Brevet FR2368644A1 — publié le 19780519

La présente invention se rapporte aux dispositifs de freinage des moyens de transport, plus concrètement aux freins à disque. Il est plus rationnel d'utiliser le frein à disque proposé sur les automobiles. I1 est possible d'utiliser le frein à disque proposé sur les véhicules de transport ferroviaire, ainsi que sur les tracteurs, autocars, motocycles. On connaît des freins à disque pour les automobiles, comportant un appui avec deux flasques parallèles, fixé sur la fusée du chtssis de l'automobile. Entre les flasques de l'appui est placé un disque tournant monté sur le moyeu de la roue. Pour le freinage du disque, on a prévu des sabots disposés de ses deux côtés plans mutuellement opposés, et logés dans des encoches ménagées dans les flasques de l'appui immobile. La forme de ces encoches correspond à celle des sabots. Les sabots sont appliqués contre l'appui immobile à 1'aide de ressorts à laie, situés entre le fond des encoches de l'appui immobile et la surface frontale des sabots.Le serrage des sabots contre le disque au cours du freinage s'effectue à l'aide d'un étrier, sur l'une des extrémités duquel est monté un vérin hydraulique dont l'élément mobile agit sur l'un des sabots, tandis que 1'autre sabot est serré contre le disque par l'autre extrémité de l'étrier lors de son déplacement parallèle A l'axe de rotation du disque, par pression du liquide sur le fond d'un cylindre fixé rigidement sur l'étrier. Pour assurer son déplacement par rapport à l'appui immobile, parallèlement à l'axe de rotation du disque, l'étrier est lié d'une manière élastique à l'appui immobile. La liaison élastique est réalisée à l'aide d'un couple d'éléments intermédiaires exécutés sous forme de cornières et placés entre chaque surface latérale opposée de l'étrier et l'appui immobile, et de ressorts en fil métallique. Les ressorts en T sont situés sur l'appui immobile et appliquent de bas en haut l'étrier à l'appui immobile à l'aide des éléments intermédiaires. Une telle liaison élastique entre l'étrier et l'appui immobile entrain, au cours de l'exploitation du frein, une usure relativement rapide de l'étrier et des ressorts dans la zone de leur contact, ce qui peut provoquer des gauchissements de l'étrier pendant son déplacement, ou une détérioration des ressorts, aboutissant, à son tour, au coincement du disque. En outre, dans un tel frein, les ressorts à lame qui appliquent les sabots sur l'appui immobile s'usent relativement vite, ce qui aboutit à leur détérioration. En outre, les sabots ne contactent l'appui immobile que sur de petits secteurs, ce qui a pour effet d'augmenter la pression unitaire et par conséquent d'user excessivement les sabots et l'appui immobile. Tous les inconvénients décrits diminuent la durée de vie du frein à disque. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients indiqués. On stest proposé pour cela de mettre au point un frein à disque pour un moyen de transport, dans lequel la liaison élastique entre l'étrier et l'appui immobile serait construit de manière à permettre d'augmenter la longévité du disque à frein. Ce problème est résolu du fait que dans un frein à disque du type comportant un disque tournant placé entre les flasques parallèles d'un appui immobile, et des sabots placés des deux côtés plats mutuellement opposés de ce disque, et logés dans des encoches ménagées dans les flasques de l'appui immobile et ayant une forme correspondant à celle des sabots, ceux-ci étant ambrassés par un étrier adapté pour serrer les sabots contre le disque au cours du freinage et lié d'une manière élastique à l'appui immobile avec possibilité de déplacement par rapport à celui-ci suivant l'axe de rotation dudit disque, suivant l'invention chaque sabot est placé dans 11 encoche correspondante de sorte que l'une de ses surfaces frontales soit conjuguée au fond de cette encoche et que sa surface frontale opposée soit conjuguée à l'étrier, celui-ci étant lié élastiquement à l'appui immobile par l'intermédiaire d'un couple de leviers disposés des deux côtés latéraux mutuellement opposés de l'étrier et dont les axes de rotation sont fixés sur l'appui immobile parallèlement à l'axe de rotation du disque, l'un des bras de chaque levier agissant sur l'étrier, qui comporte à cet