Brevet FR2463875A1 — publié le 19810227

La présente invention concerne un dispositif de guidage à glissement pour l'étrier flottant d'un frein à disque, notamment d'un frein de véhicule automobile, dispositif dans lequel quatre surfaces pour le guidage de l'étrier dans la direction axiale sont aménagées sur un support de frein et sont séparées l'une de l'autre par des inter- valles en direction tangentielle et dans lequel l'étrier prend appui, radialement et par l'intérieur, contre une première paire de ces sur- faces et prend appui, radialement et par l'extérieur, contre une deu- xième paire de ces surfaces. Dans un dispositif de guidage à glissement de ce genre connu par la demande de brevet allemand publiée DE-OS 24 08 519, il est prévu, dans les faces latérales de l'étrier, des rainures dans lesquelles s'engagent des broches de guidage prismatiques fixées à distance l'une de l'autre aux bras du support de frein. Un ressort en forme de pince, prenant appui contre le support, agit en direction radiale sur l'étrier, de façon que, d'un côté du disque, les parois radialement extérieures des rainures, et, de l'autre côté du disque, les parois radialement intérieures des rainures soient au contact des broches de guidage. Entre les parois opposées des rainures et les broches de guidage, il est prévu à chaque fois un jeu dont l'importance est telle que la mobilité de l'étrier ne puisse pas être compromise par les souillures et/ou par la corrosion. Bien que l'étrier ne prenne appui sur le support que par quatre surfaces, il est prévu quatre autres surfaces qui, dans le cas d'une rupture de ressort, assurent une liaison suffisante entre l'étrier et le support. Afin d'obtenir un contact régulier de l'étrier contre les quatre surfaces de guidage, deux surfaces de guidage voisines,que com- porte le dispositif connusont agencées en formant mutuellement un angle, de telle sorte que, sous l'action du ressort en forme de pince, l'étrier soit poussé à une position médiane entre ces deux surfaces. Ce dispositif connu a donné de bons résultats en pratique, mais il est encore trop compliqué à fabriquer. On connaît en outre un dispositif de guidage à glissement pour l'étrier flottant d'un frein à disque (demande de brevet allemand publiée DE-OS 21 24 030), dans lequel l'extrémité de l'étrier recevant le dispo- sitif d'actionnement du frein glisse, par des trous de guidage, sur des broches solidaires du support et ayant leurs axes parallèles à l'axe du disque, l'autre extrémité de l'étrier étant liée par une liaison mécanique positive à une mâchoire mobile axialement dans le support o- elle est guidée. Des douilles en caoutchouc sont insérées entre les broches et les trous de guidage. Toutefois, l'élasticité de ces douilles ne suffit pas pour maintenirsans possibilité de claquement, la mâchoire qui guide l'autre extrémité de l'étrier. Il faut donc, entre le support et l'étrier, des ressorts supplémentaires fournissant un serrage mutuel des deux parties. La présente invention a pour objet de simplifier le guidage à glissement du type indiqué au début et d'améliorer son efficacité. Selon l'invention, ce résultat est atteint par le fait que l'agencement mutuel des surfaces de guidage est tel que la ligne joignant les deux surfaces de la première paire coupe la ligne joignant les deux surfaces de la deuxième paire, ou la croise sans la couper si on regarde en direction de l'axe de rotation du disque. On réalise ainsi un guidage à glissement qui ne demande, pour l'orientation de l'étrier dans un plan radial transversal au disque, que quatre surfaces de guidage dont l'intervalle axial peut être de plusieurs fois leur longueur axiale. Les surfaces de guidage peuvent donc, avantageusement, avoir des dimensions particulièrement faibles, ce qui permet d'obtenir que le guidage glissant soit peu sensible à la corrosion. Un autre avantage de l'invention est qu'il suffit à chaque fois de trois surfaces de guidage pour l'appui de l'étrier dans une direction radiale, de sorte que tout coincement du dispositif de guidage est évité. Le jeu entre l'étrier et les surfaces de guidage peut avoir des dimensions telles que la translation de l'étrier n'exige qu'une faible force. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que les surfaces de guidage peuvent supporter efficacement les forces qui, lors d'un freinage, sont transmises des mâchoires à l'étrier et tendent à faire tourner ce dernier autour de son axe longitudinal. Il en résulte qu'il est impossible que l'étrier se décolle de ses guides sur le support. La charge des guides à glissement par les forces d'inertie prenant naissance sur l'étrier lors des accélérations radiales peut avantageusement être faible si le point de croisement des deux lignes de jonction se trouve au voisinage du centre de gravité de l'étrier. Afin d'assurer cette condition dans toutes les positions de fonctionne- ment de l'étrier, l'invention prévoit d'agencer les surfaces de guidage sur des saillies de l'étrier, lesquelles sont au contact de surfaces de glissement,les dépassant axialement, dont le support est muni. D'autres surfaces parallèles à l'axe et sensiblement orientées radialement sont avantageusement prévues pour le guidage de l'étrier en direction tangen- tielle. Un élément glissant élastique est avantageusement serré sur une surface de guidage entre l'étrier et le support. Cela a pour effet que l'étrier est pressé Plastiquement contre les autres surfaces de guidage du support de frein, de sorte que les bruits de claquement sont évités. Dans une forme de réalisation préférée, deux surfaces de guidage sont constituées par des broches orientées parallèlement à l'axe du disque et s'engageant dans des trous de guidage. Un tel guidage à glissement est simple à réaliser et autorise une adaptation du frein aux situations de montage différentes en ce qui concerne l'espace. Il est avantageux que des douilles élastiques, glissant sans jeu sur les broches, soient agencées dans les trous de guidage. Ces douilles élas- tiques assurent alors la compensation des tolérances de fabrication et fournissent un serrage défini et élastique de l'étrier et du support, empêchant les vibrations et bruits de claquement. Il est en outre avan- tageux que les broches soient vissées dans le support, du côté fixation de celui-ci, côté non en regard du disque, et qu'elles s'étendent de part et d'autre du dispositif d'actionnement agencé sur l'étrier. De l'autre c6té du disque, l'étrier est alors avantageusement en contact direct avec les éléments de guidage que comporte le support. Si une machoire prend appui directement dans l'étrier, de sorte que ce dernier reçoit le couple de freinage de cette mâchoire, il est alors particulièrement avantageux, comme proposé en outre par l'invention, que deux surfaces de guidage se trouvent du coté du disque en regard de cette mâchoire et que des surfaces d'appui destinées à recevoir le couple de freinage soient voisines des surfaces de guidage, l'étrier prenant appui contre celles-ci, cela radialement par l'intérieur côté entrée du disque et radialement par l'extérieur côté sortie du disque. Ainsi, lors d'un freinage, l'étrier est pressé contre les sur- faces de guidage par les forces dues au couple qui agissent sur la ma- choire prenant appui dans l'étrier. On obtient ainsi un appui fiable de l'étrier sur le support. Le montage-démontage de l'étrier en direction radiale est avantageusement simplifié si une surface de guidage, contre laquelle l'étrier prend appui radialement par l'intérieur, est agencée sur un élément lié de façon amovible au support. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, une ou deux surfaces de guidage sont agencées sur une mâchoire de frein liée de façon amovible à l'étrier, de manière à ne pouvoir y tourner. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et desdessins joints o: - la figure 1 représente une vue de face, partiellement en coupe, d'un frein à disque à étrier flottant et à garnitures partielles, le disque de frein n'étant pas représenté; et - la figure 2 est une vue de dessus, partiellement coupée, du frein selon la figure 1, le disque étant représenté. Le frein à disque représenté, du type à étrier flottant et à garnitures partielles, est constitué d'un support de frein 1 avec des orifices de retenue 2, 3 qui servent à fixer le support de frein à une fusée d'essieu ou bien à un autre composant portant une roue d'un véhi- cule. Le support de frein I s'étend le long d'un côté d'un disque de frein 4 et porte, en ses extrémités tangentielles, des bras 5, 6 qui passent par-dessus le bord du disque 4. En son côté en regard du disque4, le support 1 présente une échancrure 7 ouverte radialement vers l'exté- rieur et dans laquelle est insérée une mâchoire 8 qui prend appui en direction tangentielle contre Ies parois 9, 10 de l'échancrure 7. Des broches 11, 12 orientées parallèlement à l'axe de rotation du disque sont prévues sur le support 1, du c6té non en regard du disque, et sont fixées au support au moyen d'une liaison amovible réalisée par vissage. Entre les bras 5, 6 du support I,est agencé un étrier 13. Celui-ci chevauche le bord du disque et comporte, dans sa partie médiane, un orifice radial 14 par lequel on peut monter et démonter la mâchoire 8 et une deuxième mâchoire 15 fixée à l'étrier 13. Du côté voisin du support de frein 1, l'étrier 13 constitue un cylindre d'actionnement 16 dans