Brevet FR2539834A1 — publié le 19840727

FREIN A DISQUE A ETRIER COULISSANT L'invention a pour objet un frein à disque à étrier coulis- sant, notamment pour véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un frein à disque à étrier monté coulissant par l'intermédiaire de deux colonnettes axiales sur un support fixe, des moyens d'actionnement étant associés audit étrier pour solliciter directement un premier élément de friction contre une pre- mière face du disque et, par réaction au travers de l'étrier coulissant un second élément de friction contre l'autre face du disque, lesdites colonnettes étant solidaires de l'étrier et traversant des alésages de guidage et de coulissement formées dans ledit support fixe. Un frein de ce type a été décrit dans le brevet français 74- 36265 publié sous le numéro 2 289 799 Ce brevet décrit un frein à disque comportant un étrier coulissant dont une portion centrale passe au-dessus du disque de manière à recevoir un élément de friction et solliciter éven- tuellement celui-ci en engagement de friction contre le disque tournant lorsque ledit étrier coulisse au moyen de colonnettes fixes par rapportai l'étrier placées de part et d'autre de ladite portion centrale et passant à travers des alésages de coulissement et de guidage formés dans un sup- port fixe Ce frein présente néanmoins l'inconvénient de nécessiter le démontage d'une colonnette et la rotation de l'étrier autour de l'autre colonnette afin de pouvoir procéder au remplacement des éléments de fric- tion Cette opération, bien que simple, présente les risques de détério- ration de la qualité du coulissement de l'étrier, par exemple par pollution des zones de contact de coulissement, et également le risque de détério- ration de la conduite d'amenée de liquide de frein située entre le maître- cylindre du véhicule par exemple et le moteur de frein associé à l'étrier. L'invention a pour objet de proposer un frein à disque à étrier coulissant dans lequel de tels inconvénients sont évités. A cet effet, l'invention propose un frein à disque à étrier monté coulissant du type sus-mentionné, dans lequel les colonnettes axia- les traversent une ouverture centrale de l'étrier permettant l'extraction radiale desdits éléments de friction et dans lequel lesdites colonnettes sont montées pré-contraintes pour solliciter en rapprochement les deux portions d'étrier placées de part et d'autre du disque augmentant ainsi la rigidité des portions d'étrier passant par dessus le disque de part et d'autre de ladite ouverture. Avec cet agencement, les éléments de friction peuvent être 253 9 t 314 -2extraits radialement par l'ouverture centrale de l'étrier les rîsques de détérioration du coulissement et de la conduite de liquide de frein sont éliminés, et la diminution de la rigidité de l'étrier dûe à l'ouver- ture centrale est compensée par l'utilisation des colonnettes de coulis- sement montées pré-contraintes pour solliciter en rapprochement les deux portions d'étrier placées de part et d'autre du disque, et cela sans accrois- sement de l'encombrement radial du frein. On décrira maintenant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention en se référant aux figures annexées, dans lesquelles: La figure 1 est une vue de dessus d'un frein à disque réalisé conformément à l'invention; La figure 2 est une vue de face avec une coupe partielle se- lon la ligne 2 2 de la figure 1 et comportant une portion arrachée; et La figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 3 3 de la figure 1. Le frein à disque représenté sur les figures 1 à 3 comporte un support fixe 10 prévu pour être associé à une partie fixe du véhicule (non représentée) et constitué, dans le mode de réalisation représenté, par une plaque disposée au voisinage d'un disque 12 prévu pour être associé en rotation avec une roue du véhicule (non représentée) Le support fixe reçoit en coulissement, au moyen de dèux colonnettes axiales circonfé rentiellement espacées 14 et 16 un étrier mobile 18 chevauchant le disque. Les axes des colonnettes 14 et 16 sont sensiblement parallèles à l'axe de rotation du disque 12 Comme on le voit plus particulièrement sur la figure 1, les colonnettes 14 et 16 sont fixes par rapport à l'étrier 18 et passent dans des alésages 20 et 22 formés dans des bras 24 et 26 respectivement du support fixe 10 L'étrier 18 comporte classiquement des moyens d'actionne- ment constitués par un moteur de frein hydraulique 28,dans le mode de réa- lisation représenté, celui-ci comporte un moteur double, chacun d'eux comportant un piston 30 monté coulissant dans un alésage 32 défini dans l'étrier 18 et sensible,à la pression régnant dans une chambre de commande 34 susceptible d'être reliée à une source de pression telle que par exemple, le maitre-cylindre du véhicule (non représenté) Les pistons 30 sont dis- posés de façon à solliciter directement un premier élément de friction ou élément intérieur 36 contre une première face du disque 12 lorsque le flui- de sous pression est admis dans la chambre 34 Par réaction, l'étrier 18 est susceptible de se déplacer axialement en coulissement sur les colon- nettes 14 et 16 afin de solliciter un second élément de friction ou élément -3- extérieur 38 contre l'autre face du disque 12 Comme le montre la figure 1, l'élément de friction intérieur 36 est supporté en coulissement et en ancrage par des bords axiaux circonférentiellement espacés 40 et 42 formés sur les bras 24 et 26 du support fixe 10 L'élément de friction extérieur 38 est reçu en ancrage sur des bords axiaux circonférentiellement espacés 44 et 46 formés sur l'étrier 18 Deux axes 48 et 50 