Brevet FR2538487A1 — publié le 19840629

_, _ FREIN A DISQUE La présente invention concerne un frein à disque comprenant un étrier qui est monté coulissant parallèlement à l'axe du disque de frein sur un support fixe solidaire d'un châssis, deux patins de friction disposés dans ledit étrier de part et d'autre du disque et, montés coulissants parallèlement audit axe, une ouverture rectangulaire de montage délimitée par deux bords de guidage parallèles à l'axe dudit disque et ménagée dans l'étrier pour permettre le passage de la partie active des patins de friction dont chaque plaque- porte-garniture présente en face du bord de guidage correspondant un bec d'appui, une clavette transversale susceptible d'être introduite entre un bord de guidage de l'étrier et le bec d'appui correspondant des deux plaques pour-empêcher tout mouvement radial intempestif des patins, ainsi qu'un moteur de commande monté sur la partie intérieure de l'étrier et susceptible de sollici- ter le patin intérieur en direction du patin extérieur qui prend appui contre le nez d'étrier. Un frein à disque de ce type est connu par le brevet français 77 34537 ( 2 409 423) 1 Dans ce frein à disque, l'étrier est monté sur deux colonnettes De ce fait, il faut veiller à un parfait parrallélisme des alésages de guidage prévus sur l'étrier et recevant la partie libre des colonnettes montées par'leur autre ex- trémité sur le support fixe. -2- Il est également connu de monter l'étrier sur le support fixe par l'intermédiaire d'une seule colonnette (voir par exemple le brevet français n O 81 15 946 Nr publication 2 488 962) Dans ce cas, les plaques porte-garniture des deux patins sont montées dans le support fixe de façon à pouvoir se dé- placer parallèlement à l'axe du disque de frein et à transmettre le couple de freinage directement par leur face frontale sur des faces d'appui prévues à cet effet sur le support fixe dont la partie active, de ce fait, doit être disposée dans le sens de rotation du disque - en aval de l'étrier et enjamber le disque de frein. Il s'ensuit un risque de torsion et d'un manque de parallélisme qui conduit à une usure inégale des garni- tures de frein Pour éviter un basculement intempestif de l'étrier, celuici est bloqué en rotation par une vis engagée dans un taraudage ménagé dans la plaque porte- garniture du patin extérieur Bien qu'en principe aucun effort ne soit appliqué sur la vis de liaison entre le patin extérieur et l'étrier, il arrive assez fréquemment que ladite vis soit déformée et empêche la suppression de la liaison étrier-patin et, par suite, le basculement de l'étrier autour de l'axe de la colonnette et, donc, le remplacement rapide des patins. Le but de la présente invention est de sup- primer les inconvénients précités et de réaliser un disque à frein du type initialement mentionné qui, malgré le montage de l'étrier sur une colonnette unique, soit compact et assure une transmission du couple de freinage au support fixe, aussi bien directement que par l'inter- médiaire de l'étrier, tout en garantissant à l'étrier un verrouillage en basculement qui peut être supprimé à volonté et sans difficulté. 3- -En partant d'un frein à disque du type ini- tialement mentionné, ce but est atteint du fait que,de façon connue en soi, l'étrier est monté sur le support fixe par l'intermédiaire d'une colonnette unique parallèle à l'axe du disque de frein, que la plaque porte-garniture du patin intérieur comporte sous le bord de guidage éloigné de la colonnette une oreille semi-circulaire de pivotement et sous le bord de guidage voisin de ladite colonnette, un contour courbe situé à l'intérieur d'un cercle dont le rayon est égal à la distance entre l'axe de pivotement de ladite oreille et l'arête inférieure d'appui dudit bord de guidage voisin et que le support fixe présente en dessous du bord de guidage éloigné de la colonnette un logement semi-cylindrique de verrouillage dont l'axe est paral- lèle à l'axe du disque de frein et-qui est ouvert vers le bord de guidage voisin de la colonnette et sus- ceptible de recevoir ladite oreille de pivotement,la clavette transversale étant engagée au-dessus dudit logement de verrouillage entre -le bord de guidage correspondant et les becs d'appui des deux patins de frein. Grâce à cette conception, le patin intérieur s'arc-boute à la fois contre le logement de verrouillage du support fixe et le bord de guidage voisin de la colonnette et empêche ainsi l'étrier de pivoter autour de la colonnette mais, dès que la clavette est amenée dans sa position de déverrouillage, l'étrier peut être basculé légèrement, de sorte que le flanc inférieur du bord de guidage voisin de la