Brevet FR2513716A1 — publié le 19830401

1. La présente invention, concernant le freinage des véhicules, est relative à une mâchoire de frein, en particulier pour freins à disque pour véhicules à moteur, dans laquele un capteur pour dispositif d'indication d'usu- re est fixé dans une région, dépourvue de garniture de frein, d'une plaque support de garniture, le capteur com- portant un support en matière isolante et un téton faisant saillie et s'écartant du support, téton qui est enfiché dans un rivet creux fixé sur la plaque support de garniture. Les dispositifs indicateurs d'usure du genre de construction ici considéré ont pour rôle de fournir un si- gnal d'alerte lorsque l'usure de la garniture de frein dlune mâchoire de frein a atteint un degré déterminé A cet effet un capteur disposé sur la mâchoire de frein est relié par un conducteur électrique à une source de courant et à un organe signalisateur, par exemple à une lampe d'a- lerte disposée sur le tableau de bord d'une voiture auto- mobile Si le frein est actionné après que la garniture du frein a atteint un état d'usure préfixé et encore ad- missible, le capteur est poussé contre le disque ou tam- bour de frein correspondant et, par suite du frottement qui s'ensuit, le conducteur incorporé dans le capteur et primi- tivement isolé est mis à découvert, de sorte que le cir- cuit de l'organe signalisateur est fermé par l'intermédiai- re du disque ou tambour de frein. Habituellement dans les voitures automobiles on ne change pas les mâchoires de frein qu'à l'émission d'un signal un tel dispositif d'indicateur d'usure, mais seulement lorsqu'on constate,au moment d'une inspection, que les garnitures de frein-ne tiendront pas jusqu'à la vérification suivante, prévue par exemple après encore 10.000 Km Dans de tels cas, le capteur n'est pas encore venu en contact avec le disque ou tambour de frein et par conséquent il n'est pas encore endommagé; aussi est-il souhaitable, quand on remplace les mâchoires de frein, de ne pas remplacer le capteur en même temps et il convient de pouvoir l'utiliser encore en coopération avec le jeu suivant de mâchoires de frein Ceci implique une fixation détachable du capteur sur la mâchoire de frein correspon- dante. Or on connait, par la publication de brevet al- lemand N O 28 13 244, une disposition de mâchoire de frein avec capteur correspondant à la définition de l'introduc- tion, et dans laquelle on a posé dans la plaque support de garniture un rivet creux et lisse de forme intérieure cylindrique et dans laquelle le téton du capteur est fa- briqué d'une pièce en matière synthétique avec son corps support, en étant maintenu dans le rivet creux seulement par friction Le support comporte une saillie qui s'étend sensiblement parallèlement à la plaque support de garni- ture et qui entre dans un perçage de la garniture de frein. Dans la saillie et dans le support lui-même un fil est in- corporé et fixé à une tige de contact partant du téton dans le sens axial à l'intérieur du rivet creux La tige de contact se loge dans une douille d'enfichage fixée à l'extrémité d'une connexion de raccordement, qui est enfi- lée dans le rivet creux à partir du côté arrière de la plaque support de garniture Quand on remplace la mâchoire de frein, on prévoit que la douille est détachée en même temps que le conducteur de raccordement et réutilisée avec une mâchoire de frein neuve; par contre le capteur est je- té avec la mâchoire de frein usagée Si l'on change préma- turément la mâchoire de frein, donc avant que l'usure n'ait atteint le capteur, il est pratiquement impossible de réutiliser le capteur, car son téton est en tout cas extrait, non sans dommage, du rivet creux, si le téton est dimensionné de façon à former avec le rivet creux un siège à appui ferme et à l'épreuve des vibrations dans tou- tes les conditions d'emploi Parmi les conditions d'emploi qui doivent être ici envisagées il faut également citer la forte contrainte thermique due à la convexion et surtout au rayonnement Dans les freins à disque modernes un frei- nage intense et prolongé peut échauffer le disque de frein jusqu'à 700 et plus; dans ce cas le capteur, disposé au voisinage immédiat du disque de frein, peut prendre une température d'un ordre de grandeur voisin Après une telle épreuve thermique le capteur, dans cette disposition con- nue, ne peut être séparé sans dommage de la mâchoire de frein. Des considérations analogues s'appliquent éga- lement à une autre disposition connue par le modèle d