maintiennent les élé- ments de friction intérieur et extérieur par rapport à l'étrier 18 et au support fixe 10 en passant par des perçages placés en vis-à-vis et formés successivement dans l'étrier 18 les éléments de friction 38 36 puis le support fixe 10 Deux épingles 52 placées entre l'étrier 18 et l'élément de friction 38 immobilisent axialement les axes 48 et 50 Confor- mément à l'invention, et en se reportant à la figure 1, on voit que l'étrier 18 comporte une ouverture centrale 54 permettant l'extraction radiale des éléments de friction 36 et 38, cette ouverture 54 définissant quatre zones de l'étrier, c'est-à-dire les portions 56 et 58 passant par dessus le disque et reliant les portions 60 et 62 placées de part et d'autre du dis- que Dans le mode de réalisation représenté, la portion d'étrier 60 comporte le moteur de frein 28 Conformément à l'invention, les colonnettes 14 et 16 traversent l'ouverture centrale 54 et sollicitent en rapprochement les portions d'étrier 60 et 62 au moyen d'un système visécrou dans le mode de réalisation représenté, la vis comportant une tête 64 en appui sur la portion 60, l'autre extrémité de la vis comportant des écrous 66 montés serrés sur la portion 62; la partie centrale lisse de la vis formant la colonnette de coulissement 14 ou 16 -En se reportant à la figure 2, on voit que la colonnette 14 a une fonction triple D'abord sa fonction de base, à savoir le coulissement de l'étrier par rapport au support fixe, ensuite le montage pré-contraint des écrous 66 limite les déflections des portions 60 et 62 de l'étrier lorsque le frein est appliqué, enfin la colon- nette 14 augmente la rigidité de la portion d'étrier 56, en effet, dans le calcul des contraintes et des déformations de l'étrier, et plus précisé- ment des portions 56 et 58 de celui-ci, si les colonnettes 14 ne sont pas pré-contraintes, seul l'angle a intervient alors que le montage précontraint des colonnettes permet de faire intervenir l'angle a + b ce qui correspond en fait à une augmentation des portions d'étrier 56 et 58 sans augmenter le poids du frein d'une part, et d'autre part sans augmenter son encombre- ment radial, les bras 24 et 26 du support fixe étant logés comme les colon- nettes 14 et 16 dans l'ouverture centrale 54 de l'étrier 18. z 39834 -4- Dans un mode de réalisation non représenté, le moteur-de frein 28 est formé par portion 60 rapportée comportant deux oreilles - taraudées dont les axes sont confondus avec les axes des colonnettes 14 et 16 Ces dernières comportent une partie filetée dans la zone loca- lisée entre la tête 64 et la partie lisse utilisée pour le coulissement de l'étrier 18 Au montage, avant la mise en place des écrous 66 le moteur de frein est assemblé sur l'étrier, les oreilles du moteur 28 étant placées entre l'étrier 18 et les bras 56 et 58 Après serrage des moteurs à l'aide des taraudages et des parties filetées, on procède au montage et au serrage des écrous 66 pour pré-contraindre les colonnettes. Les colonnettes ont alors une quatrième fonction à savoir la tenue du moteur de frein 28 sur l'étrier 18. Il est bien évident que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté, par exemple on pourrait avantageusement rem- placer les écrous 66 par un taraudage formé dans la portion d'étrier 62, le montage pré-contraint des colonnettes 14 et 16 étant alors effectué directement par vissage des têtes 64 jusqu'à une valeur de couple pré- déterminée pour obtenir la pré-contrainte désirée. 253 834 -5- REVENDICATIONS R E V E N D I C A T-I 0 N 5 1 o Frein à disque à étrier ( 18) monté coulissant par l'inter- médiaire de deux colonnettes axiales ( 14, 16) sur un support fixe ( 10), des moyens d'actionnement ( 28) étant associés audit étrier ( 18) pour solli- citer directement un premier 6 élément de friction ( 36) contre une première face du disque ( 12) et, par réaction au travers de l'étrier coulissant ( 18) un second élément de friction ( 38) contre l'autre face du disque ( 12), lesdites colonnettes ( 14, 16) étant solidaires de l'étrier ( 18) et traver- sant des alésages de guidage et de coulissement ( 20, 22) formées dans ledit support fixe ( 10) caractérisé en ce que lesdites colonnettes axiales ( 14, 16) traversent une ouverture centrale ( 54) de l'étrier ( 18) permettant l'extraction radiale desdits éléments de friction ( 36, 38) et en ce que lesdites colonnettes ( 14, 16) sont montées pré-contraintes pour solliciter en rapprochement deux portions d'étrier ( 60, 62) placées de part et d'autre du disque ( 12) augmentant ainsi la rigidité des portions d'étrier ( 56, 58) passant par dessus le disque ( 12) de part et d'autre de ladite ouverture ( 54). 2 Frein à disque selon la revendication 1, caracté risé en ce que lesdites colonnettes ( 14, 16) sont placées dans ladite ouverture cen- trale ( 54) dans le prolongement des portions ( 56, 58) augmentant ainsi l'inertie à la flexion desdites portions ( 56, 58). 3 Frein à disque selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites colonnettes ( 14, 16) sont formées par une vis comportant d'une part, une tête ( 64) sollicitant l'une des portions ( 60) placée d'un côté du disque ( 12), l'autre portion ( 62) placée de l'autre côté du dis- que ( 12) étant sollicitée au travers de la portion filetée de la vis. 4 Frein à disque selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'autre portion ( 62) est sollicitée par ladite portion filetée au moyen d'écrous ( 66)montés serrés pour assurer ladite pré-contrainte. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement ( 28) sont maintenus sur ledit étrier ( 18) au moyen desdites colonnettes ( 14, 16).