Brevet FR2412007A1 — publié le 19790713

itir.vention se rapporte à un frein à disque, et notamment à un frein à disque susceptible d'équiper un véhicule automobile. les freins à disque connus à ce jour peuvent être classés en deux grandes catégories. La première de ces catégories comprend les freins dits "fixes" dans lesquels deux organes de friction disposes en vis-a-vis ae chacune des faces d'un disque de frein sont reçus en coulissement et en ancrage sur un étrier fixe auquel sont associés des moyens de commande indépendants pour chacun des organes de friction. la seconde catégorie de freins à disque comprend les freins dits "à étrier ou à cadre coulissant", dans lesquels un seul dispositif de commande agit directement sur l'un des organes de friction et, par réaction au travers de l'étrier ou du cadre coulissant, sur le second organe de friction.Dans ce dernier type de frein, on peut encore distinguer selon que les organes de friction sont montés sur l'étrier ou le cadre coulissant, ou bien directement sur un organe support fixe. lorsque les organes de friction sont montés sur l'étrier ou le cadre coulissant, l'un de ces organes est associé à l'étrier ou au cadre, alors que l'autre organe est reçu en coulissement sur ce dernier. ku contraire, dans les freins fixes et dans les freins à étrier ou à cadre coulissant dans lesquels les organes de friction prennent ancrage sur un organe support fixe, les deux organes de friction sont amenés à coulisser le long de l'organe supportant le couple de freinage au fur et à mesure de l'usure des garnitures de friction qui leur sont associées. l'invention a pour oDjet d'améliorer le coulissement des organes de friction par rapport à l'organe supportant le couple de freinage et elle peut donc être utilisée sur n'importe quel type de frein à disque. T'usure des garnitures de friction associées aux organes de friction des freins à disque devant être aussi faible que possible, le cou issemert de ces organes s'effectue de façon imperceptible puisqu'il correspond à un déplacement de l'ordre du centimètre qui peut se trouver réparti sur plusieurs années. vendant cette grande période de lezps, il va de soi que le frein à disque n'est pas sans subir des attaques diverses qui varient selon la saison et selon le lieu d'utilieat on du véhicule. Ces attaques sont favorisées par la disposrtion des freins au voisinage des roues du véhicule, généralement sans aucune protection.Elles peuvent aller du simple dépôt de Doues ae toutes sortes jusqu'à une corrosion plus profonde résultant ce l'humidité, du sel marin, ainsi que des différents produits chimiques utilisés pour dégager les routes dans les pays ermeiés. Ce dépôt de boues et cette corrosion se produisent en particuiler sur les parties exposées des surfaces de coulissement des organes de friction et de l'organe supportant le couple de freinage. Lorsque Lt dépôt de boues est trop important, il peut conduire à gêner ou à empêcher totalement le coulissement de l'un au moins des organes de friction. En outre, la corrosion tend à souder les organes de friction à l'organe supportant le couple de freinage sur une partie des surfaces en contact, de sorte que la mise en oeuvre du frein nécessite une force de commande suffisante pour cisailler les soudures ainsi formées sur ces surfaces.Le dépôt de boues ainsi que la corrosion ont donc pour conséquences une usure dissymétrique des garnitures associées aux organes de friction ainsi qu'une diminution sensible de l'efficacité du frein. L'invention vise principalement à diminuer ce risque de coincement des organes de friction en créant sur au moins une partie des surfaces de coulissement des organes de friction et de l'organe supportant le couple de freinage des rainures permettant en quelque sorte le drainage des impuretés qui ont pu se déposer sur les parties exposées de ces surfaces, et diminuant les surfaces en contact de façon à réduire les efforts de cisaillement nécessaires au déplacement de l'organe de friction en cas de soudure due à la corrosion. Dans ce but, l'invention propose un frein à disque comprenant au moins un organe de friction monté en coulissenent sur un organe support de couple, des moyens de commande étant associés à ce dernier pour solliciter ledit organe de friction vers une face correspondante d'un disque de frein, ledit organe de friction comprenant au moins une surface de coulissement qui coopère avec une surface de coulissement en vis-à-vls définie sur 1' organe support de couple, caractérisé