Tuti- lité allemand n O 70 47 480 de la mâchoire du frein et du capteur, dans laquelle le capteur comporte également un support en matière isolante avec un téton formé d'une piè- ce sur celui-ci; ce téton passe, à partir du c 8 té arrière de la plaque support de garniture, par un trou ménagé dans cette plaque et il est fixé à l'intérieur d'une région restée libre de garniture de frein, au moyen d'un collier. Ici aussi il est nécessaire de changer le capteur en même temps que la mâchoire de frein, même si ce capteur n'a pas été encore touché par le disque de frein et pourrait être donc encore utilisé. L'invention a par suite pour objet d'agencer une disposition de mâchoire de frein avec capteur du genre dé- fini dans l'introduction de façon que d'une part le capteur soit fixé de manière ferme et à l'épreuve des vibrations sur la mâchoire de frein aussi bien pour les plus fortes charges thermiques-se produisant en service que par la suite, mais aussi de façon que par ailleurs il puisse s'en détacher et être réutilisé avec une mâchoire de frein neu- ve, pour autant que l'ancienne mâchoire de frein ait été changée avec un état d'usure dans lequel le capteur n'est pas encore venu au contact avec le disque ou le tambour de frein. Le résultat visé est obtenu conformément à l'in- vention grâce au fait que le rivet creux comporte un épau- lement interne écarté du support, que le téton est consti- tué en un matériau résistant à la chaleur et relativement dur et qu'un ressort en matériau résistant à la chaleur est disposé à l'intérieur du rivet creux. Le téton, fait d'un matériau résistant à la cha- leur, qui 'est de préférence un métal, ne peut se coller de lui-même dans le rivet creux, de préférence également en métal, aux températures élevées auxquelles on doit s'atten- dre en service Le ressort, également résistant à la cha- leur, et de préférence en métal, d'une part établit une liaison adaptée par sa forme entre le téton et le rivet creux et d'autre part,à cause de son élasticité, est com- pressible, de sorte que le téton peut être tiré ou pous- sé hors du rivet creux pour remplacer la garniture de frein. Suivant une forme de réalisation préférée de la mâchoire de frein selon l'invention, le téton comporte un épaulement extérieur tourné vers le support et le ressort est disposé entre les deux épaulements et s'appuie sur tous les deux. La précontrainte axiale peut être obtenue, d'une façon particulièrement simple et cependant fiable, grâce au fait que l'épaulement dans le rivet creux a une forme en tronc de cône et que l'épaulement sur le téton limite une rainure annulaire à section transversale sensiblement rectangulaire qui loge le ressort avec un jeu radial Dans cette disposition le ressort est continuellement relié au téton, même lorsque celui-ci est extrait du rivet creux contrairement à la résistance initiale du ressort. Le ressort est constitué de préférence par un anneau fendu en fil rond. L'invention est utilisée de préférence dans une mâchoire de frein de ce genre dont le rivet creux est en- touré de manière connue par au moins une spire d'un res- sort de maintien Dans ce cas ce ressort est de préférence disposé par au moins une spire dans un évidement, traversé par le rivet creux, de la plaque support de garniture; le rivet creux s'applique par une collerette qu'il présente dans la régiondépourvue de garniture, de la plaque sup- port de garniture et le support est appliqué par une-pré- contrainte de sens axial, produite-par le ressort sur la collerette et/ou directement contre la plaque support de garniture. On exposera plus en détail dans ce qui suit un exemple de réalisation de l'invention avec référence aux dessins schématiques ci-annexés Parmi ceux-ci: la figure 1 est une vue latérale d'une mâchoire de frein sans capteur; la figure 2, la coupe selon II-II de la mâchoire de frein, mais avec le capteur correspondant en position de fonctionnement; la figure 3, une vue partielle, prise dans la direction de la flèche III de la figure 2, et la figure 4, une coupe, correspondant à celle de la figure 2, pour une autre forme de réalisation. Sur la figure 1 on a représenté une mâchoire de frein 10 pour un frein à disque à garniture partielle du type habituel pour les voitures automobiles, en supposant qu'on regarde le côté de la mâchoire de frein qui se trouve en face d'un disque de frein une fois monté La mâchoire de frein 10 comporte une plaque support de garniture 12, emboutie dans une tôle d'acier, et comportant deux