Brevet FR2489454A1 — publié le 19820305

La présente invention se rapporte à un frein à disque à étrier flottant à garnitures partielles, en particulier pour véhicules auto- mobiles, comportant un support de frein fixé au véhicule et un étrier de frein à guidage flottant sur le support de frein, le guidage étant formé au moins partiellement d'au moins un alésage prévu dans ce but sur le support de frein ou sur l'étrier de frein et d'au moins une broche, adaptée sur l'étrier de frein ou sur le support de frein et placée dans l'alésage, et d'un élément élastique prévu entre l'alésage et la broche. Dans les freins à disque à étrier flottant à garnitures partielles, il est nécessaire d'avoir des éléments élastiques pour serrer l'étrier de frein par rapport au support de frein,de façon à pouvoir maintenir le guidage de l'étrier de frein sans jeu et éviter ainsi le cliquetis de l'étrier de frein dans ces guidages, par exemple lorsque le véhicule est soumis à des vibrations sur un revêtement routier de surface irrégulière. Dans un frein à disque à étrier flottant à garnitures partielles du type auquel on se réfère (demande de brevet français n0 79 22945 déposée le 14 Septembre 1979 par la demanderesse, intitulée: "Frein à disque à étrier flottant, notamment pour véhicules auto- mobiles"), l'étrier de frein repose sur la plaque support de la garniture de frein, plaque qui est située c6té opposé au côté du cylindre et qui, de son c8té, est guidée sur les bras du support de frein ajusté sur le disque de freinage. L'étrier de frein peut coulisser axialement en étant guidé sur deux broches fixées au support de frein et situées côté cylindre de l'étrier de frein selon la direction de l'axe du cylindre. Pour serrer l'étrier de frein par rapport au support de frein, il est prévu un ressort à lame fixé par son centre à la face frontale de l'étrier de frein éloignée du dispositif de manoeuvre, ce ressort à lame comportant deux bras de ressort qui s'étendent pratiquement parallèlement au disque de frein et viennent en butée contre les bras du support de frein. La fixation du ressort à lame sur l'étrier de frein demande un effort important et un travail précis. La conception et la fabrication du ressort à lame sont complexes et difficiles. C'est donc un objet de l'invention de réaliser un frein à disque à étrier flottant à garnitures partielles du type mentionné au début et dans lequel on peut se passer du ressort à lame, le serrage de l'étrier de frein par rapport au support de frein étant néanmoins assuré de façon simple. C'est un autre objet de l'invention de réduire le coût du frein à disque à étrier flottant et d'en simplifier la construction. Ceci est obtenu par la présente invention par le fait qu'avant l'ajustement de l'étrier de frein sur le support de frein, l'axe de la broche et l'axe de l'alésage de l'élément élastique présentent l'un vis-à-vis de l'autre, par rapport à leur position à l'état monté, une inclinaison (intersection ou non parallélisme des axes) telle qu'après ajustement de l'étrier de frein sur le support de frein,l'élément élastique se déforme de façon à repousser l'étrier de frein sur le support de frein. Le frein à disque à étrier flottant à garnitures partielles, construit selon la présente invention, présente l'avantage que les éléments élastiques,qui existent de toute façon et ont pratiquement la forme d'un cylindre creux, n'exercent pas seulement un effet d'amor- tisseur sur l'étrier de frein et les broches dans le cas de vibrations agissant sur le frein à étrier flottant, mais simultanément,du fait de leur déformation, transmettent un moment à l'étrier de frein, moment qui s'applique aux surfaces de guidage du support de frein du côté de l'étrier de frein opposé au côté du cylindre. En principela valeur de ce moment ne dépend que de l'angle d'inclinaison a, des caractéris- tiques physiques du matériau de l'élément élastique et de l'importance du matériau déformable de l'élément élastique existant. On fournit ainsi un frein à disque à étrier flottant à garnitures partielles qui fait peu de bruit tout en permettant une conception simple et une fabrication à bas prix. Dans une réalisation préférée de la présente invention, l'axe de l'alésage coupe l'axe de la broche correspondante sous un angle a, les axes qui forment l'angle a définissant un plan perpendiculaire au plan défini par les deux axes des broches, les axes des broches constituant la droite d'intersection respective des plans perpendi- culaires. Cette réalisation permet d'obtenir de façon favorable que ce soit une force à prédominance verticale qui agisse sur les surfaces de guidage. Il est avantageux que l'élément élastique comporte une surface latérale externe permettant un ajustement