Brevet FR2534336A1 — publié le 19840413

i L'invention concerne un frein à disque à garnitures partiel- les, notamment pour véhicule automobile, comportant: des patins agencés de part et d'autre du disque de frein; un support recevant le couple de freinage; et des tiges de guidage par lesquelles un étrier chevauchant le disque est guidé à coulissement sur le support, cet étrier étant muni d'un dispositif dé commande pour presser les patins contre le disque et étant Plastiquement précontraint, dans le sens du desserrage du frein, la force élastique étant maintenue constante, indépendamment de l'épaisseur des garnitures, par la posi- tion d'un élément de frottement portant à coulissement sur le support. Un tel frein à disque à garnitures partielles est connu par la demande de brevet allemand DE-OS 24 14 174 Dans le dispositif connu, des rondelles de friction sont utilisées, qui servent de contre- appui pour une force élastique exercée sur l'étrier Si, par suite de l'usure des garnitures, le déplacement de l'étrier est supérieur à la distance qui, dans la position de non-freinage, existe entre la rondel- le de frottement et une butée, les rondelles de frottement sont alors déplacées de façon que la même force élastique agisse constamment sur l'étrier Lors du desserrage du frein, l'étrier est rappelé sur une certaine distance dans le sens du desserrage du frein, de sorte que l'on est assuré qu'après chaque freinage normal le patin aura un jeu déterminé par rapport au disque de frein. Dans le cas de freinages avec des forces d'actionnement très importantes, l'étrier est en outre habituellement déformé élasti- quement Cet écartement de l'étrier dans le cas des freinages éner- giques peut conduire à un déplacement exagéré de la rondelle de frot- tement car la déformation élastique de l'étrier simule une usure de garniture qui, en réalité, n'a pas eu lieu Il peut donc arriver qu'a- près un freinage énergique l'étrier soit certes rappelé d'une course égale au jeu du frein mais que le patin reste au contact du disque après desserrage du frein L'état normal du frein n'est alors rétabli que lorsque la garniture a subi une perte d'épaisseur égale au jeu du frein. Toutefois, lors de ce processus d'usure, ilse produit un échauffement indésirable du dispositif de freinage En outre, la garniture est usée plus fortement qu'il n'est nécessaire Par ailleurs, un tel comportement 2534336- du frein aboutit naturellement à une modification du comportement du véhicule, notamment pour ce qui est de ses accélérations En outre, le moteur doit fournir le supplément d'énergie dépensé lors de cette usure par frottement. La présente invention a donc pour but de réaliser un frein à disque à garnitures partielles du genre mentionné au j début, dans lequel des dispositior structurelles simples assure- ront qu'un jeu suffisant s'établiras même immédiatement après un freinage provoquant une déformation élastique de l'étrier. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que l'élément de frottement est agencé dans un manchon o il dispose d'un débattement axial égal au jeu, et par le fait que le manchon guide l'étrier de façon telle que celui-ci puisse accomplir, dans le sens du desserrage du frein, un déplacement supplémentaire qui corres- pond au moins à la déformation élastique possible de cet étrier. Lors du fonctionnement normal du frein, c'est-à-dire sans déformation notable de l'étrier, le manchon reste immobile dans un guide de l'étrier L'élément de frottement s'adapte constamment à l'usure des garnitures et assure constamment, par le ressort de compres- sion, que le jeu que le frein doit avoir sera établi Si, après freinage avec des forces d'actionnement très importantes, l'étrier se déforme de sorte que l'élément de frottement vient à une position qui cor- respond à une usure des garnitures supérieure à l'usure réelle, le manchon logeant l'élément de frottement peut alors se déplacer dans le guide de l'étrier, dans le sens du desserrage du frein, de sorte qu'un jeu pour le frein est établi uniquement'par le voile ou le défaut d'orthogonalité du disque Dans une telle condition de fonctionnement, l'établissement du jeu du frein ne peut certespas être assisté par une force élastique, mais on évite en tout cas que les garnitures restent appliquées contre le disque après la fin du freinage. Selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention, le manchon porte sur la tige de guidage par l'intermédiaire d'un corps creux sensiblement cylindrique, ayant l'élasticité d'un caoutchouc Ainsi, les tolérances de fabrication sont sans effet En outre, on évite que, sous l'effet des vibrations ou secousses, les tiges de guidage heurtent