sail- lies 14, partant latéralement, qui servent à soutenir la mâchoire de frein sur un carter ou une chaise flottante (pince) du frein à disque Du côté avant de la plaque sup- port de garniture 12, tourné vers le disque de frein,ainsi que vers l'observateur sur les figures 1 et 3, est fixée une garniture de frein 16 qui laisse libres les saillies latérales 14 ainsi qu'une région 18 rectangulaire et exemp- te de garniture se trouvant au milieu entre ces saillies. A l'intérieur de la région 18 dépourvue de gar- niture la plaque 12 support de garniture présente un évi- dement 20 qui est ouvert en forme de fente au bord supé- rieur de la plaque support de garniture Au travers de l'évidement 20 passe, avec jéu radial, un rivet creux 22 qui est fixé par une collerette 24 s'appliquant contre le côté avant de la plaque support de garniture 12 ainsi que par un disque annulaire 26 s'appliquant, à l'arrière, con- tre la plaque support de garniture 12 Le rivet creux 22 est entouré, à l'intérieur de l'évidement 20, par environ 1 spire 1/2 de ressort de maintien 28, constitué en fil rond, qui comporte deux bras 30 faisant saillie vers l'ex- térieur, sensiblement parallèles au bord supérieur de la plaque de support de garniture 12 et courbés à leurs extré- mités en forme de U Dans la-position de montage de la ma- choire de frein 10 les bras 30 s'appuient sur le carter ou sur la chaise flottante du frein à disque correspondant. Sur le côté avant de la plaque support de garni- ture 12 est fixé un capteur 32 qui comporte un support 34, en matière isolante, disposé en partie dans la région 18 dépourvue de garniture Dans le support 34 on a ménagé une rainure 36 en forme de U, dans laquelle se place un bout d'un conducteur électrique 38 L'épaisseur du corps support 34 est bien plus petite, comme on voit sur la figure 2, que celle de la garniture de frein 16 Par suite, lors de l'ac- tionnement du frein, le support 34 est d'abord appuyé con- tre le disque de frein lorsqu'une partie importante de l'épaisseur de la garniture de frein 16 est usée Le sup- port 34 est fait d'un matériau qui s'use, lorsque le frein est actionné, dans la même proportion que la garniture de frein 16, sans endommager le disque de frein Dès que par suite de l'usure du support 34 le conducteur 38 est exposé et entre en contact métallique avec le disque de frein, un circuit est fermé, passant par le conducteur 38. Le capteur 32 comporte, comme on le voit sur la figure 2, pour sa fixation à la mâchoire de frein 10, un téton 40 en métal dont le pied 42 est incorporé dans le sup- port 34 Le pied 42 est disposé de façon que, même pour une usure avancée de la garniture de frein 16 et du support 34, le disque de frein ne soit pas atteint sans que longtemps auparavant le conducteur 38 ait été mis à nu et que par sui- te le dispositif indicateur d'usure a émis des signaux -d'alerte L'usager du véhicule sait par conséquent, long- temps avant que le disque de frein puisse être endommagé -par le pied 42, qu'il faut changer la mâchoire de frein 10. Le téton 40 fait saillie par l'arrière hors du support 34 et est inséré avec un faible jeu radial dans le rivet creux 22 Afin que le téton 40 ne puisse être ex- trait involontairement hors du rivet creux 22, on a ména- gé dans le téton une rainure annulaire 44 qui loge un res- sort 46, ayant la forme d'un anneau fendu en fil rond,avec un jeu radial important Le ressort 46 s'appuie d'une part sur un épaulement extérieur 48 du téton 40, épaulement qui limite la rainure annulaire 44 dans un plan radial, et d'autre part contre un épaulement intérieur 50 formé dans le rivet creux 22 et de forme tronconique - L'épaulement intérieur 50 formé dans le rivet creux 22 comporte un angle de-cône de 600 S avec une to- lérance maximale de + 30, et est disposé de façon à tendre à comprimer le ressort 46 dans la rainure annulaire 44. A cette poussée s'oppose le ressort 46 par des forces de rappel dirigées radialement vers l'extérieur qui sont trans- formées, par suite de la forme conique de l'épaulement in- térieur 50, en forces axiales Celles-ci sont transmises, par l'intermédiaire du pied 42 du téton 40, au support 34, de sorte que celuici est appliqué avec une précontrainte axiale contre la collerette 24 du rivet creux 22. Le support 34 présente en outrecomme le mon- trent les figures 2 et 3, un évidement circulaire 52 dans lequel s'adapte la collerette 24 du rivet creux 22 avec un faible jeu radial Cette disposition libère le téton 40, au moins largement, des