serré dans l'alésage et une surface latérale interne pour la broche et que l'axe de la surface latérale externe,d'une partet l'axe de la surface latérale interne, d'autre partsoient inclinés l'un par rapport à l'autre lorsque l'élément élastique n'est pas monté. Le frein à disque à étrier flottant à garnitures partielles, construit selon l'invention, présente l'avantage que les éléments élastiques, qui existent de toute façon et ont pratiquement la forme d'un cylindre creux, exercent non seulement un effet amortisseur sur l'étrier de frein et les broches-guidés dans le cas de vibrations agissant sur le frein à disque à étrier flottant, mais simultanément, du fait de leur transformation, transmettent un moment à l'étrier de frein, moment qui s'applique aux surfaces de guidage du support de frein du côté de l'étrier de frein opposé au côté du cylindre. En principela valeur de ce moment ne dépend que de l'angle d'inclinaison a, des caractéristiques physiques du matériau de l'élément élastique et de la quantité de matériau déformable de l'élément élastique disponible. Les alésages dans l'étrier et dans le support de frein ainsi que les axes des broches de guidage sont disposés parallèlement l'un à l'autre. Cette disposition des broches et des alésages, relativement l'un à l'autre, se traduit par une fabri- cation simplifiée du frein. L'élément élastique est simplement légè- rement modifié par rapport à la conception standard. Il est considé- rablement moins coûlteux d'avoir une conception de base consistant à modifier la forme d'un élément élastique fabriqué en caoutchouc ou en plastique que de faire une modification pendant l'usinage et le montage de pièces en acier et en fonte. Pour modifier l'élément élastique, il suffit de modifier légèrement le moule d'injection pour une production de masse. Au contraire, la fabrication et le montage d'alésages et de broches de guidage, etc. qui ne soient pas parallèles comportent plus de difficultés. Le serrage de l'étrier de frein par rapport au support de frein obtenu au moyen d'éléments élastiques supprime la nécessité du ressort à lame, nécessaire dans le cas du frein à disque à étrier flottant à garnitures partielles connu mentionné ci-dessus, ainsi que la nécessité des alésages prévus pour fixer le ressort à lame à l'étrier de frein. On obtient ainsi un frein à disque à étrier flottant à garnitures partielles d'une construction simple et autorisant une fabrication à bas prix. Il est particulièrement avantageux que l'axe de la surface latérale externe,d'une part, et l'axe de la surface latérale interne, d'autre part, se coupent sous un angle d'inclinaison a lorsque l'élément élastique est monté, les axes respectifs qui forment l'angle a définissant un plan perpendiculaire au plan défini par les axes des deux broches, ces axes étant confondus avec les droites respectives d'intersection des plans perpendiculaires l'un à l'autre. Cette réali- sation permet d'obtenir de façon favorable que ce soit de façon prédominante une force verticale qui agisse sur les surfaces de guidage du support de frein. Il est avantageux de plus que l'angle d'inclinaison a puisse atteindre de trois à huit degrés.,Si l'angle d'inclinaison se trouve dans cette plage de valeur, il a été prouvé que l'on obtient un serrage suffisant de l'étrier de frein par rapport au support de frein. En même temps, toutefois,on maintient un effet de ressort élastique sur l'étrier de frein pour une période de temps suffisamment longue. L'élément élastique ne fatigue pas prématurément si l'on utilise l'angle d'inclinaison indiqué ci-dessus. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints o: - la figure I est une vue en élévation latérale partiellement en coupe du frein à disque à étrier flottant à garnitures partielles, o l'axe de la broche de guidage et l'axe de l'alésage présentent une certaine inclinaison l'un par rapport à l'autre; - la figure 2 est une vue en élévation latérale partiellement en coupe du frein à disque à étrier flottant à garnitures partielles selon la figure 1, o l'axe de la surface latérale externe et l'axe de la surface latérale interne de l'élément élastique sont inclinés l'un par rapport à l'autre; - la figure 3 est une vue du coté du frein opposé au dispositif de manoeuvre dans la partie gauche de la figure et une section radiale selon la ligne I-I du frein de la figure 1,dans la partie droite de la figure; - la figure 4 est une vue du c8té du frein opposé au dispositif de manoeuvre dans la portion gauche de la figure et une section radiale selon la ligne I-I du frein de la figure 2, dans la portion droite de la figure; - la figure 5 est une coupe partielle prise le long de l'étrier de frein dans la zone de l'élément élastique, o