Brevet FR2494797A1 — publié le 19820528

L'invention concerne un frein à disque à garnitures partielles, comportant, immobilisés en direction périphérique, des composants d'appui pour fournir une portée de coulissement axial à une mâchoire de frein agencée avec jeu entre lesdits composants immobilisés, cette mâchoire prenant appui contre lesdits composants d'appui par l'inter- médiaire d'un élément séparé qui, à la façon d'un stratifié, est constitué de couches de matériaux différents et présente une surface de glissement pour le mouvement de coulissement de la mâchoire. Dans les freins à disque du genre indiqué, les forces de freinage qui, lors du freinage, agissent en direction périphérique, sont transmises, par les mâchoires agencées de part et d'autre du disque, à des composants d'appui tels que support de frein, boîtier de frein, cadre ou étrier flottant, qui reçoivent ces forces de freinage. Entre les composants d'appui et les mâchoires sont agencés des éléments séparés qui servent, entre autres, à réduire les bruits apparaissant sur les composants du frein. Par le brevet américain 3 357 523, on connait un frein à disque dans lequel des éléments séparés, situés entre mâchoires et surfaces d'appui, ont pour but de réduire les bruits du freins. Les mâchoires possèdent des surfaces d'appui pour les forces agissant en direction périphérique, ces surfaces d'appui se présentant sous forme de surfaces circonférentielles de disques circulaires; une mâchoire consiste, pour l'essentiel, en deux disques circulaires situés l'un à côté de l'autre, agencés parallèlement au plan du disque du frein et reliés par des surfaces planes. Les surfaces d'appui dans le boîtier du frein sont formées par des dépressions circulaires qui, mis à part un d6battement, correspondent en diamètre aux disques circulaires des mâchoires. La prise d'appui s'effectue par butée mutuelle des surfaces périphériques circulaires. Entre les surfaces périphériques de la mâchoire et du bottier du frein est agencée, pour chaque direction de rotation, une douille élastique disposée parallèlement à l'axe du disque du frein, de sorte que mâchoire et disque sont bridés élastique- ment l'un par rapport à l'autre par ces douilles; il doit résulter de ceci une limitation des vibrations à basse fréquence de la mâchoire et une réduction des bruits de frottement. Cet agencement connu présente notamment l'inconvénient que, bien que le système vibrant soit désaccordé par l'action élastique de la douille, il y a néanmoins transmission des vibrations des mâchoires du frein au boîtier du frein, cette transmission s'effectuant par voie de conduction matérielle du bruit et n'étant absolument pas amortie car, lors de l'actionnement du frein, apràs'la compression élastique de la douille par la force de freinage, la force de freinage a pour effet que la mâchoire et le boîtier du frein sont en contact mutuel direct, par les surfaces périphériques circulaires, sans atténuation dulrajet de transmission matériel. Le bridage de la mâchoire et du boîtier du frein présente en outre l'incon- vénient de gêner le mouvement de la mâchoire, notamment son mouvement de rappel. Dans la demande de brevet allemand DE-OS 29 01 904 est décrit un frein à disque dans lequel les deux mâchoires prennent appui sur le boîtier du frein, cela en direction périphérique, par l'intermédiaire d'un disque intercalaire commun, en matière à faible coefficient de frottement, agencé dans la cavité recevant les garnitures. Dans l'une des formes de réalisation décrites, le disque intercalaire est recouvert de polytétrafluorgthylène et possède un profil coudé, d'o il résulte qu'un bridage élastique et un effet de rappel sont assurés pour chaque mâchoire. Cette conception connue est fondée sur les buts suivants prise d'appui à faible frottement des mâchoires, effet de rappel et protection contre les bruits de cliquetis. Lors de l'actionnement du frein, la mâchoire vient, après que l'effet élastique dû au profil coudé est surmonté, s'appliquer avec le disque intercalaire contre la surface d'appui sur le boîtier du frein. Or, avec un disque intercalaire enduit, le pouvoir d'amortis- sement est extrêmement faible et négligeable, car la couche d'enduction est peu épaisse et l'amortissement spécifique de la matière est faible. Dans cet agencement connu, on doit en outre considérer comme désavantageux le fait que la couche de polytétrafluorêthylène soit, conformément à l'objectif assigné (prise d'appui à faible frottement), disposée sur la face du disque intercalaire tournée vers la mâchoire; en cet