tissu d'amiante imprégné d'une. matière de support appropriée, résine synthétique notamment, convenablement séchée et/ou cuite et/ou polymérisée. En variante, ou en complément, ce revêtement peut comporter des caractéristiques anti-bruit, en vue. de rendre moins bruyant, voire même silencieux, en service, le patin de freinage 12A ; dans ce cas il comporte par exemple une matière à base de caoutchouc ou présentant des caractéristiques visco-élastiques analogues, tel que décrit notamment dans la demande de brevet fran çais No 75 02494 du 28 janvier 1975. Une telle matière peut avantageusement servir de matière d'imprégnation à un tissu d'amiante, pour la constitution d'un revêtement ayant à la fois des caractéristiques calorifuges et des caractéristiques anti-bruit. Quoi qu'il en soit, un tel revêtement 33 peut être assujetti par tout moyen approprié au flasque 22 qui le porte, par exem ple par collage,agrafage, rivetage ou surmoulage. En outre, il peut s'étendre à n'importe quelle portion de la surface du ressort 22, et notamment de la surface de ce res sort destinée à venir au contact du patin de freinage 12A. Ainsi qu'on le notera par ailleurs sur la figure 3, les pat tes d'engagement 26 du ressort 22 sont, en variante, chacune af fectées d'une déformation d'assujettissement, propre à en favo riser l'engagement avec la paroi de l'alésage 17 du piston de serrage 14. il s'agit, dans l'exemple représenté sur cette figure 3, d'une ondulation 34. Suivant une autre variante, représentée en traits interrompus à la figure 2, une telle déformation d'assujettissement, est une aile d'extrémité en équerre 35, destinée à coopérer avec une gor ge 36 du piston de serrage 14. Bien entendu la présente invention ne se limite pas d'ail leurs aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution et/ou de combinaison de leurs divers éléments. En particulier, le ressort de maintien suivant l'invention n'est pas nécessairement constitué à partir d'un flan convenable ment découpé et plié. il pourrait tout aussi bien s' agir d-'un ressort en fil rond par exemple. En outre, et quelle que soit sa constitution, un tel ressort n'agit pas nécessairement sur le patin de freinage concerné dans le sens radial du disque allant de la périphérie de celui-ci à son axe. Il pourrait tout aussi bien agir dans le sens radial opposé, ou même dans le sens circonférentiel de rotation du disque 11 ou dans le sens circonférentiel opposé. De plus, l'application de l'invention ne se limite pas aux freins à disque dans lesquels la pièce de transfert fait corps avec le bloc de commande, celui-ci étant ainsi entrainé avec cet ,te pièce de transfert ; en fait, ce bloc de commande peut tout aussi bien être fixe. En variante, il peut aussi bien y avoir un bloc de commande individuel pour chacun des patins de freinage. D'ailleurs, l'application de l'invention ne se limite pas non plus, d'une manière plus générale, aux freins à disque. Elle s'étend en effet à tout frein présentant un organe rotatif à freiner ayant au moins une piste de freinage circulaire, et par exemple aux freins à couronne. Enfin, elle s'étend à n 'importe lequel des patins de freinage que peut comporter un tel frein, que la pièce d'action susceptible d'appliquer un tel patin contre une piste de freinage comporte un piston de serrage, ou qu'elle comporte un bloc d'appui, et par exemple un bloc d'appui appartenant à une pièce de transfert. Par ailleurs, lorsque le ressort de maintien suivant l'invention présente un flasque, celui-ci n'est pas nécessairement annulaire et/ou son contour extérieur n'est pas nécessairement circulaire, notamment dans le cas où la pièce d'action agissant sur le patin de freinage concerné n'est pas un piston ; un tel flasque peut en effet être plein, et/ou son contour extérieur être quelconque, et par exemple ovale ou carré. RENEDI CAI ONS 1. Ressort de maintien pour patin de freinage destiné à être soumis à une quelconque pièce d'action, piston de serrage bloc d'appui ou pièce de transfert par exemple, du genre comportant au moins une aile d'appui élastiquement déformable propre à venir porter latéralement sur l'une des tranches d'un tel patin, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de support propres à en permettre 1' assujettissement à une telle pièce d'action. 2. Ressort suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de support comportent au moins deux pattes d'engagement établies à distance l'une de l'autre. 3. Ressort suivant la revendication 21 caractérisé en ce que lesdites pattes d'engagement sont portées en saillie par un flasque de support qui s'étend globalement transversalement visà-vis de l'aile d'appui associée. 4. Ressort suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le flasque de support est annulaire. 5. Ressort suivant les revendications 3 et 4 prises conjointement caractérisé en ce que les pattes d'engagement sont disposées à la périphérie interne du flasque de support. 6. Ressort suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'une au moins de ses pattes d'engagement comporte au moins une déformation d'assujettissement, telle que ondulation, aile d'extrémité en équerre, ou autre. 7. Ressort suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pour une portion au moins de sa surface, et notamment de celle destinée à venir au contact du patin de freinage auquel il est destiné, il porte un revêtement, à caractéristiques calorifuge et/ou anti-bruit. 8. Ressort suivant les revendications 3 et 7 prises conjointement caractérisé en ce que son revêtement s'étend sur son flasque de support. 9. Ressort suivant la revendication 3, dans lequel l'aile d'appui est une lame élastique, caractérisé en ce que cette lame est d'un seul tenant avec le flasque de support associé et les pattes d'engagement portées par celui-ci, cette lame, ce flasque et ces pattes étant formés par découpe et pliage d'un même flan initial. 10. Ressort suivant la revendication 3, dans lequel il y a deux ailes d'appui s'étendant à l'oppose l'une de l'autre, caractérisé en ce que lesdites ailes d'appui sont portées par une équerre commune formant globalement un prolongement radial du flasque de support associé. 11. Ressort suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les pattes d1engagement portées par son flasque de support s'étendent axialement en direction opposée à l'aile d'appui associée. 12. Frein du genre comportant un support fixe, un organe rotatif à freiner présentant au moins une piste de freinage circulaire, au moins un patin de freinage qui est monté mobile au contact d'au moins une butée de guidage, transversalement vis-àvis de la piste de freinage, et qui est soumis à des moyens élastiques de maintien le sollicitant en application contre ladite butée de guidage, et une pièce d'action apte à appliquer ledit patin de freinage contre ladite piste de freinage, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques de maintien dudit patin de freinage comportent au moins un ressort conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 11. 13. Frein suivant la revendication 12, dans lequel la pièce d'action associée au patin de freinage concerné, présente un alésage en regard dudit patin de freinage, caractérisé en ce que les pattes d'engagement du ressort de maintien également associé à ce patin de freinage sont au contact de la surface périphérique interne de cet alésage.