en ce que les surfaces de coulissement sont des surfaces lisses et en ce que des rainures sont ménagées au moins dans une première des surfaces de coulissemLent en vis-à-vis. Conformément à un autre aspect de l'inver.tion, les rainures débouchent sur les bords de ladite première surface de coulissement. Cette caractéristique permet d'améliorer sensiblement l'é- coulement des impuretés qui peuvent être refoulées - l'intérieur des rainures lors du coulissement de l'organe de friction. On décrira maintenal:t r titre d"exe::irle non limitatif deux modes de réalisation de l'invention en se référant a dessIns annexés dans lesquels - la Figure 1 représente une vue de dessus d'un frein à disque du type dit "fixe" réalisé conformément aux enseignements de la présente invention, - la Figure 2 représente le frein de la Figure 1 en coupe partielle selon la ligne 2-2 de cette Figure, - la Figure 3 est une vue agrandie de l'une des surfaces de coulissement formées sur l'organe supportant le couple de freinage dans le frein représenté sur les Figures i et 2, - la Figure 4 est une vue de cOté, en coupe partielle selon la ligne 4-4 de la Figure 5 d'un frein à disque du type dit " à étrier coulissant " réalisé conformément à l'invention, et, la Figure 5 est une vue en plan, en demi-coupe selon la ligne 5-5 de la Figure 4 du frein à disque représenté sur cette Figure. le frein à disque représenté sur les Figures 1 et 2 comprend un étrier 10 prévu pour être associé à une partie fixe du véhicule (non représentée) et chevauchant un disque de frein 12 prévu pour être associé à une partie tournant avec l'une des roues du véhicule (non représentée). Deux organes de friction 14 et 16 sont reçus dans une ouverture sensiblement rectangulaire 18 ménagée dans l'étrier 10 au-dessus de la périphérie du disque 12, et disposés en vis-à-vis de chacune des faces de friction 20 et 22, respectivement, du disque 12. Deux broches de guidage amovibles 24 sont reçues dans des ouvertures appropriées ménagées dans l'étrier 10 et dans les organes de friction 14 et 16 afin d'empêcher l'échappement radial de ces derniers tout en permettant lors de leur démontage le remplacement des organes de friction 14 et 16 au travers de l'ouverture 18 ménagée dans l'étrier 10. Enfin, des moyens de commande, constitués dans le mode de réalisation représenté par des moteurs de frein hydrauliques dont l'un est représenté en coupe sur la Figure 2, sont montés dans l'étrier 10 de part et d'autre du disque 12 de façon à agir directement sur chacun des organes de friction 14 et 16. Comme le montre la Figure 2, chacun de ces moteurs de frein comprend un piston 26 reçu en coulissement dans un alésage 28 formé dans l'étrier 10, de façon à définir une chambre de commande 30 susceptible d'être reliée à une source de fluide sous pression telle que, par exemple, le mattre-cylindre du véhicule (non représenté). Dans le mode de réalisation représenté, des ressorts anti bruit en fil métallique 32 prennent appui sur un bossage 34 formé sur l'étrier 10, sous les broches 24, et sur le bord supérieur de chacun des organes de friction 14 et 16 de façon à solliciter ces derniers radialement vers l'axe du disque 12. Comme le montre en particulier la Figure 1, chacun des. organes de friction t4 et 16 définit à ses extrémités circonférentielles opposées des surfaces de coulissement 36 par lesquelles il prend ancrage sur des surfaces de coulissement en vis-à-vis 38 définies sur les bords circonférentiellement espacés de l'ouverture rectangulaire 18 ménagée dans l'étrier 10. Conformément à l'invention, et comme le montrent en particulier les Figures 1 et 3, chacune des surfaces de coulissement 38 est constituée par une surface lisse dans laquelle sont ménagées des rainures 40, sensiblement rectilignes et parallèles entre elles ainsi qu'aux faces 20 et 22 du disque 12 et régulièrement espacées.De préférence, les rainures 40 débouchent aux extrémités inférieure et supérieure de la surface 38 et leur largeur au niveau de la surface lisse 38 est constante et sensiblement égale à la largeur des bandes 42 définies sur la surface 38 entre deux rainures 40 adjacentes. En outre, et comme le montre plus particulièrement la Figure 3, chacune des rainures 40 présente en section sensiblement la forme d'un V dont le fond est arrondi. Les rainures 40 peuvent être obtenues par exemple par brochage. De préférence, les surfaces de coulissement 38 sont recouvertes au moins à l'intérieur des rainures 40 d'un lubrifiant solide