endroit, elle est soumise à une usure assez forte et possède donc une faible longévité. Dans le modèle d'utilité allemand DE-Gbm 70 09 723 est en outre décrit un frein à disque avec cadre flottant, dans lequel une pièce moulée élastique en matériau composite est disposée entre le cadre et le support du frein, cette pièce devant avoir entre autres une fonction d'atténuation des vibrations. Toutefois, dans la réalisation décrite, la mâchoire prend appui directement, sans amortissement, sur le support du frein. Dans les conceptions décrites dans ce qui précède, il y a transmission des bruits par conduction matérielle directe, non amortie, des mâchoires aux autres composants du frein, notamment au support du frein. Les vibrations sonores sont ainsi transmises à des composants à grande surface et sont la cause, lors du freinage, de bruits importants et désagréables, tels que, par exemple, grincement du frein. La présente invention a pour objet d'éviter, dans le cas d'un frein a disque, la transmission sans amortissement des vibrations des mâchoires à d'autres composants tels que, par exemple, le support, le boîtier ou l'étrier du frein. L'invention a-donc pour objet, d'une façon générale, de réaliser un frein à disque peu bruyant. Selon l'invention, ceci est obtenu par le fait que l'élément est constitué d'un corps-support métallique présentant la surface de glissement et d'une couche de matière amortissant le bruit, laquelle est disposée sur la partie du corps-support non en regard de la surface de glissement. - Le fait que, dans le frein à disque selon l'invention, un élément distinct soit agencé entre mâchoire et composant d'appui a pour effet de supprimer la résonance, donc de réduire le bruit, du système vibrant sous l'effet des phénomènes de frottement, système qui, par exemple, était jusqu'à présent constitué par les composants principaux support ou boîtier du frein et mâchoires. On obtient une très forte réduction du bruit grâce à la couche d'amortissement des vibrations, laquelle empêche une transmission non atténuée des vibrations de la mâchoire aux composants à plus grande surface et supprime presque complètement le développement des bruits à proximité de leur source. Cela constitue la voie la plus efficace et la plus simple, à la différence du recours à des couches de recouvrement atténuatrices appliquées pour réduire le rayonnement des bruits dans le cas d'un cadre flottant. Le fait que l'élément amortisseur soit disposé en tant qu'élément distinct permet de le réaliser séparément, de la façon la plus favorable et avec la configuration la plus adéquate et des matériaux appropriés. L'agencement d'une autre couche, faite de métal, sur le côté arrière de la couche de matière amortissant le bruit autorise une fixation simple et économiquement avantageuse ainsi qu'une structure robuste de l'élément amortisseur, notamment avec un corps-support partagé. En cas d'utilisation d'élastomère comme matière amortissante, on peut avantageusement choisir parmi une pluralité de matériaux adéquats qui, en outre, peuvent être travaillés avantageusement. La prise d'appui avec amortissement des bruits peut en outre être mise en oeuvre avantageusement avec tous les freins à disque à garnitures partielles connus. L'élément amortisseur peut être fixé au choix sur les composants d'appui ou sur les mâchoires. Si les deux mâchoires s'appuient contre un élément amortisseur, le fait que la surface de glissement soit partagée et le fait que la couche amortissante soit en élastomère ont pour conséquence de favoriser, de façon simple, en l'assistant, le mouvement de rappel des mâchoires. Une fixation simple et sûre est le collage de la couche amortissante au composant d'appui. S'il y a une couche métallique sur le dos de la couche amortissante, on peut former, partant de cette couche métallique, des pattes qui permettent de fixer l'élément amortisseur par enclenchement élastique. 