lequel est mobile un piston 17 qui, par son extrémité saillant hors du cylindre d'actionnement, est au contact de la mâchoire de frein 8. Des deux cetés du cylindre d'actionnement sont prévues, sur l'étrier 13, des brides 18, 19 avec des trous 20, 21 dans lesquels pénètrent les broches 11, 12 du support de frein 1. Le diamètre des trous 20, 21 est supérieur à celui des broches 11, 12, et des douilles ou manchons 22, 23 en une matière élastique sont insérés dans l'intervalle entre ces trous et broches. Les douilles 22, 23 ont des extrémités épaissies par les- quelles elles chevauchent les brides 18, 19 et sont ainsi arrêtées axia- lement en face de l'étrier 13. Du côté situé en face du disque 4, l'étrier 13 est guidé sur les extrémités des bras 5, 6 pourvues de saillies 24, 25. A cet effet, l'étrier 13 présente, en ses faces latérales, des surfaces orientées radialement 26, 27. L'étrier 13 est au contact du bras 5 par la sur- face 26, et au contact de la saillie 25 du bras 6 par la surface 27. Lors de l'actionnement du frein, la force née du couple de freinage, attaquant la mâchoire 15, est transmise au support par l'une des surfaces 26, 27 selon le sens de rotation du disque. Pour fournir un appui en direction radiale, des surfaces 28, 29 orientées tangentiellement sont en outre prévues sur l'étrier 13, ces surfaces venant en prise avec les sur- faces 32, 33 sur les saillies 24, 25. Par sa surface 28, l'étrier 13 vient radialement en contact, par l'intérieur, contre la saillie 24, et, par sa surface 29, cet étrier vient radialement en contact, par l'exté- rieur, avec la saillie 25. La flèche 30 désigne le sens de rotation principal du disque de frein, correspondant à la marche avant si le frein est monté sur un véhicule. Pour retenir les mâchoires 8, 15 dans le frein, il est prévu des broches de retenue 31 qui traversent des ouvertures aménagées dans les plaques de dos des mâchoires 8, 15 et sont fixées dans des trous aménagés dans l'étrier 13. Afin de préserver la clarté du dessin, les broches de retenue 31 ne sont pas représentées sur la figure 2. Dans l'exemple de réalisation décrit, la prise d'appui glissant de l'étrier 13 sur le support 1 se fait à l'endroit des points repérés A et B sur les broches 11, 12, et à l'endroit des points repérés par les lettres C, D sur les saillies 25 des bras 5, 6. Le support de frein exerce alors sur l'étrier 13 des forces de retenue représentées par les vecteurs Fi, Fa sur la figure 1. L'agencement antagoniste des sur- faces 28, 29 conduit à ce que des forces de retenuedirigées radialement vers l'intérieuragissent sur les points B, C reliés par la ligne YI, et à ce que des forces de retenuedirigées radialement vers l'extérieur, agissent sur les points A, D reliés par la ligne Y2. Sur la figure 2, le point de croisement des lignes se trouve au centre de gravité S de l'étrier. On arrive ainsi à ce que les forces d'inertieagissant sur l'étrier 13 en direction radiale, soient contrebalancées par les forces de retenue situées respectivement sur une ligne de jonction YI ou Y2, de sorte que le basculement de l'étrier sur ses guides est tout à fait évité. Les douilles élastiques 22, 23 entourent les broches 11, 12 de tous les cotés, maisen direction radiale, elles n'exercent une action de soutien, pour l'essentiel, qu'avec leur zone située à la pointe des vecteurs Fi. Afin que l'étrier 13 soit serré sur ses guides et ne claque pas, les broches 11, 12 sont, en direction radiale, agencées excentri- quement par rapport aux trous 20, 21. Par rapport à l'axe du trou 20, la broche Il est décalée radialement vers l'extérieur, tandis que la broche 12 est décalée ràdialement vers l'intérieur, par rapport à l'axe du trou 21. Il en résulte que les douilles élastiques 22, 23 sont com- primées d'un seul coté, de sorte qu'un couple agissant dans le sens des aiguilles d'une montre (sur la figure 1) est appliqué à l'étrier 13, couple qui a pour effet de presser les surfaces 28, 29 de l'étrier contre les saillies 24, 25, ce qui empêche lesdites surfaces 28, 29 de se décoller des saillies 24, 25. En outre, le frottement entre les sur- faces 28, 29 et les saillies 24, 25 amortit les vibrations de l'étrier en direction tangentielle. L'agencement des surfaces 28, 29, tel qu'il est représenté, est opportun si le sens de.rotation principal du disque est celui indi- qué. En effet, un couple agissant dans le sens des aiguilles d'une montre (sur la figure 1), couple qui est exercé sur l'étrier du fait de la force de rotation agissant sur la mâchoire 15 lors d'un freinage, peut être directement transmis au support de frein sans provoquer de mouvement incontrôlé de l'étrier 13 par rapport au support 1. Dans le cadre de l'invention, le