Brevet FR2530760A1 — publié le 19840127

1-_ Ressort de patins de frein à disque à étrier coulissantet frein à disque équipé d'un tel ressort L'invention concerne les ressorts de patins de frein à disque, et plus particulièrement, un ressort de patins pour frein à disque du type comportant un étrier monté coulis- sant sur un support fixe et comprenant une partie de voûte présentant, à l'aplomb de deux patins de friction du frein, une ouverture traver- santele ressort étant destiné à être interposé entre la partie de voûte de l'étrier et les patins de friction pour exercer sur ces der- niers au moins un effort radial dirigé sensiblement vers l'axe du disque pour solliciter les patins de friction contre des surfaces d'appui pratiquées dans l'élément du frein (support fixe ou étrier) recevant en ancrage ces patins. De façon plus spécifique, la présente invention concerne un tel ressort de patins comportant une partie centrale, agencée pour être reçue dans l'ouverture de la voûte de l'étrier, prolongée par des parties latérales susceptibles de coopérer avec la face intérieure de la voûte pour le montage élastique du ressort sur l'étrier, ainsi qu'une partie d'appui coopérant, en position de fonctionnement du frein, avec les bords supérieurs des patins de friction. Un tel ressort est décrit dans la demande de Brevet Allemand 2 345 733 Le ressort de ce document, réalisé à partir d'une lame métal- lique élastiquecomporte une âme centrale à partir de laquelle font saillie de courtes pattes de montage dans l'ouverture traversante de la voûte d'étrier, ainsi que des paires de pattes allongées, orthogonales aux précédentes, s'étendant le long de la face intérieure de la voûte pour maintenir élastiquement le ressort sur l'étrier En position de fonctionnement, l'âme centrale du ressort vient porter contre le bord supérieur des patins en déformant les paires de pattes alongées qui assurent la force de sollicitation des patins Un ressort de ce type et de conception relativement encombrantenécessite l'aménagement d'un logement important dans la face intérieure de la voûte de l'étrier pour recevoir les paires de pattes correspondantesainsi qu'un évidement de l'âme centrale pour permettre un contrôle visuel des patins et une meilleure évacuation de la chaleur dégagée lors des opérations de freinage. La demande de Brevet Français 2 479 381-décrit une structure de ressort simplifiée en fil d'acier conformée en forme de Z prenant appui dans un dégagement formé-dans la face intérieure de la voûte de l'étrier. -2- La présente invention a pour objet de proposer un ressort de patins de frein du type susmentionné,de structure simple, de faible coût de fabrication,n'occupant qu'un faible espace entre la voûte et les patins de friction et permettant d'assurer une force de sollicitation radiale importante sur ces derniers. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, le ressort est conformé pour présenter deux arceaux parallèles sensi- blement en forme de C constituant la partie centrale du ressort, les ex- trémités de chaque arceau se prolongeant par des première et seconde pattes repliées angulairement dans une même direction par rapport au plan de l'arceau, les pattes des deux arceaux s'étendant dans des di- rections opposées et constituant lesdites parties latérales du ressort, les premières pattes des arceaux étant reliées l'une à l'autre par un brin de liaison s' étendant perpendiculairement aux plans des arceaux et constituant la partié-d'appui du ressort venant en contact d'engagement avec les bords supérieurs des patins de friction. Dans les types de freins à disque susmentionnés, notamment dans les freins à disque dont l'étrier est monté coulissant par rapport au support fixe au moyen d'une colonnette axiale unique et au moyen de deux surfaces de coulissement formées en vis-à-vis dans l'extrémité de l'étrier opposée à la colonnette et sur le support fixe, il est souhaitable d'appliquer sur les patins de friction un effort tangentiel permanent sollicitant ces derniers en appui contre l'élément (étrier ou support fixe) par rapport auquel ils sont reçus en ancrage et en coulissement axial. Le Brevet Français 2 009 993 