effet des surfaces planes parallèles aux génératrices de sa surface contactant les surfaces frontales des sabots, alors que l'autre bras s'appuie sur l'appui immobile à l'aide d'un élément élastique, d'où il résulte un contact élastique constant entre l'étrier, les sabots et l'appui immobile. Il est avantageux que la largeur du bras de levier agissant sur l'étrier soit quelque peu supérieure à la longueur des surfaces planes de l'étrier. Cette réalisation constructive permet de supprimer complètement l'usure inégale de l'étrier dans la zone de son contact avec le bras de levier. Il n'est pas moins avantageux que l'axe de rotation de chaque levier soit de forme bombée. Cette forme de l'axe de rotation du levier permet de compenser les imprécisions de fabrication des pièces du frein à disque et d'assurer par conséquent un contact permanent suivant toute la largeur du bras de levier agissant sur l'étrier. Le frein à disque destiné à un moyen de transport et réalisé suivant l'invention a permis d'augmenter notablement sa durée de vie et sa fiabilité au cours de ltexploitstion. On donne ci-après la description d'un exemple concret mais non limitatif de réalisation de la présente invention, avec références aux dessins annexés qui représentent - la figure 1, le disque à frein suivant l'invention (sue latérale avec coupe longitudinale jusqu'à l'axe de symétrie); - la figure 2, l'appui immobile (en perspective); - la figure 3, le frein à disque suivant l'invention (vue de dessus); - la figure 4, une vue en coupe suivant IV-IV de la figure 1; - la figure 5, une vue en coupe suivant V-V de la figure 1. Le frein à disque exécuté suivant l'exemple concret de réalisation qui va être décrit est destiné à etre installé sur une automobile Le frein à disque comporte un appui immobile 1 (figures 1, 2) fixé rigidement sur la fusée (non représentée) d'une automobile. L'appui possède deux flasques parallèles 2 (figure 2) reliés entre eux par des entretoises 3. Entre les flasques se trouve un disque tournant 4 (figures 1, 3, 4) fixé rigidement sur le moyeu de roue (non représenté) de l'automobile. Dans les flasques2 (figure 2) de l'appui immobile 1 sont pratiquées des encoches 5 où sont logés des sabots 6 (figures 1, 3, 4). Chaque sabot 6 possède un support métallique 7 (figure 4) et une garniture de friction 8. Les sabots 6 sont disposés des deux côtés plats mutuellement opposés du disque 4. La forme des encoches 5 (figure 2) correspond à celle du support métallique 7 (figure 4) des sabots 6. Chaque sabot 6 est placé dans l'encoche correspondante de telle manière que l'une de ses surfaces frontales soit conjuguée au fond de l'encoche. Dans l'exemple décrit, cette conjugaison ne se fait pas suivant toute la surface. Il est possible de réaliser la conjugaison de la surface frontale du sabot avec le fond de l'encoche 5 suivant toute la surface. Les sabots 6 sont embrassés par un étrier 9 (figures 1, 3) constitué par deux parties 10 et 11 (figure 3, 4) assemblées rigidement entre elles, Cette réalisation de l'étrier est la plus simple au point de vue constructif et technologique. L'étrier 9 est monté avec possibilité de déplacement par rapport à l'appui immobile 1 parallèlement à l'axe 0-0 de rotation du disque 4. La partie Il de l'étrier 9 porte des vérins hydrauliques 12, dont les pistons 13 appliquent l'un des sabots 6 contre le disque à l'arrivée du liquide dans les enceintes des vérins. L'autre sabot 6 est appliqué au disque 4 par l'extrd- mité de la partie 10 de l'étrier lors de son déplacement au fur et à mesure que le liquide continue d'arriver dans les enceintes des vérins, après l'application du premier sabot 6 sur le disque 4 par les pistons 13. Par leurs autres surfaces frontales les sabots 6 contactent la surface de l'étrier 9, dont la forme correspond à celle de la surface frontale du sabot. Un tel montage des sabots 6 assure des secteurs étendus de contact direct entre l'appui immobile 1, les sabots 6 et l'étrier 9, ce qui diminue la pression unitaire dans les zones de contact et, par conséquent, l'usure des parties en contact. Pour assurer l'application constante de l'étrier 9 contre les sabots 6 et la possibilité de déplacement de l'étrier 9 par rapport à l'appui immobile 1, ce dernier est lié élastiquement à l'étrier 9. Cette