colonnette s'écarte légère- ment du flanc inférieur du bec d'appui correspondant de la plaque porte-garniture du patin intérieur. De ce fait, le verrouillage par arc-boutement du patin intérieur entre le support fixe et l'étrier est supprimé et le patin intérieur peut être pivoté autour de l'axe du logement de verrouillage, par exemple dans le 4- sens contraire aux aiguilles d'une montre et après avoir tiré l'oreille hors de son logement et, le cas échéant, le patin intérieur hors de l'étrier, on peut faire pivoter ledit étrier autour de la colonnette au sens contraire, c'est-à-dire, par exemple, dans le sens des aiguilles d'une montre. L'objet de l'invention sera encore mieux compris à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation illustré sur les dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan du frein à disque; la figure 2 est une vue en élévation du côté intérieur du frein à disque suivant la flèche II des figures 1 et 4, la figure 3 est une vue en élévation du c 8 té extérieur du frein à disque suivant la flèche III des figures 1 et 4 et, la figure 4 est une vue en élévation d'une coupe radiale à travers le frein à disque suivant la ligne IV-IV de la figure 1. Le frein à disque selon l'invention comprend un étrier 1 qui coiffe par ses deux branches latérales un disque de frein 2 mobile en rotation autour d'un axe non représenté A l'une de ses extrémités, c'est-à-dire l'extrémité arrière dans le sens de rotation F 1 du disque correspondant à la marche avant -, l'étrier I est monté par l'intermédiaire d'une colonnette 3 sur un support fixe 4 solidaire d'un châssis, de façon à pouvoir coulisser sur ladite colonnette 3, parallèlement à l'axe du disque 2 L'étrier 1 comporte une ouverture périphérique de montage 5 qui est de forme rectangulaire et qui est ménagée dans l'étrier l pour permettre le pas- sage de la partie active des patins de friction 6 et 7, _ 5 Le patin 6, qui prend appui sur le nez d'étrier 8 est appelé patin extérieur et le patin 7 coopérant directe- ment avec le moteur de commande 9 incorporé dans l'étrier 1,est appelé patin intérieur Chaque patin 6,7 comprend une plaque porte-garniture 10, 11 réalisée en un métal approprié ainsi qu'une garniture de freinage 12, 13 appliquée sur l'une des faces latérales du disque de frein 2. Les cotés avant et arrière de l'ouverture de passage 5 de l'étrier I sont délimités respectivement par un bord de guidage 14,15 qui s'étend parallèlement à l'axe du disque de frein 2 et qui coopère avec l'un des deux becs d'appui 16,17 ou 18,19 de la plaque porte-garniture 10 ou Il du patin extérieur 6 ou intérieur 7 Chaque bord de guidage présente la forme d'une nervure droite dont la section présente une forme en V et dont le flanc supérieur est situé dans un plan parallèle à un plan tangent au disque de frein 2. D'une façon analogue, chaque bec d'appui 16,17,18 et 19 présente une rainure droite dont la sec- tion transversale est également en forme de V et dont le flanc supérieur se trouve également dans un plan égale- ment parallèle au meme plan tangent précédemment mention- né En dessous des becs d'appui 16,17 ou 18,19, chaque plaque porte-garniture 10,11 se rétrécit progressive- ment suivant une forme courbe en direction de l'axe du disque de frein 2, de sorte que la largeur maximale de chaque plaque porte-garniture 10 et Il immédiatement en dessous des becs d'appui est inférieure à la distance séparant les arêtes supérieures 28 des deux bords de guidage 14 et 15 d'une valeur égale à l'épaisseur d'une clavette de verrouillage 20 dont la section transver- sale présente également une forme en V et est interposée entre un bord de guidage, par exemple 14, et les becs d'appui correspondants, par exemple 16 et 18 des plaques porte-garniture 10 et 11 -Grâce à cette clavette de 6- verrouillage qui s'introduit dans le sens parallèle aux bords de guidage 14 ou 15 pour combler l'intervalle subsistant entre ledit bord de guidage et les becs d'appui correspondants, les becs d'appui opposés sont appliqués contre le bord de guidage 15 et comme les flancs inférieurs de chaque bord de guidage 14,15 et de chaque bec d'appui correspondant 16,18 et 17 sont incli- nés les uns vers les autres de façon à rétrécir l'ouver- ture de passage 5 vers l'extérieur pris dans le sens radial les plaques porte-garniture 10 et Il restent bloquées sur les flancs inférieurs de la clavette et des bords de guidage 14 et 15 contre tout déplacement radial tout en pouvant se déplacer parallèlement à l'axe du disque de frein 2 La structure de ces bords de guidage 14 et 15, des becs d'appui 16 à 19 et de la languette de verouillage transversale 20 étant largement