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 représente une coupe passant par la cavité recevant les garnitures d'un frein à disque à étrier fixe avec, pour les mâchoires, une prise d'appui amortissant les bruits, selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'un support d'un frein à disque à étrier en forme de poing selon l'invention; - la figure 3 représente un frein à disque à étrier en forme de poing avec, pour la mâchoire, une prise d'appui réalisée selon l'invention et - la figure 4 représente un appui de mâchoire constitué selon l'invention. Sur la figure I est représentée une coupe du bottier i d'un frein à disque à étrier fixe. Les mâchoires de frein 3, 4 agencées des deux c8tés du disque non représenté sont maintenues en direction radiale, dans la cavité 2 recevant les garnitures, par les broches 5, 5' de main- tien des mâchoires (une seule de ces broches est représentée), et ce maintien en direction radiale est obtenu par le fait que ces broches traversent les ouvertures de maintien 6, 7 dans les plaques-supports 8,9 des garnitures et dans les couches intermédiaires 10, Il. Les ouvertures de maintien 6, 7 ont une forme de trou allongé, ce qui autorise un mouve- ment limité des mâchoires 3, 4 en direction périphérique. - La prise d'appui de la force de freinage qui survient en direction périphérique lors d'un freinage s'effectue par butée des mâchoires 3, 4 contre le côté étroit 12 du logement 2, ce côté étroit 12 faisant office de composant d'appui et l'élément amortisseur 13 étant interposé entre lui et les mâchoires. Cet élément amortisseur 13 est constitué d'un support 14 en métal et d'une couche amortisseuse 15 qui est agencée sur celui-ci et qui est faite d'une matière à fort amor- tissement interne pour les vibrations, cette matière étant par exemple un élastomère. La surface de glissement 18 du support 14 est subdivisée, le long de l'étendue radiale du logement, en deux surfaces par- tielles 16, 17 ayant sensiblement les mêmes dimensions. Lors d'un actionnement du frein, la force de freinage est transmise à ces surfaces partielles 16, 17 par les c8tés étroits 20, 21 des plaques-supports 9 des garnitures, et cette force de freinage est finalement appliquée au bottier 1 du frein par l'intermédiaire de la couche d'amortissement 15. La couche d'amortissement 15 atténue la transmission, au bottier 1, et donc à des composants du frein à plus grande surface, des vibrations de la mâchoire 3, 4 en butée contre le boîtier I par l'inter- médiaire de l'élément amortisseur 13. Le partage de la surface de glissement 18 du support 14 en deux surfaces partielles 16, 17 et la matière élastomère de la couche d'amortissement 15 ont pour effet que les parties du support 14 présentant les 'urfaces partielles 16, 17 sont en mesure, lorsque les mâchoires 3, 4 sont appliquées contre elles, d'accompagner le mouvement axial des mâchoires en direction du disque lors d'un actionnement du frein, si ces mouvements sont petits par rapport aux possibilités de déformation de l'élastomère.-Le rappel fourni par cette déformation élastique, en direction axiale, de la couche d'amortissement 15 renforce le rappel des mâchoires 3, 4 à leur position initiale. Dans le cas des petits déplacements axiaux des mâchoires 3, 4 au cours d'un freinage, il ne se produit donc aucun glissement des côtés étroits 20, 21 des plaques-supports 8, 9 sur les surfaces partielles 16, 17. Au lieu de cela, il se produit un genre de glissement mutuel des couches internes de la couche d'amortissement 15. La figure 2 représente des appuis insonorisés de deux mâchoires de frein sur un support 22 d'un frein à disque à étrier en forme de poing. Le support de frein 22 comporte, agencés à distance l'un de l'autre dans la direction périphérique, deux bras 23, 23' (dont un seul est représenté), lesquels s'étendent parallèlement à l'axe de rotation du disque de frein non représenté. Ces bras 23, 23' sont reliés par une âme 24 au moyen de laquelle le support 22 peut être solidarisé au véhicule. A chacun des bras 23, 23' est associé un élément amor- tisseur 40. Après le montage-assemblage, le disque du frein est placé dans l'évidement 25. Cet évidement 25 a pour effet que des parties du bras 23 et de l'éliment amortisseur 40 se trouvent de part et d'autre du disque et constituent chacun un appui 26, 27 pour une extrémité en forme de marteau d'une mâchoire non représentée. Les appuis 26, 27 sont de forme prismatique et sont axialement alignés l'un derrière l'autre. La surface partielle 28, 29 de l'élément amortisseur 40 sert de soutien de la force de freinage pour l'extrémité poussée, côté sortie du disque, de la mâchoire de frein correspondante. La surface partielle 30, 31 sert à l'appui de l'extrémité tirée que la mâchoire correspondante comporte côté entrée du disque. Ainsi, les forces de freinage sont réparties uniformément sur les deux bras 23, 23' du support 22 du frein. Les surfaces respectives 32, 33 et 34, 35 servent à fournir une portée radiale aux mâchoires. Les surfaces partielles 28, 30 et 29, 31, ainsi que les surfaces 32, 34 et 33, 35 sont des parties de la surface de glissement 19 du corps-support 36 qui est subdivisé en deux parties et sont disposées