décrit un ressort unique prévu à cet effet monté sur au moins une dos tiges axiales de guidage des patins dans un frein à étrier plat. Le Brevet Britannique 2 056 601 décrit un ressort à lame comprenant un âme centrale profilée et quatre bras latéraux élastiques assurant le maintien élastique du ressort dans une cavité fermée de la voûte de l'étrier, l'âme centrale portant, en condition d'utilisa- tion, contre le bord supérieur des'patins et un bord latéral d'une saillie de ces mêmes patins. La demande de Brevet Français NI 81/03268 décrit, quant à elle, un ressort à lame monté dans l'ouverture traversante de la voûte d'étrier et comportant deux parties en V s'arc-boutant sur une des faces de l'ouverture et sur la face intérieure de la voûte d'étrier, le sommet du V portant en appui contre un angle formé par une partie en saillie du bord supérieur des patins de friction. -3- La présente invention a pour autre objet de proposer un ressort du type défini plus avant,de conception simple et robuste et de faible encombrement, permettant d'assurer en outre, l'appli- cation sur les patins de friction d'un effort tangentiel permanent. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, etrèmité le brin de liaison est reiie a/exterieure de chaque première patte par une boucle, le brin de liaison étant décalé vers les secondes pattes par rapport au premières pattes. De cette façon, lors de la mise en place de l'étrier, le brin d'appui, portant contre le bord supérieur des patins,est forcé angulairement dans la direction vers les arceaux en venant prendre appui -dans un angle défini sur le bord supérieur des patins par une saillie centrale de ces derniers pour solliciter ainsi élastiquement les patins à la fois radialement et tangentiellement. La présente invention a encore pour objet de proposer un frein à disque du type mentionné ci-dessus agencé pour être équipé d'un ressort de patin selon l'invention et permettant la mise en place de l'extérieur du ressort sur l'étrier. A cet effet, selon une autre caractéristique de l'invention, l'ouverture traversante de la voûte de l'étrier présente, en vue du dessus, un passage de dimensions réduites à profil sensiblement rec- tangulaire avec deux lumières d'extrémités opposées pour le passage des premières et secondes pattes des deux arceaux délimitant intérieure- ment des surfaces d'appui latérales formées dans la face intérieure de la voûte de l'étrier. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation,donnés à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés, sur lesquels: les Figures 1 à 3 sont des vues différentes d'un ressort selon l'invention; la Figure 4 est une vue du dessus d'un frein selon l'inven- tion équipé d'un ressort selon les Figures 1 à 3; la Figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la Figure 4; et la Figure 6 est une vue, partiellement en coupe, d'un autre type de frein à disque selon l'invention équipé du ressort des Figures 1 à 3. -4- Sur les Figures et dans la description qui va suivre, les éléments identiques ou analogues sont repérés par les m&nes chiffres références. Comme représenté sur les Figures, le ressort 1 selon l'invention, réalisé à partir d'un fil d'acier à ressort, avantageusement inoxydable, d'un diamètre par exemple de 1,5 mm, comporte une partie centrale de montage constituée de deux arceaux 2 identiques, en forme générale de C, les extrémités de chaque arceau étant prolongées respec- tivement par des premières pattes 3 et des secondes pattes 4, les pattes de chaque arceau s'étendant dans la même direction, à l'opposé de l'autre arceau Comme on le voit sur le Figure 3, les différentes pattes ont des génératrices supérieures sensiblement coplanaires dans un plan de con- tact 5 Les premières pattes 3 s'étendent sensiblement perpendiculaire- ment aux plans des arceaux 2 tandis que les secondes branches 4 s'éten- dent suivant un angle écartant l'extrémité de ces secondes branches des premières branches adjacentes, au-delà de l'extension maximale latérale des moitiés d'arceaux correspondantes L'extension vers l'extérieur des premières et secondes branches est sensiblement identique, comme on le voit sur les Figures 