connue par le brevet français 77 34537 ( 2 409 423), il-n'est pas nécessaire de la décrire ici davantage Une goupille de sécurité 21 s'engageant dans un trou extrême de la clavette 20 permet d'assurer ladite clavette 20 contre tout déplacement transversal intempestif par butée, soit sur le bord de guidage correspondant, par exemple 14, soit sur la tête de vis adjacente. On comprend aisément que les patins 6 et 7 - peuvent être introduits radialement dans l'étrier 1 à travers l'ouverture de passage 5 ou être enlevés radia- lement dudit étrier lorsque la clavette 20 est retirée ou placée dans une position inactive de déverrouillage. Au niveau de l'étrier 1, le support fixe 4 est réalisé sous forme d'une plaque échancrée 22 de façon à entourer la partie inférieure du patin intérieur 7 par deux cornes d'extrémité 22 a et 22 b, la face extérieure 23 de ladite plaque s'étendant parallèlement au disque de frein 2 au voisinage de ce dernier La colonnette 3 est fixée sur la corne arrière 22 a du support fixe 4 en dessous d'un des bords de guidage, par exemple 15, de l'étrierl et aussi près que possible de la périphérie du disque de frein 2 En dessous de l'autre bord de guidage, par exemple 14, la corne antérieure 22 b du support fixe 4 pénètre dans l'étrier 1 jusqu'en dessous du bord de guidage 14 et comporte un logement semi-cylin- drique de verrouillage 24 dont l'axe est parallèle à l'axe du disque de frein 2 et qui est ouvert vers le bord de guidage 15 voisin de la colonnette 3 En face de ce logement semi-cylindrique de verrouillage 24, la plaque portegarniture 11 du patin intérieur 7 comporte une oreille semi-cylindrique de pivotement 25 dont le rayon de courbure est légèrement inférieur à celui du logement de verrouillage 24 et dont une partie de son pourtour s'applique contre le fond du logement de verrouillage 24,un certain jeu radial subsistant aux deux extrémités dudit logement 24 entre la face intérieure de ce loge- ment et la partie correspondante du pourtour de l'o- reille de pivotement 25 Comme on peut le voir sur la figure 2, l'oreille de pivotement 25 prend appui dans le fond du logement de verrouillage 24 pendant que le bec d'appui 19 associé au bord de guidage 15 voisin de la colonnette 3 est appliqué contre ledit bord de guidage On comprendra donc aisément-que le support fixe 4 reçoit di- rectement le couple de freinage appliqué au patin intétieur 7 et empêche tout basculement intempestif de l'étrier 1 autour de la colonnette 3, du fait que les appuis de la plaque porte-garniture 11 du patin intérieur 7, d'une part, dans le fond du logement de verrouillage 24 du support fixe 4 et, d'autre part, sur le bord de guidage 15 de l'étrier 1, constituent une sorte de liaison de verrouillage par arc-boutement. Comme précédemment mentionné,la face frontale 26 de la plaque portegarniture Il du patin intérieur 7, face frontale faisant suite au flanc inférieur oblique du bec d'appui 19, présente la forme courbe d'un cylindre partiel et est situé à l'intérieur d'un cylindre -8- fictif dont le rayon est égal à la distance entre le centre de pivotement de l'oreille 25 et l'arête in- férieure 27 du flanc inférieur du bord d'appui 15 La distance entre l'axe ou le centre de pivotement de l'oreille 25 et l'arête supérieure 28 du bord de gui- dage 15, arête supérieure 28 déterminée par la jonc- tion des deux flancs latéraux du bord de guidage 15, es-tlégèrement inférieure à la distance séparant le centre ou l'axe de pivotement de l'oreille 25 de l'arête inférieure 27 dudit bord de guidage 15 Il s'ensuit que la plaque porte-garniture 11 du patin in- térieur 7 est bloquée contre tout basculement vers le haut autour de l'axe ou du centre de pivotement de l'oreille 25 Toutefois, lorsque la clavette de verrouillage 20 est placée dans une de ses positions inactives, l'extrémité de l'étrier l,située du côté de la corne 22 b du support fixe 4,peut être légèrement soulevée, de sorte que l'étrier et, par suite l'arête supérieure 28 du bord de guidage 15 basculent légèrement. autour de l'axe de la colonnette 3 dans le sens des aiguilles d'une montre en s'écartant du trajet de basculement de la plaque porte- garniture Il autour de l'axe de pivotement de l'oreille de pivotement 25, ce pivotement s'effectuant dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre La garniture intérieure 7 peut alors être retirée de l'étrier 1 en suivant un trajet oblique. Bien entendu, le montage ou le démontage du patin extérieur 6 s'effectuent dans le sens radial comme dans le cas connu par le bevet français 2 409 423. Le remplacement du patin de friction 6 et 7 s'effectue de la manière suivante: -9- A partir de la position