guidage par broches Il et 12 peut être remplacé par un guidage d'un autre genre, comportant des sur- faces de glissement planes. Il est alors tout à fait suffisant que, dans la région de la broche 11, l'étrier 13 présente, radialement vers l'inté- rieur, une surface de guidage, et, radialement vers l'extérieur, une autre surface de guidage dans la région de la broche 12. Pour enlever l'étrier 13 du support 1, on dévisse les broches 11, 12, après quoi l'étrier 13, avec les mâchoires 8, 15,-peut etre d'abord soulevé en B puis déplacé vers la droite jusqu'à ce que les surfaces 28, 32 soient dégagées l'une de l'autre. Ensuite, on retire l'étrier du support en opérant radialement. Le montage se fait en procé- dant inversement. Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est nullement limitatif de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de guidage à glissement pour l'étrier flottant d'un frein à disque, notamment d'un frein de véhicule automobile, dispo- sitif dans lequel quatre surfaces pour le guidage de l'étrier dans la direction axiale sont aménagées sur un support de frein et sont séparées l'une de l'autre par des intervalles en direction tangentielle et dans lequel l'étrier prend appui, radialement et par l'intérieur, contre une première paire de ces surfaces et prend appui, radialement et par l'exté- rieur, contre une deuxième paire de ces surfaces, ce dispositif étant caractérisé en ce que l'agencement mutuel des surfaces de guidage est tel que la ligne (Y1) joignant les deux surfaces (12, 32) de la première paire coupe la ligne (Y2) joignant les deux surfaces (11, 33) de la deuxième paire, ou la croise sans la couper si on regarde en direction de l'axe de rotation du disque (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en'ce que la ligne perpendiculaire à l'axe de rotation du disque (4), coupant les deux lignes de jonction (Yi, Y25, passe au voisinage du centre de gra- vité (S) de l'étrier. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caracté- risé en ce que l'étrier (13) présente des saillies latérales qui sont au contact de surfaces de guidage du support (1) qui dépassent, en di- rection axiale, ces saillies. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour guider l'étrier (13) dans la direction tangentielle au disque (4), il est prévu des surfaces (26, 27) paral- lMles à l'axe et orientées sensiblement radialement. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un élément glissant élastique est serré contre l'une des surfaces de guidage, entre l'étrier (13) et le support (1). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que deux surfaces de guidage sont constituées par des broches (11, 12) orientées parallèlement à l'axe du disque et s'engageant dans des trous de guidage (20, 21). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que des douilles élastiques (22, 23), glissant sans jeu sur les broches (11, 22),sont agencées dans les trous de guidage (20, 21). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les douilles élastiques (22, 23) sont précontraintes en direction radiale par un agencement excentrique des broches (11, 12) dans les trous de guidage (20, 21). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les broches (10, 11) sont vissées dans le support, du côté fixation du support, et s'étendent des deux c8tés du dispositif d'actionnement (16, 17) du frein agencé dans l'étrier (13). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, du c8té du support non en regard du disque, l'étrier (13) glisse sur deux broches de guidage solidaires dudit support. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 10, dans lequel une mâchoire est supportée directement par l'étrier, caracté- risé en ce que deux surfaces de guidage (32, 33) se trouvent du côté de la face du disque (4) qui est en regard de cette mâchoire (15), en ce que, du côté entrée du disque, l'étrier prend appui, radialement et par l'intérieur, contre les surfaces de guidage, en ce que, du côté sortie du disque, l'étrier prend appui, radialement et par l'extérieur, contre les surfaces de guidage, et en ce que des surfaces d'appui (26, 27) pour supporter le couple de freinage sont voisines des surfaces de guidage. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 11,l caractérisé en ce qu'une surface de guidage, contre laquelle l'étrier (13) prend appui radialement et par l'intérieur, est agencée sur un composant lié de façon amovible au support (1). 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'une ou deux saillies venant en prise avec les sur- faces de guidage (32, 33) sont agencées sur une mâchoire (15) liée de façon amovible à l'étrier (13) de manière à ne pouvoir y tourner.