tel que du polytétrafluoréthylène, commercialisé sous la marque 11Teflon". L'écoulement des impuretés amenées à l'intérieur des rainures 40 lors du coulissement des organes de friction 14 et 16 s'en trouve sensiblement amélioré. Il en est de même pour le coulissement des organes de friction 14 et 16 lorsque la totalité des surfaces 38 est recouverte de polytétrafluoréthylène. les surfaces de coulissement 38 peuvent ensuite être cadmiées, ce qui permet de diminuer sensiblement les risques de corrosion. Par ailleurs, les surfaces 38 peuvent être simplement cadmiées au moins à l'intérieur des rainures 40, de façon à diminuer les risques de corrosion.Dans ce cas, un lubrifiant liquide ou pâteux, tel que, par exemple, un produit à base de graphite peut autre réparti sur ces surfaces, les rainures 40 jouant alors le roule de réserve pour ce lubrifiant. De frein à disque qui vient d'être décrit en se référant aux Figures 1 à 4 fonctionne de la façon suivante Lorsque le frein est au repos, les différents organes qui le constituent occupent les positions représentées sur les Figures. Lorsque le conducteur du véhicule actionne la pédale de frein, du fluide sous pression est communiqué du mattre-cylindre du véhicule aux chambres de commande 30 des moteurs de frein, de telle sorte que chacun des pistons 26 est sollicité vers la face correspondante du disque 12, amenant ainsi chacun des organes de friction 14 et 16 en engagement de freinage avec les faces de friction 20 et 22 respectivement du disque 12. Au fur et à mesure de l'usure des garnitures de friction des organes de friction 14 et 16 qui résulte des mises en oeuvre successives du frein, ces organes se déplacent insensiblement vers le disque 12 de sorte que les surfaces de coulissement 36 se déplacent par rapport aux surfaces de coulissement 38.Par suite du caractère particulièrement lent de ce déplacement, et des conditions d'environnement qui sont souvent particulièrement défavorables, des boues de toutes sortes se déposent sur le frein et en particulier sur les parties exposées des surfaces de coulissement 38, ce qui tend à empêcher le coulissement des organes de friction 14 et 16 et à diminuer l'efficacfté du frein. Conformément à l'invention, les rainures 40 diminuent sensiblement le risque de coincement des organes de friction 14 et 16 en permettant à ces derniers de refouler les boues et autres impuretés déposées sur les surfaces 38 à l'intérieur de ces rainures et en réduisant les surfaces en contact. En outre, ces rainures permettent l'écoulement vers l'extérieur des surfaces de coulissement 38, de ces impuretés. Elles servent également de logement lorsqu'un produit lubrifiant liquide ou pâteux est réparti sur ces surfaces, de sorte que le coulissement des organes de friction s'en trouve sensiblement amélioré. Dans le mode de réalisation décrit en se référant aux Figures 4 et 5, les éléments remplissant des fonctions identiques aux fonctions remplies par des éléments du premier mode de réalisation ont été désignés par les mêmes numéros de référence augmentés de 100. Comme dans le premier mode de réalisation, les organes de friction 114 et 116 sont reçus en coulissement et en ancrage dans un organe support en forme de U, 110, prévu pour être associé à une partie fixe du véhicule (non représentée). Cependant, ce mode de réalisation se distingue du mode de réalisation précédent en ce que les moyens de commande comprennent un seul moteur de frein (non représenté), qui peut être par exemple du même type que celui décrit en se référant à la Figure 2, et qui agit directement sur l'organe de friction 116 pour le solliciter vers la face 122 du disque 112. Ces moyens de commande comprennent en outre un étrier 150 dans lequel est monté le moteur de frein et qui est reçu en coulissement par l'intermédiaire de clavettes 152 dans une ouverture radiale 154 ménagée dans l'organe support 110. De façon connue, l'étrier coulissant 150 sollicite par réaction l'organe de friction 114 en engagement de freinage avec la face de friction 120 du disque 112. Comme le montre en particulier la Figure 5, chacun des organes de friction 114 et 116 est monté dans une fenêtre 156, 158 respectivement, formée dans l'organe support 110 en prolongement de l'ouverture 154 en vis-à-vis de chacune des faces 120 et 122 du disque 112. 