l'axe de la surface latérale interne est incliné d'un angle a par rapport à l'axe de la surface latérale interne, selon la figure 2; et - la figure 6 est une coupe prise le long d'un autre élément élastique, selon la figure 2, o l'axe de la surface latérale externe est incliné d'un angle a par rapport à l'axe de la surface latérale interne. Le frein à disque à étrier flottant à garnitures partielles, représenté sur les figures 1, 2, 3 et 4, comporte un support de frein I qui s'étend pratiquement parallèlement au disque de freinage 2, disposé entre les garnitures de frein 8, 9, et qui est prévu pour être monté sur un voile de roue ou une fusée, non représentés, d'un véhicule au moyen de vis qui peuvent se visser dans les taraudages 3. Le support de frein comporte des bras 4, 5 qui s'étendent au-delà de la périphérie du disque de frein 2. Lesdits bras 4, 5 présentent chacun une rainure de guidage dans lesquelles s'engagent Les extrémités des supports 6, 7 des garnitures de frein 8, 9. Les garnitures de frein 8, 9 sont actionnées par un étrier de frein 10, disposé entre les bras 4, 5 du support de frein 1, et qui s'étend radialement à l'extérieur, en travers des deux garnitures de frein 8, 9 et de la périphérie du disque de frein. L'étrier de frein 10 peut coulisser axialement, guidé sur deux broches de guidage Il fixées au support de frein 1. Les broches de guidage Il sont disposées de chaque côté du cylindre de frein 12,formant l'une des branches de l'étrier de frein 10,et s'étendent parallèlement à l'axe 16 (figure 3). Les broches Il sont enfermées dans des éléments élastiques 13 dont la forme est essentiellement celle d'un cylindre creux, lesdits éléments élastiques 13 étant disposés dans des alésages cylindriques 14, disposés dans l'étrier de frein 10. Sur les figures 1 et 3, lorsque l'étrier de frein 10 n'est pas ajusté sur le support de frein 1, les axes 22 des alésages 14, des surfaces latérales externes 23 et des surfaces latérales internes 24 des éléments élastiques sont approximativement en ligne droite et sont inclinés par rapport aux axes 21 des broches Il d'un angle a, par rapport à l'état monté. Après que l'étrier de frein 10 ait été ajusté sur le support de frein 1, la position des broches de guidage Il et la position des surfaces de guidage 15 vont repousser l'étrier de frein 10 dans une position telle que les axes des alésages 14 et ceux des surfaces latérales externes 23 des éléments élastiques correspondants 13 soient inclinés d'un angle a par rapport aux axes 21 des broches de guidage Il et des surfaces latérales internes 24 des éléments élastiques corres- pondants 13. Les axes des surfaces latérales internes 24 des éléments élastiques 13 venant se placer sur les axes 21 des broches corres- pondantes 11, il en résulte une déformation des éléments élastiques 13 de façon telle qu'un moment M vient agir sur l'étrier de frein 10 en sens inverse des aiguilles d'une montre, de telle sorte que l'étrier de frein 10 est repoussé, avec la force F, indirectement contre les surfaces de guidage 15 du support de frein 1 et que l'on évite ainsi dans une large mesure les bruits de cliquetis. Pour représenter le plan 25 dans lequel les axes 21 des deux broches Il sont situées, les figures 3 et 4 indiquent la position de ces axes 21 et de leur plan commun 25. Sur les figures 2, 4 et 5,on voit un élément élastique 13 ajusté dans l'alésage cylindrique 14 de l'étrier de frein 10 et maintenu dans cet alésage sans possibilité de rotation relative, par exemple par collage, et dans lequel l'axe 26 de la surface latérale interne 28 est incliné de l'angle a par rapport à l'axe 29 de la surface externe 23. Le collier annulaire 27 de forme circulaire,inséré dans chaque cas à l'extrémité d'éléments élastiques 13,sert à maintenir axialement l'élément élastique 13 par rapport à l'étrier de frein 10. Après montage de l'étrier de frein 10 sur le support de frein 1, l'étrier de frein 10 est maintenu et guidé parallèlement aux plans formés par les axes des deux broches 21, du fait de la position des broches Il et de la position des surfaces de guidage 15. L'axe 26 de la surface latérale interne 28 se trouve maintenant approximativement sur l'axe 29 de la surface latérale externe 23 de l'élément élastique 13, ce qui se traduit par une déformation de l'élément élastique 13. Sur la figure 6,on voit un élément élastique 13' dans lequel l'axe 29' de la surface latérale externe 23' est incliné d'un angle a' par rapport à l'axe 26' de la surface latérale interne 28'. Lorsqu'on monte l'élément élastique 13' dans l'alésage cylindrique 14 de l'étrier de frein 10, il en résulte la même position de montage que celle que l'on a décrit pour la figure 5. Pendant l'ajustement de l'étrier de