les parties qu'elles guident et provoquent ainsi des bruits indésirables et une usure accrue Afin que les forces né- cessaires pour le déplacement de l'étrier restent petites, l'invention prévoit de façon avantageuse qu'un corps de glissement est disposé antre la tige de guidage et le corps ayant l'élasticité d'un caoutchouc. On parvient en outre à une forme de réalisation de construction simple si le manchon, traversant une ouverture de guidage aménagée dans l'é- trier et débordant hors de cette ouverture, porte à son extrémité en regard du support un collet annulaire, constituant un élargissement vers l'extérieur, qui est séparé de l'étrier par un intervalle Cet intervalle subsiste alors toujours, tant que la position de l'élément de frottement correspond à l'épaisseur des garnitures Ce n'est que lorsque l'étrier est déformé élastiquement, sous l'effet d'un freinage puissant, que lemanchon se déplace dans l'ouverture de guidage dans l'étrier de façon que le collet annulaire de ce manchon rencontre l'étrier On peut agencer, entre le collet annulaire formant un élar- gissement du manchon et l'étrier, un anneau amortisseur élastique as- surant que le collet du manchon heurtera relativement doucement l'é- trier Dans le cas le plus simple, cet anneau amortisseur peut être un élément annulaire ayant l'élasticité d'un caoutchouc Il est égale- ment envisageable que l'intervalle entre le collet radial et l'étrier soit réglable par l'anneau amortisseur. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'élément de frottement portant sur la tige de guidage peut être décol- lé de celle-ci par-un élément expanseur Une telle forme de réalisation permet, par exemple à l'occasion d'un changement de garnitures, de libérer la tige de guidage de l'emprise de l'élément de frottement de sorte que, lors du changement des garnitures, les forces de frot- tement de cet élément sont alors inopérantes L'élément de frottement peut être réalisé de façons très diverses Par exemple, on peut utiliser comme élément de frottement-une rondelle fendue qui, avec une force de pression radiale donnée par construction, s'applique contre la tige de guidage La force de pressionradiale est ainsi déterminée par l'é- lasticité propre à la rondelle En outre, il est avantageux que cette rondelle dispose d'évidements radiaux dans lesquels des parties biseau- tées de l'élément expan eur peuvent pénétrer A cet égard, il est en outre avantageux que l'extrémité du manchon non tournée vers le sup- port soit-munie d'un obturateur en forme de coiffe, fait de préférence en une matière ayant l'élasticité d'un caoutchouc Avec cette forme de réalisation, il est alors possible, avant de procéder à un chan- gement de garnitures devenu nécessaire, d'agir sur l'élément expanseur avec un outil de frappe, par l'intermédiaire de cet obturateur en forme de coiffe élastique, pour décoller l'élément de frottement de la tige de guidage En outre, cet obturateur en forme de coiffe, en une matière ayant l'élasticité d'un caoutchouc, assure que, pendant la marche, aucune souillure ne pourra pénétrer dans les guides et accroître les forces nécessaires au déplacement. Comme élément de frottement, on peut en outre utiliser un corps tubulaire fendu axialement Il est avantageux que l'extrémité du corps tubulaire non tournée vers le support soit évasée et puisse être dilatée au moyen d'un élément fileté qui peut sans problème être en permanence sur la tige de guidage Cet élément fileté peut disposer d'un écrou à tête hexagonale de façon que le corps tubulaire puisse être dilaté très facilement, en déployant un faible effort. Le changement de garnitures n'est donc ni empêché ni rendu difficile par le dispositif selon l'invention. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent la figure 1, un frein à disque à garnitures partielles, selon l'invention, vu en coupe, et la figure 2, une variante de réalisation d'un guide d'étrier, vu en coupe dans les deux figures. Les composants qui se correspondent sont repérés par les mêmes références dans les deux figures. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un disque de frein contre lequel deux patins 2 et 3 peuvent être appliqués Le patin 2, situé à gauche sur la figure, est solidarisé à un étrier de frein,4, tandis que le patin 3 qui, sur le dessin, est droi- te du disque 1, est guidé avec possibilité de coulissement axial sur une surface de guidage 5 appartenant à un support de frein 6 solidarisé au châssis du véhicule Un piston hydraulique, non visible sur le dessin, permet de presser le patin 3 contre le disque de frein 1. Solidarisée au support de frein 6, une tige de guidage 7 qui est sensiblement perpendiculaire au disque 19 est logée dans un dispositif 8 de réglage de jeu, avec possibilité d'y coulisser axia- lement. Le dispositif 8 de réglage de jeu consiste, pour l'essentiel, en un manchon 9 qui est passé dans une ouverture de guidage 10 amé- nagée dans l'étrier 4 et dans laquelle il peut accomplir un déplace- ment axial si qui est déterminé par un épaulement 11 et par un collet annulaire 12, lequel appartient à ce manchon et en constitue un élargisse- ment vers l'extérieur, A l'intérieur du manchon 9, se trouve un corps 13 ayant sensiblement la forme d'un cylindre creux, en une matière ayant l'élasticité'd'un caoutchouc, qui est logé dans le manchon 9 sans pos- sibilité de déplacement axial, et qui porte, contre sa surface péri- phérique intérieure, un corps de glissement 14 s'appliquant sur la tige de guidage 7 La Pace terminale de droite, en considérant le dessin, du corps creux 13 ayant l'élasticité d'un caoutchouc est char- gée, par l'intermédiaire d'un jonc annulaire 15 (anneau Seeger), par un ressort de compression qui prend appui contre un élément de frot- tement 17 réalisé sous la forme d'une rondelle fendue s'appliquant, avec une précontrainte radiale, sur la tige de guidage 7 La région du bord extérieur de l'élément de frottement 17 s'engage dans une gorge périphérique 18 du manchon 9, gorge qui, en direction axiale, est dimensionnée de façon telle que ce manchon 9 puisse accomplir un dé- placement axial S 2 sans que la position de l'élément de frottement 17 soit modifiée L'élément de frottement 17 dispose d'au moins deux fentes 19, réparties sur sa circonférence, dans lesquelles peuvent pénétrer des parties biseautées d'un élément expanseur 20 monté à coulissement axial sur la tige de guidage 7 L'extrémité ouverte que le manchon 9 comporte à droite (en considérant le dessin) est fermée par un obturateur 21 en forme de coiffe, fait en une matière ayant l'élasticité d'un caoutchouc, Le fonctionnement du frein à disque à garnitures partielles décrit est expliqué dans ce qui suit en adoptant, comme état initial, la condition de non-freinage représentée sur la figure 1 Lors de la mise en action du frein, l'élément de commande hydraulique (non visi- ble sur le dessin) amène le patin de frein 3, guidé sur le sup- port de frein 6, au contact du disque 1, ce qui a pour effet que l'é- trier 4 est dans son ensemble déplacé vers la droite de sorte que le patin de gauche 2 vient lui aussi au contact du disque 1 Ce faisant, l'étrier communique au manchon 9 un déplacement S 2 qui correspond au jeu du frein Un accroissement de la force d'actionnement hydrauli- que augmente la pression de serrage des patins 2 et 3 contre le dis- que 1, de sorte qu'un couple de freinage s'établito Lorsque l'épais- seur des garnitures diminue parce qu'elles s'usent, l'élément de frot- tement 17 est à chaque fois déplacé, par les surfaces de délimitation axiale de la gorge périphérique 18, vers une position pour laquelle la force que le ressort de compression 16 exerce dans le sens du desser- rage du frein est constante, et pour laquelle l'élément de frottement 17 s'appliquera, dans la position de non-freinage, contre la surface délimitant axialement vers la droite (en considérant le dessin) la gorge périphérique 18 du manchon 9. Si, lors d'un freinage avec des forces d'actionnement très importantes, l'étrier 4 s'élargit élastiquement, l'élément de frotte- ment 17 est alors déplacé comme dans le cas d'une faible usure des garnitures Dans la position de non-freinage, l'élément de frottement ne s'applique alors plus contre la surface qui, sur le dessin, dé- limite axialement du côté droit la gorge périphérique 18 du manchon 9, mais prend une position intermédiaire dans la gorge périphérique ou vient éventuellement au contact de la surface qui, sur le dessin, délimite axialement le manchon 9 vers la gauche Un jeu suffisant est alors établi par le fait qu'en outre le manchon 9 est déplacé de sl dans le sens du desserrage du frein, de sorte que les garnitures 2 et 3 seront dans tous les cas décollées du disque 1 Ce rappel supplé- mentaire du manchon 9, d'une course sl, est produit par le voile ou écart d'orthogonalité du disque. L'exemple de réalisation représenté sur la figure 2 présente un anneau élastique ("circlip") 23 qui est assemblé au manchon 9 et qui, pour la position de non-freinage représentée, se trouve à une distance sl de l'étrier L'élément de frottement utilisé est un corps tubulaire 24 qui est fendu axialement et qui est positionné par la force du ressort de compression 16 de façon telle qu'il détermine, avec le manchon 9, le jeu S 2 du frein L'extrémité du corps tubu- laire 24 située à droite sur le dessin est évasée et