'les extrémités circonférentielles des organes de friction 114 et 116 comportent des pattes définissant des surfaces de coulissement 176 qui viennent engager des surfaces de coulissement en visà-vis 138 définies sur les bords circonférentiellement espacés de chacune des fenêtres 156 et 158. Conformément à l'invention, chacune des surfaces de coulissement 178 est sensiblement lisse et comprend des rainures 140 sensiblement rectilignes et parallèles entre elles ainsi qu'à l'axe du disque 112. Comme dans le mode de réalisation précédent, les rainures 140 sont régulièrement espacées et définissent entre elles sur les surfaces 138 des bandes 142, et leur section peut être similaire à celle qui a été décrite en se référant à la Figure 3. En outre, et comme dans le premier mode de réalisation décrit, les surfaces 138 peuvent être rev8tues d'un lubrifiant solide tel que du polytétrafluoréthylène, puis éventuellement cadmiées, ou encore simplement cadmiées. Dans ce dernier cas, elles peuvent être revêtues d'un lubrifiant liquide ou pâteux pour lequel les rainures 140 peuvent servir de réserve. Lors de la mise en oeuvre du frein représenté sur les Figures 4 et 5, l'organe de friction 116 est sollicité directement en engagement avec la face de friction 122 dt disque 112, alors que l'organe de friction 114 est sollicité par coulissement de l'étrier 150 en engagement de freinage avec la face de friction 120 du disque 112. Par ailleurs, le fonctionnement du frein représenté sur les Figures 4 et 5 est sensiblement le même que celui du frein représenté sur les Figures 1 à 3, de sorte qu'il ne sera pas décrit ici plus en détail. Comme il a déjà été mentionné précédemment, l'invention n'est pas limitée aux deux freins qui viennent être décrits à titre d'exemple et peut également s'appliquer à d'autres types de frein, et en particulier à un frein du type décrit en se référant aux Figures 4 et 5, mais dans lequel les organes de friction prennent ancrage sur l'étrier coulissant et non plus sur le support fixe. En outre, dans un autre mode de réalisation non représenté, des rainures du type des rainures 40 et 140 peuvent être ménagées sur les surfaces de coulissement 36 et 136 des organes de friction, les surfaces de coulissement 38 et 138 étant alors parfaitement lisses. Enfin, des rainures du type des rainures 40 et 140 peuvent être ménagées à la fois dans les surfaces 36 et 136 et dans les surfaces 38 et 138. Rz=YNDICATIONS 1, Frein à disque comprenant au moins un organe de friction monté en coulissement sur un organe support de couple, des moyens de commande dtant associés à ce dernier pour solliciter ledit organe de friction vers une face correspondante d'un disque de frein, ledit organe de friction comprenant au moins une surface de coulissement qui coopère avec une surface de coulissement en vis-à-vis définie sur l'organe support de couple, caractérisé en ce que les surfaces de coulissement sont des surfaces lisses et en ce que des rainures sont ménagées au moins dans une première des surfaces de coulissement en vis-à-vis. 2. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites rainures débouchent sur les bords de la première surface de coulissement. 7. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites rainures sont sensiblement rectilignes et parallèles entre elles. 4. Frein à disque selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites rainures sont régulièrement espacées. 5. Frein à disque selon la revendication 4, caractérisé en ce que la largeur desdites rainures au niveau de la surface lisse correspondante est constante et sensiblement égale à la largeur des bandes définies sur ladite surface entre deux rainures adjacentes. 6. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdites rainures sont sensiblement parallèles à ladite face du disque. 7. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications 9 à 5, caractérisé en ce que lesdites rainures sont sensiblement parallèles à l'axe du disque. 8. Frein à disque selon l'une quelconque des revendicatians précédentes, caractérisé en ce que les rainures présentent en section sensiblement la forme d'un V dont le fond est arrondi. 9. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces de coulissement sont recouvertes, au moins dans lesdites rainures, d'un lubrifiant solide. 10. Frein à disque selon l'une quelconque des revendicatirms précédentes, caractérisé en ce que les surfaces de coulissement sont cadmiées, au moins dans lesdites rainures. 11. Frein à disque selon la revendication 10, caractérisé en ce qutun lubrifiant liquide ou piteux est disposé sur les surfaces de coulissement et en ce que les rainures servent de réserve pour ce lubrifiant.