liaison élastique est assurée par un couple de levier 14 (figures 1, 3) disposés sur les côtés mutuellement opposés de l'étrier 9. Les axes 15 de rotation de ces leviers sont introduits dans des orifices i6 (figure 5) pratiqués dans l'appui immobile 1 parallèlement à l'axe de rotation 0-0 du disque 4. L'un des bras de chaque levier 14 agit sur l'étrier 9, tandis que l'autre s'appuie sur l'appui immobile 1 par l'intermédiaire d'un élément élastique 17 (figure 1). Dans l'exemple décrit, des ressorts à boudin sont utilisés en tant qu'éléments élastiques. Les ressorts 17 sont logés dans des bossages 18 (figures 1, 2) ménagés dans ltappui immobile 1 de manière à former entre les ressorts et les leviers 14 un åeu "a" dont la valeur est choisie en tenant compte des imprécisions de fabrication des pièces du frein et de leur dilatation thermique au cours de l'exploitation. La longueur du bras de levier 14 agissant sur l'étrier 9 est quelque peu inférieure à celle du bras de levier coopérant avec le ressort 17. Une telle réalisation du levier permet, bien que les dimensions du ressorts 17 soient relativement petites, d'obtenir des efforts suffisants d'application de l'étrier 9 contre les sabots 6. Le contact du bras de chaque levier 14 avec l'étrier 9 se fait suivant des surfaces planes 19, 20 (figures 1, 3). Ces surfaces sont parallèles aux génératrices de celle des surfaces de l'étrier 9 qui est en contact avec les surfaces frontales des sabots 6. Cette réalisation des surfaces planes 19 et 20 permet à l'étrier 9 de se déplacer sans coincement par rapport à l'appui immobile 1 parallèlement à l'axe de rotation du disque 4 et assure une usure minimale de l'étrier 9 et des leviers 14. La largeur "b " du bras de levier 14 agissant sur l'étrier 9 est quelque peu supérieure à la longueur "b2 n des surfaces planes 19 et 20. Une telle réalisation du bras de levier 14 prévient l'usure inégale des surfaces planes 19 et 20, ce qui assure un contact élastique constant entre 11 étrier 9, les sabots 6 et l'appui immobile 1. L'axe 15 (figure 5) de rotation du levier 14 est d'une forme bombée, ce qui permet de compenser les imprécisions de fabrication des pièces du frein et assure un contact permanent suivant toute la largeur du bras de levier 14 agissant sur l'étrier 9. Le frein à disque fonctionne de la manière ci-après. Quand le liquide en provenance d'un maitre-cylindre de frein (non représenté) est envoyé dans les enceintes des vérins 12, les pistons 13 se mettent en mouvement et déplacent l'un des sabots 6 parallèlement à l'axe 0-0 de rotation du disque 4, Jusqu' ce que la garniture de friction 8 du sabot 6 contacte la surface plane du disque tournant. Le liquide continuant d'arriver dans les enceintes des vérins 12, sa pression se transmet aussi aux fonds des ces vérins. Les vérins 12 fixés rigidement sur l'étrier 9 et sollicités par la pression du liquide sur leurs fonds, déplacent l'étrier 9 par rapport à l'appui immobile 1 parallèlement à l'axe de rotation du disque 4. Pendant ce déplacement, la partie 10 de 11 étrier 9 applique l'autre sabot 6 sur la face plane opposée du disque tournant 4.De la sorte, le disque tournant 4 se trouve serré entre les deux garnitures de friction 8 des sabots 6 et s'immobilise progressivement. Du fait que le disque 4 est réuni au moyeu (non représenté) de la roue, l'ismobilisa- tion du disque 4 provoque l'arrêt du véhicule. Le couple de freinage est absorbé par l'appui immobile 1 fixé rigidement sur la fusée de l'automobile (non représentée). Au cours du freinage, le sabot 6 se trouvant en contact avec les pistons 13 se déplace par rapport à l'étrier 9 le long de l'encoche 5 de l'appui immobile 1. L'autre sabot 6, se trouvant en contact avec l'extrémité de la partie 10 de l'étrier 9, se déplace conjointement avec ce dernier suivant l'autre encoche 5 de l'appui immobile 1. Grtce au fait que le contact du support métallique 7 des sabots 6 avec l'appui immobile 1 et l'étrier 9 se fait suivant des surfaces relativement grandes, les pressions unitaires engendrées dans les zones de contact sont relativement petites, et par conséquent l'usure du frein au cours de son exploitation est insignifiante. Au cours du freinage, lors du déplacement de l'étrier 9 par rapport à l'appui immobile 1, les surfaces