se trouve en face d'un élément fileté 25 doté de parties biseautées qui, par vissage de cet élément fileté 25, peuvent être rentrées dans l'extrémité évasée du corps tubulaire, de façon à dilater celui-ci L'élément fi- leté 25 est réalisé sous la forme d'une vis creuse Il est fermé par un obturateur 26, avantageusement en-une matière ayant l'élasticité d'un caoutchouc, et peut, grâce à un filet hélicoïdal, être positionné sur la tige de guidage La figure 2 montre en outre des anneaux d'é- tanchéité 28 qui ont pour but d'empêcher l'entrée de particules de souillure dans le logement. Lors de l'actionnement du frein, l'étrier 4 est, avec le manchon 9, déplacé vers la droite (en considérant le dessin) jusqu'à ce que le jeu S 2 du frein soit surmonté Si, en présence d'une solli- citation extrême, l'étrier 4 est déformé dans le sens de l'écartement le corps tubulaire 24 est alors déplacé plus loin qu'il ne serait nécessaire Lors du desserrage du frein, le jeu nécessaire S 2 n'est donc plus établi Le voile ou défaut d'orthogonalité du disque 1 a toutefois pour effet que l'étrier 4 peut accomplir un déplacement supplémen- taire si dans le sens du desserrage du frein, de sorte qu'un jeu de frein suffisant est néanmoins établi-. Il est bien évident que les descriptions qui précèdent ont été données qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Frein à disque à garnitures partielles, notamment pour véhicule automobile, comportant: des patins agencés de part et d'autre du disque du frein; un support recevant le couple de frei- nage; et des tiges de guidage par lesquelles un étrier chevauchant le disque est guidé à coulissement sur le support, cet étrier étant muni d'un dispositif de commande pour presser les mâchoires contre le disque et étant élastiquement précontraint dans le sens du desserrage du frein, la force élastique étant maintenue constante, indépendam- lent de l'épaisseur des garnitures, par la position d'un élément de frottement portant à coulissement sur le support, ce frein étant carac- térisé en ce que l'élément de frottement ( 17, 24) est agencé dans un manchon ( 9) o il dispose d'un débattement axial égal au jeu (s 2), et en ce que le manchon ( 9) guide l'étrier ( 4) de façon telle que celui- ci puisse accomplir, dans le sens du desserrage du frein, un dépla- cement supplémentaire (sl) qui correspond au moins à la déformation élastique possible de cet étrier ( 4). 2 Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon ( 9) porte sur la tige de guidage ( 7), par l'intermédiaire d'un corps creux sensiblement cylindrique ( 13), ayant l'élasticité d'un caoutchouc. 3 Frein selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un corps de glissement ( 14) est disposé entre la tige de guidage ( 7) et le corps ( 13) ayant l'élasticité d'un caoutchouc. 4 Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon ( 9), traversant une ouverture de guidage-( 10) aménagée dans l'étrier ( 4) et dépassant hors de cette ouverture, porte à son r extrémité en regard du support ( 6) un collet annulaire ( 12, 23), consti- tuant un élargissement vers l'extérieur, qui est séparé de l'étrier ( 4) par un intervalle (sl). Frein selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un anneau amortisseur élastique ( 22) est agencé entre le collet ( 12) et l'étrier ( 4). 6 Frein selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'intervalle (sl) entre le collet annulaire saillant radialement ( 12) et l'étrier ( 4) est réglable au moyen de l'anneau amortisseur ( 22). 7 Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de frottement ( 17, 24) portant sur la tige de guidage ( 7) peut être décollé de celle-ci par un élément expanseur ( 20, 25). 8 Frein selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on utilise, comme élément de frottement, une rondelle fendue ( 17). 9 Frein selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la rondelle ( 17) dispose d V'évidements radiaux ( 19) dans les- quels des parties biseautées de l'élément expanseur ( 20) peuvent pénétrer. o Frein selon une ou plusieurs des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que l'extrémité du manchon ( 9) non tournée vers le support ( 6) du frein est munie d'un obturateur ( 21) en forme de coiffe qui est de préférence en une matière ayant l'élasticité d'un caoutchouc. 11.o Frein selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on utilise, comme élément de frottement, un corps tubulaire ( 24) fendu axialement. 12, Frein selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'extrémité du corps tubulaire ( 24) non tournée vers le support ( 6) du frein est évasée et peut être dilatée au moyen d'un élément fi- leté ( 25).