frein 10 sur le support de frein 1, il se produit la même déformation des éléments élastiques 13' que celle que l'on a déjà décrit en se référant aux figures 2, 4 et 5. La déformation de l'élément élastique 13 ou 13' va produire dans cet élément élastique 13 ou 13' un moment Mx agissant sur l'étrier de frein 10 en sens inverse des aiguilles d'une montre. Il en résulte que l'étrier de frein 10 est repoussé avec la force F indirectement contre les surfaces de guidage 15 du support de frein 1, empêchant ainsi l'étrier de frein 10 de se soulever pour sortir des surfaces de guidage 15,dans le cas de vibrations auxquelles la fusée ou le voile de la roue d'un véhicule automobile est soumis sur une route de revêtement irrégulier. On évite ainsi dans une large mesure les bruits de cliquetis sur le frein à disque à étrier flottant à garnitures partielles. Un piston de frein 17 sert à appliquer le frein, ce piston étant accroché, de façon à pouvoir être enlevé, à la façon d'un bouton- poussoir à la garniture de frein 9 au moyen d'un clip à rotule 18 ajusté sur la face arrière du support 7. Le support 6 de la garniture de frein 8 vient au contact direct de la branche 19 de l'étrier de frein 10. Lorsque l'on applique le frein, le piston 17 amène le dépla- cement de la garniture de frein 9 vers la gauche sur les figures I et 2, jusqu'à ce que cette garniture de frein vienne au contact de la surface de friction du disque de frein 2 après avoir dépassé le jeu du frein. La force de réaction agissant sur le cylindre de frein 12 décale alors l'étrier de frein vers la droite, ce qui se traduit par le fait que la garniture de frein 8 se déplace pour venir également au contact du disque de frein 2. A la su te de l'usure des garnitures de frein 8 et 9, le déplacement de l'étrier de frein 10 vers la droite augmente progres- sivement, le piston de frein 17 sortant de l'alésage du cylindre de frein 12. La ligne en trait mixte 20 représente la valeur maxima de déplacement de l'étrier de frein autorisée par le frein représenté. Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. REVENDICATIONS 1. Frein à disque à étrier flottant à garnitures partielles, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un support de frein fixé au véhicule et un étrier de frein à guidage flottant sur le support de frein, le guidage étant formé au moins partiellement d'au moins un alésage prévu dans ce but sur le support de frein ou sur l'étrier de frein et d'au moins une broche, adaptée sur l'étrier de frein ou sur le support de frein et placée dans l'alésage, et d'un élément élastique prévu entre l'alésage et la broche, caractérisé en ce qu'avant l'ajustement de l'étrier de frein (10) sur le support de frein (1), l'axe (21) de la broche (11) et l'axe (26) des surfaces latérales internes (24, 28, 28') de l'élément élastique (13, 13') présentent l'un vis-à-vis de l'autre., par rapport à leur position à l'état monté, une inclinaison- (intersection ou non parallélisme des axes) telle qu'après ajustement de l'étrier de frein (10) sur le support de frein (1) l'élément élastique (13, 13') se déforme de façon à repousser l'étrier de frein (10) sur le support de frein (1). 2. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe (22) de l'alésage (14) coupe l'axe (21) de la broche correspondante (11) sous un angle (a), l'axe (22) et l'axe (21) qui forment ledit angle (a) définissant un plan perpendiculaire ou plan défini par les deux axes (21) des broches (11), les axes (21) des broches (11) constituant la droite d'intersection respective des plans perpendiculaires. 3. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément élastique (13, 13') comporte une surface latérale externe (23, 23') permettant un ajustement serré dans l'alésage (14) et une surface latérale interne (28, 28') pour la broche (11) et en ce que l'axe (29, 29') de la surface latérale externe (23, 23'), d'une part, et l'axe (26, 26') de la surface latérale interne (28, 28'),d'autre part,sont inclinés l'un par rapport à l'autre lorsque l'élément élastique (13, 13') n'est pas monté. 4. Frein à disque selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'axe (29, 29') de la surface latérale externe (23, 23') et l'axe (26, 26') de la surface latérale interne (28, 28') de l'élément élastique (13, 13'), lorsqu'il est monté, sont inclinés l'un par rapport à l'autre d'un angle (a, a'), les axes respectifs qui forment ledit angle (a, a') définissant un plan perpendiculaire au plan défini par les axes (21) des deux broches (11), ces axes (21) étant confondus avec les droites respectives d'intersection des plans perpendiculaires l'un à l'autre. 5. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison (a, a') peut atteindre de trois à huit degrés.