sur des surfaces de forme correspondante du suppcrt 22 du frein, cela avec interposition d'une couche d'amortissement 27 non partagée et d'une autre couche métallique 51. La fixation de l'élément amortisseur 40 s'effectue, par exemple par engagement de deux pattes 38, 39 de la couche métallique 51 dans des Évidements de forme corres- pondante appartenant au support 22 du frein. La couche d'amortissement37 évite la transmission des vibrations des mâchoires au support 22 du frein et aux autres composants du frein. Comme, dans cet exemple aussi, la surface de glissement du corps-support 36 est partagée en deux surfaces partielles 28, 30 et 29, 31, et comme la couche d'amortissement 37 est en un élastomère, il en résulte que l'on obtient, là encore, un effet de rappel. Sur la figure 3 est représentée une autre configuration de l'appui d'une mâchoire d'un frein à disque à étrier en forme de poing. La mâchoire 41 s'appuie, avec insonorisation, sur le support 43 du frein cela avec interposition des éléments amortisseurs 42, 42'. La fixation de ces éléments amortisseurs 42, 42' sur le support 43 du frein s'effectue par collage de la couche d'amortissement 44, 44' au support43 du frein. La figure 4 représenteun éliment amortisseur 45 qui est fixé à une mâchoire de frein 50 et qui est constitué d'un corps-support 46 avec une surface de glissement 47, une couche d'amortissement 48 et une autre couche métallique 49 avec laquelle s'effectue la fixation à la mâchoire 50. Comme,ici, il est prévu un élément amortisseur 45 pour chaque extrémité de la mâchoire, il se produit aussi, comme décrit dans les réalisations précédentes, une assistance au rappel des mâchoires. Dans une autre forme de réalisation, non représentée, l'élé- ment amortisseur est monté "libre" en direction périphérique, entre mâchoire et composant d'appui. Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. REVENDICATIONS 1. Frein à disque à garnitures partielles, comportant, immobi- lisés en direction périphérique, des composants d'appui pour fournir une portée de coulissement axialà une mâchoire de frein agencée avec jeu entre lesdits composants immobilisés, cette mâchoire prenant appui contre lesdits composants d'appui par l'intermédiaire d'un élément séparé qui, à la façon d'un stratifié, est constitué de couches de matériaux différents et présente une surface de glissement pour le mouvement de coulissement de la mâchoire, ce frein étant caractérisé en ce que ledit élément (13, 40, 42, 45) est constitué d'un corps- support (14, 36, 46) métallique présentant la surface de glissement (18, 19, 47) et d'une couche (15, 37, 44, 48) d'une matière amortissant le bruit, laquelle est disposée sur la partie du corps-support (14, 36, 46) non en regard de la surface de glissement (18, 19, 47). 2. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une autre couche (49, 51) faite de métal est agencée sur le côté arrière de la couche (37, 48) de matière amortissant le bruit agencée, par son c8té avant, sur le corps-support (36, 46). 3. Frein à disque selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière amortissant le bruit est un élastomère ayant, pour les vibrations, un fort amortissement interne. 4. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le composant d'appui est le boîtier (1) d'un frein à disque à étrier fixe, ou le support (22, 43) du frein, ou l'étrier flottant d'un frein à disque à étrier flottant. 5. Frein à disque selon l'une quelconque des revendicationsI à 4, caractérisé en ce que l'élément (13, 40, 42) est au contact du composant d'appui (1, 22, 43) par le c8té non en regard de la surface de glissement (18, 19) et est fixé à ce composant. 6. Frein à disque selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un élément (13, 40, 42) soutient les deux extrémités associées des deux mâchoires, en ce que le corps-support (14, 36) est partagé en deux parties, en ce que chacune des parties est associée à une mâchoire (3, 4, 41) et en ce que les parties du corps-support (14, 36) présentant les surfaces de glissement (16, 17, 28, 29, 30, 31) se prêtent à un déplacement axial limité. 7. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications] à 6, caractérisé en ce qu'à chacune des deux extrémités de la machoire (50), un élément (45) est appliqué par le c8té non en regard de la surface de glissement (47) et est fixe à cette mâchoire. 8. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications à 7, caractérisé en ce que la fixation s'effectue par des moyens enclenchables ou accrochables élastiquement, ou par collage.