planes 19 et 20 de l'étrier 9 se déplacent suivant les bras des leviers 14. Les leviers 14 poussent constamment l'étrier 9 et les sabots 6 contre l'appui immobile 1 sous l'action des ressorts 17, qui compensent en même temps les usures éventuelles et sont disposés au-delà de la zone des surfaces du frein qui sont en contact mutuel et se déplacent l'une par rapport à l'autre, ce qui exclut l'usure et la détérioration des ressorts. Gracie à la forme bombée de l'axe 15 de rotation du levier 14, les imprécisions de fabrication des pièces du frein se trouvent compensées et les bras des leviers 14 sont en contact constant et complet avec les surfaces planes 19 et 20 de l'étrier. Le fait que la largeur du bras de levier 14 agissant sur l'étrier 9 a une largeur un peu supérieure à la longueur des surfaces planes de l'étrier exclut l'usure inégale des surfaces planes 19 et 20 de l'étrier 9 et par conséquent, le coincement éventuel de ce dernier. Quand la pression de liquide dans les enceintes des vérins 12 est supprimée, les pistons 13 et l'étrier 9 cessent d'appliquer les sabots 6 contre le disque 4, et les sabots 6 s1 écartent quelque peu des surfaces planes du disque 4, et ce, gracie au voilage de ce dernier. Ainsi s'effectue le desserrage du frein à disque. En cas d'usure complète des garnitures de friction 8 des sabots 6, les sabots doivent être remplacés. Le remplacement des sabots 6 usés se fait selon un procédé simple. A cet effet, on libère de la fixation axiale les axes 15 de rotation des leviers 14, on retire les axes 15 de l'appui immobile 1. Ensuite, on dépose les leviers 14 et on enlève 11 étrier 9 de dessus les sabots 6. Pendant ce temps l'étant chéité des vérins n'est pas violée, car il n'est pas nécessaire d'évacuer l'air du système de commande hydraulique. On retire les sabots 6 usés des encoches 5 de l'appui immobile 1 et on les remplace par des sabots neufs. Le montage s'effectue dans l'ordre inverse. Des échantillons des freins à disque conformes à l'invention ont été essayés sous tous les aspects, sur des bancs d'essai et pendant des essais routiers, sur des automobiles circulant en tous terrains, dans de conditions de route difficiles. Au cours des essais on a constaté une haute fiabilité et une résistance élevée à l'usure des pièces du frein à disque. Après 100 mille kilomètres de parcours les freins à disque se sont avérés en bon état de travail et aptes à l'exploitation ultérieure. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Frein à disque, du type comportant un disque tournant placé entre les flasques parallèles d'un appui immobile, et des sabots disposés des deux côtés plats mutuellement opposés dudit disque et logés dans des encoches ménagées dans les flasques de l'appui immobile et ayant une forme correspondant à celle des sabots, ces derniers étant embrassés par un étrier adapté pour appliquer les sabots contre le disque au cours du freinage, et lié élastiquement à l'appui immobile avec possibilité de déplacement par rapport à cet appui suivant l'axe de rotation dudit disque, caractérisé en ce que chaque sabot est placé de telle manière, dans l'encoche correspondante, que l'une de ses surfaces frontales soit conjuguée au fond de cette encoche et que sa surface frontale opposée soit conjuguée à 11 étrier, ce dernier étant relié élastiquement à l'appui immobilé à l'aide d'un couple de leviers disposés aux deux extrémités mutuellement opposées de l'étrier et dont les axes de rotation sont fixés sur l'appui immobile parallèlement à l'axe de rotation du disque, l'un des bras de chaque levier agissant sur ledit étrier qui comporte à cet effet des surfaces planes parallèles aux génératrices de sa surface contactant les surfaces frontales des sabots, alors que l'autre bras de chaque levier s'appuie sur l'appui immobile pa u 'intermédiaire d'un élément élastique, ce qui assure un contact élastique permanent entre l'étrier, les sabots et l'appui immobile. 2.- Frein à disque conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur de celui des bras de chaque levier qui agit sur l'étrier est quelque peu supérieure à la longueur des surfaces planes de cet étrier. 3.- Frein à disque conforme à l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'axe de rotation de chaque levier est de forme bombée.