1 et 2 Les extrémités extérieures des premières branches 3 sont reliées l'une à l'autre par un brin de liaison 6 sensi- blement rectiligne, perpendiculaire aux plans des arceaux 2 Le raccord entre le brin de liaison 6 et les extrémités extérieures des premières branches 3 s'effectue au moyen de boucles 7, le brin 6,s'étendant ainsi à distance des premières branches 3 dans la direction opposée aux arceaux 2, assurant ainsi l'élasticité en flexion requise pour la portion active du ressort 1 De façon plus spécifique, dans l'exemple représenté, chaque arceau 2 présente deux parties d' extrémité 8 sensiblement symétri- ques, droites, convergeant l'une vers l'autre à partir de la portion d'arc centrale 9 de l'arceau. On a représenté sur les Figures 4 et 5 un frein à disque du type "monocolonnette" comportant un étrier 10 coulissant sur un support fixe 12 au moyen d'une colonnette axiale 13 fixée, dans l'exemple repré- senté, au support fixe 12 et reçue dans un fourreau tubulaire 14 soli- daire de l'étrier 10 Le coulissement de l'étrier 10 par rapport au sup- port fixe 12 est également assuré, à l'extrémité de l'étrier opposée à la colonnette 13, par des surfaces de coulissement axial 15 et 16 formées respectivement sur cette extrémité opposée de l'étrier et la partie adjacente du support fixe 12 et entre lesquelles est interposé un élément de verrouillage en fil métallique 17 selon un agencement faisant l'objet de la demande de Brevet Européen No O 036 368 dont le -5- contenu est supposé intégré ici pour référence Le frein comporte deux patins de friction 18, comprenant une plaque support 19 et une garniture de friction 20, susceptibles de venir en engagement de friction avec un disque tournant 21 lors de l'actionnement du moteur hydraulique de frein intégré dans l'étrier 10 Les plaques support 19 des patins de friction 18 sont reçues en ancrage et en coulissement par des pattes d'extrémité profilées 22 dans des ouvertures correspondantes 23 formées dans le sup- port fixe 12 selon un agencement décrit'dans la demande de brevet européen NO O 002 399, c'est-à-dire dans un agencement o il est souhaitable d' exercer sur les patins de friction un effort tangentiel qui maintienne ces derniers dans une position latérale préférentielle en appui contre le support fixe '12. L'étrier 10 comporte une partie de voile 25 surplombant le disque et les zones médianes desdits patins 18 et pourvue d'une ouverture traversante définie par des bords latéraux 27 parallèles à l'axe du disque 21 convergeant dans la direction -vers l'axe du disque 21 pour former un passage sensiblement rectangulaire de dimensions ré- duites 26 dont les extrémités opposées, dans la direction de l'axe du disque, sont prolongées par des lumières rectangulaires 260 Dans la face intérieure de la voûte 25 est formé un évidement 28 d'allure sen- siblement rectangulaire débordant latéralement, dans la direction circon- férentielle de rotation du disque, du passage de dimensions réduites 26 et dans lequel sont inscrites les'lumières 260 de façôn à définir ainsi latéralement, de part et d'autre de chacune de ces lumières, une surface d'appui en retrait 29 Comme on le voit mieux sur la Figure 5, la plaque support 19 de chaque patin 18 comprend centralement un têton 30 faisant saillie vers l'extérieur-par rapport au bord supérieur 31 de-la zpone médiane adjacente de la plaque supportde façon à définir un angle d'appui 32 destiné à recevoir le brin 6 comme il sera maintenant expliqué en détail. Pour sa mise en place dans la voûte 25 de l'étrier 10, le res- sort 1 est introduit par le haut dans l'ouverture de la voûte en forçant les premières et secondes pattes 3 et 4 'élastiquement l'une vers l'autre par déformation élastique de la partie d'arc central 9 des arceaux 2 afin de permettre le passage ce ces pattes dans les lumières d'extrémité 260 jusqu'à ce qu'elles franchissent l'angle entre ces lumières et les faces d'appui en retrait 29 de l'évidement 28, les pattes étant alors autorisées à s'écarter l'une de l'autre pour tendre à recouvrer leur position initiale dans l'espace, cet écartement étant limité par la venue en contact des génératrices latérales des parties