forces d'accélération radiales qui agissent sur le capteur 32 au cours d'un trajet sur une surface de chaussée irrégulière Ainsi le téton 40 n'est pas sollicité en service par des moments-de flexion appré- ciables et il n'a donc pas tendance à se détacher du rivet creux 22 Au total on obtient ainsi une fixation s re du capteur 32,dans toutes les conditions de fonctionnement, sur la mâchoire de frein 10. Cependant il est possible de détacher le capteur 32 de la mâchoire de frein 10 en vue de son réemploi, lors- que sa garniture de frein 16 est usée d'une quantité im- portante, sans que cependant le support 34 ait été usé ou tout au moins pas dans une proportion appréciable Pour démonter le capteur, on tire le support 34 dans le sens axial en le détachant de la plaque support de garniture 12 et/ou on pousse au moyen d'un outil par l'autre côté con- tre la surface frontale libre du téton 40 Dans ce cas le ressort 46 est enfoncé dans le sens radial dans la rainure annulaire 44 par l'épaulement intérieur conique 50 du ri- vet creux 22, de sorte que le téton 40 peut être tiré ou poussé hors du rivet creux Puis on enfonce le téton 40 dans le rivet creux 22 d'une mâchoire de frein neuve 10. Dans ce cas le ressort 46 doit être à nouveau poussé radia- lement dans la rainure annulaire 44; ceci est obtenu grâce à un biseau tronconique 54 à l'avant du rivet creux 22. Le téton 40 continuant à entrer dans le rivet creux 22 dès que le ressort 46 a atteint son épaulement 50, il se détend à nouveau et maintient fermement le téton dans le rivet creux 22. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 4 le rivet creux 22 et le support 34 sont constitués sensiblement de la même façon que sur les figures 2 et 3. Au lieu du téton 40 on a fixé sur le support 34 un téton ' par rivetage de son pied 42 ' Le téton 40 ' est en mé- tal et porte un ressort 46 ' en métal Le ressort 46 ' a ici une forme d'araignée à quatre pattes 56 retroussées et est fixé par un rivet 58 formé d'une pièce sur le téton 40 ', de façon que les quatre pattes 56 entourent le téton 40 ' avec un jeu radial à des écartements angulaires égaux et poussent par leurs pieds 60 contre l'épaulement annulaire 50 du rivet creux 22. R E V E N D I C A T I O N S 1 Mâchoire de frein ( 10), en particulier pour freins à disque pour véhicules à moteur, dans laquel- le un capteur ( 32) pour dispositif d'indication d'usure est fixé dans une région ( 18), dépourvue de garniture de frein ( 16), d'une plaque support de garniture ( 12), le capteur ( 32) comportant un support ( 34) en matière isolan- te et un téton ( 40, 40 ') faisant saillie et s'écartant du support, téton qui est enfiché dans un rivet creux ( 22) fixé sur la plaque ( 12) support de garniture, caractérisée en ce que le rivet creux ( 22) comporte un épaulement inter- ne ( 50) écarté du support ( 34), en ce que le téton ( 40, 40 ') est constitué en un matériau résistant à la chaleur et re- lativement dur et en ce qu'un ressort ( 46, 46 ') en maté- riau résistant à la chaleur est disposé à l'intérieur du rivet creux ( 22). 2 Mâchoire de frein selon la revendication 1, caractérisée en ce que le téton ( 40) comporte un épaulement extérieur ( 48) tourné vers le support ( 34) et en ce que le ressort ( 46) est disposé entre les deux épaulements ( 48,50) et s'appuie sur tous les deux. 3 Mâchoire de frein selon revendication 2, ca- ractérisée en ce que l'épaulement ( 50) dans le rivet creux a une forme en tronc de cône et en ce que l'épaulement ( 48) sur le téton ( 40) limite une rainure annulaire ( 44) à sec- tion transversale sensiblement rectangulaire qui loge le ressort ( 46) avec un jeu radial. 4 Mâchoire de frein selon la revendication 3, caractérisée en ce que le ressort ( 46) est constitué par un anneau fendu en fil rond. Mâchoire de frein, selon l'une des revendi- cations 1 à 4, dont le rivet creux ( 22) est entouré de ma- nière connue par au moins une spire d'un ressort de main- tien ( 28), caractérisée en ce que la spire du ressort de maintien ( 28) est disposée dans un évidement ( 20), tra- versé par le rivet creux ( 22), de la plaque support de garniture ( 12), en ce que le rivet creux ( 22) s'applique par une collerette qu'il présente dans la région ( 18), dé- pourvue de garniture, de la plaque ( 12) support de garni- ture et en ce que le ressort ( 34) est appliqué par une précontrainte de sens axial, produite-par le ressort ( 46, 46 ') sur la collerette ( 24) et/ou directement contre la plaque ( 12) support de garniture.