d' extrémité 8 des arceaux 2 contre les -6- faces en regard 27 de l'ouverture dans la voûte, les première et seconde pattes 3 et 4 étant corrélativement maintenues plaquées contre les sur- faces d'appui intérieur 29 de l'évidement 28 Lors du basculement de l'étrier 10 vers sa position normale de fonctionnement verrouillée par rapport au support fixe 12, l'ensemble d'application de force du ressort 1, constitué par le brin de liaison 6 et ses deux boucles de raccordement d'extrémité 7, qui occupait jusqu'à présent sa position naturelle repré- sentée sur la Figure 3, vient porter, par le-brin de liaison 6, contre le bord supérieur 31 des plaques support de garniture 19 Du fait de l'inclinaison initiale de cet ensemble d'application de forces, ce dernier est amené, lors du rapprochement de l'étrier vers les bords supérieurs, des patins de friction, à basculer en contact glissant contre -le bord supérieur 31,dans le sens de la flèche Fautour de 1 axe constitué par les premières branches 3, jusqu'à ce que le brin de - liaison 6 vienne buter contre l'arête latérale de la partie en saillie centrale 30 de la plaque support de garniture 19 en se bloquant ainsi dans l'angle d'appui 32 Le complément de basculement de l'étrier 10 dans sa position normalement de fonctionnement verrouillée sur le support fixe 12 se tra- duit ensuite par un léger écrasement de l'ensemble d'application de force du ressort dont la flexion est autorisée par les boucles de raccordement d'extrémité 7 Dans la position de fonctionnement ainsi atteinte illus- trée dans la Figure 5, le brin de liaison 6 exerce donc sur les patins de friction une force de sollicitation incluant une composante radiale et une composante tangentielle, comme figuré par-les petites flèches sur cette Figure 5 Du fait de la composante de sollicitation radiale, l'étrier 10 se trouve lui-même, par réaction, sollicité élastiquement vers l'extérieur, ce qui assure ainsi le maintien en contact des surfaces de coulissement axial de l'étrier et du support fixe 12 On notera que, dans la position de fonctionnement normale, les zones sous contrainte du ressort 1 sont disposées à l'écart de la source de rayonnement de chaleur constituée par le disque 21, que l'ensemble du ressort 1 se trouve correctement ventilé et n'occulte que de façon extrêmement limitée la- zone d'inspection des patins. On a représenté sur la Figure 6 un autre type de frein équipé d'un ressort 1 selon la présente invention identique, pour sa part, à celui décrit précédemment en relation avec les Figures 1 à 5 Les confi- gurations des patins de friction 18 et de la voûte d'étrier 25 sont éga- ment identiques à celles décrites précédemment. -7- Le frein de la Figure 6, du type décrit dans la demande de Brevet Européen NI O 002 399, se distingue du frein des Figures 4 et 5 en ce sens que l'étrier 10 est ici monté coulissant par rapport au support fixe 12 au moyen de deux paires de surfaces de coulissement complé- mentaires 40, 41 et 42, 43 formées respectivement sur le support fixe 12 et sur l'étrier 10, des clavettes de coulissement 50 et 51 étant interposées entre lesdites surfaces de coulissement 40, 41 et 42, 43, respectivement Le ressort 1 assure ainsi le maintien en contact des surfaces de coulissement axiales de l'étrier et du support fixe et exerce, sur les patins de friction, la double sollicitation mentionnée plus haut On constate ainsi que, grâce à l'utilisation du ressort 1, on peut supprimer les deux ressorts d'étrier et les deux ressorts de patins de friction habituellement utilisés dans ce type de frein. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée, mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art En particulier, le ressort selon l'invention trouve également son application dans les modèles de frein o les plaques de friction coopèrent avec des bords latéraux de la partie de voûte de l'étrier au moyen de goujons de coulissement La forme des arceaux 2 peut en outre être adaptée à certaines configurations particulières d'ouvertures traversantes de voûtes d'étrier. -8- REVENDICATIONS 1 Ressort pour frein à disque du type comportant un étrier ( 10) monté coulissant sur un support fixe ( 12)et comprenant une partie de vofûte ( 25)présentant, à l'aplomb des deux patins de friction 08)du frein,une ou- verture traversante ( 26), le ressort ( 1) étant destiné à être interposé entre la partie de voûte ( 25) de l'étrier et les patins de friction ( 18) pour exercer sur ces derniers au moins un effort raidal dirigé sensiblement vers l'axe du disque ( 21) et comprenant une partie centrale ( 2),agencée pour être reçue dans l'ouverture de la partie de voûte, prolongée par des parties latérales ( 3,4) susceptibles de coopérer avec la face intérieure ( 29)de la voûte pour le montage élastique sur l'étrier, et une partie d'appui- ( 6,7) coopérant, en position de fonctionnement du frein, avec les bords supérieurs adjacents des patins de friction ( 18), caractérisé en ce que le ressort ( 1) est conformé pour présenter deux arceaux parallèles ( 2) sensiblement en forme de C,constituant ladite partie centrale, les zones d'extrémité ( 8) de chaque arceau ( 2) se prolongeant respectivement par des première ( 3) et seconde ( 4) pattes repliées angulairement dans une même direction par rapport au plan de l'arceau, les pattes ( 3,4) des deux arceaux s'étendant dans des directions opposées et constituant lesdites parties latérales, les premières pattes ( 3) des arceaux ( 2) étant reliées l'une à l'autre par un brin de liaison ( 6) s'étendant perpendiculairement au plan des arceaux et constituant ladite partie d'appui. 2 Ressort selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est réalisé à partir d'un fil d'acier. 3 Ressort selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le brin de liaison ( 6) est relié à l'extrémité extérieure de chaque première patte ( 3) par une bouele ( 7). 4 Ressort selon la revendication 3, caractérisé en ce que le brin de liaison ( 6) est normalement décalé vers les secondes pattes ( 4) par rapport au premières pattes ( 3). 5 Ressort selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premières pattes ( 3) et le brin de liaison ( 6) sont sensiblement coplanaires. 6 Ressort selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le brin de liaison ( 6) est rectiligne. 7 Resssort selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extensions vers l'extérieur des première ( 3) et seconde ( 4) pattes sont sensiblement identiques( 8). 8 Ressort selon l'une des revendications précédentes, caractérisé ( 2. en ce que chaquearceau)présente deux zones d'extrémité ( 8) droites sensible- ment symétriques, et convergeant l'une vers l'autre à partie d'une portion -9- d'arc centrale ( 9). 9 Ressort selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les secondes pattes ( 4) s'écartent angulairement des premières pattes ( 3). 10 Frein à disque,du type comportant un étrier ( 10) monté coulissant sur un support fixe ( 12) et comprenant une partie de voûte ( 25) présentant à l'aplomb des deux patins de friction ( 18) du frein une ouverture traversante ( 26),et agencé pour être équipé d'un ressort ( 1) selon l'une des revendications '1 à 9, caractérisé en ce que l'ouverture de la voûte présente,en vue du dessus,un passage de dimension réduites( 26) à profil rectangulaire avec deux lumières d'extrémités opposées ( 260),pour le passage des premières ( 3) et secondes ( 4) pattes des deux arceaux ( 2),délimitant intérieurement des surfaces d'appui latérales ( 29) formées dans la face intérieure de la voûte ( 25) de l'étrier. 11 Frein à disque selon la revendication 10, caractérisé en ce que les surfaces d'appui ( 29) sont formées dans un évidement ( 28) en retrait de la voûte ( 25). 12 Frein à disque selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que les patins de friction ( 18) comprennent une saillie centrale ( 30) formant latéralement un angle d'appui ( 32) pour le brin de liaison ( 6) du ressort ( 1). 13 Frein à disque selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étrier ( 10) est monté coulissant axialement sur le support fixe ( 12) au moyen d'une colonnette axiale unique ( 13) et de deux surfaces de coulissement axial ( 15; 16) formées respectivement sur la partie de l'étrier ( 10) opposée à-la colonnette ( 13) et sur la partie adjacente du support fixe ( 12).