indiquée sur le dessin, on place d'abord la clavette 20 dans une position inactive permettant l'enlèvement radial du patin extérieur 6 Ensuite, on place la clavette 20 dans une position inactive pour le patin intérieur 7 de sorte que l'étrier 1 peut être basculé légèrement vers le haut autour de la colonnette 3 A ce moment, la liaison par arc-boutement de la plaque porte-gar- niture 11 du patin intérieur 7 entre le logement de io verrouillage 24 et le bord de guidage 15 voisin de la colonnette 3 est rompue et le patin intérieur 7 peut être basculé autour de l'axe de pivotement de l'oreille 25 dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre L'étrier 1 et le patin intérieur 7 sont ainsi basculés en sens contraire jusqu'à un point o le patin intérieur peut être retiré obliquement de l'étrier 1 On procède dans le sens chronologique inverse pour le montage de nouveaux patins On introduit le patin intérieur dans l'étrier 1 en position basculée et on engage l'oreille 25 dans le logement de verrouillage 24 du support fixe 4, puis on rabat l'étrierl dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre tout en engageant le bec d'appui 19 de la plaque porte-garniture 11 du patin intérieur 7 sur le bord de guidage 15 voisin de la colonnette 3 Ensuite, on rabat aussi le patin intérieur dans sa position de travail en le faisant pivoter autour de l'axe de pivotement de son oreille 25 dans le sens des aiguilles d'une montre pendant que l'on continue à rabattre légèrement l'étrier 1 dan-s le sens contraire aux aiguilles d'une montre autour de la colonnette 3. Lorsque la position de travail est atteinte, position qui correspond d'ailleurs à la liaison par arc-boutement de l'étrier 1 au support fixe 4 par l'intermédiaire du patin intérieur 7, on introduit dans l'étrier 1 le patin extérieur 6 et on verrouille les deux patins à l'aide de la clavette 20 et de la goupille ou épingle 21. - Un des avantages essentiel du frein à disque conforme à la présente invention réside dans la division de la transmission du couple de freinage qui est reçue, d'une part, à travers l'étrier I et la colonnette 3 par le support fixe et, d'autre part, directement du patin intérieur 7 par le logement de verrouillage 24 prévu sur ledit support fixe 4. Le mode de réalisation précédemment décrit subira certains nombres de modifications sans que l'on sorte du cadre de protection défini par les revendica- tions annexées 9 en particulier le support fixe 4 peut avantageusement être réalisé directement sur le porte- fusée du véhicule et le frein ne nécessite alors aucun autre support fixe. ll - REVENDICATIONS 1 Frein à disque comprenant un étrier ( 1) monté coulissant parallèlement à l'axe du disque de frein ( 2) sur un support fixe ( 3), deux patins de friction ( 6,7) disposés dans ledit étrier ( 1) de part et d'autre du disque ( 2) et, montés coulissants parallèlement audit axe, une ouverture rectangulaire de montage ( 5) délimitée par deux bords de guidage ( 14,15) parallèles à l'axe dudit disque ( 2) et ménagée dans l'étrier ( 1) pour permettre le passage de la partie active des patins de friction ( 6,7) dont chaque plaque-porte-garniture. ( 10,11) présente en face du bord de guidage correspondant un bec d'appui ( 16,17,18,19), une clavette ( 20) transversale susceptible d'être introduite entre un bord de guidage ( 14) de l'étrier et le bec d'appui correspondant ( 16,18) des deux plaques ( 10,11) poul empêcher tout mouvement radial intempestif des patins ( 6,7), ainsi qu'un moteur de commande ( 9) monté sur la partie intérieure de l'étrier ( 1) et susceptible de solliciter le patin intérieur( 7) en direction du patin extérieur ( 6) qui prend appui contre le nez d'étrier, caractérisé en ce que, de façon connue en soi, l'étrier ( 1) est monté sur le support fixe ( 4) par l'intermédiaire d'une colonnette unique ( 3) parallèle à l'axe du disque de frein ( 2), que la plaque porte-garniture ( 11) du patin intérieur ( 7) com- porte sous le bord de guidage ( 14) éloigné de la colonnette ( 3) une oreille semi-circulaire de pivotement ( 25) et sous le bord de guidage ( 15) voisin de ladite colonnette ( 3), un contour courbe ( 26) situé à l'intérieur d'un cercle dont le rayon est égal à la distance entre l'axe de pivotement de ladite oreille ( 25) et l'arête inférieure d'appui ( 27) dudit bord de guidage voisin ( 15) et que le support fixe ( 4) présente en dessous du bord de guidage ( 14) éloigné de la colonnette ( 3) un logement semi- cylindrique de verrouillage ( 24) dont l'axe est parallèle à l'axe du disque de frein ( 2) et qui est ouvert vers le bord de guidage ( 15) voisin de la colonnette ( 3) etsusceptible de re- 12 - cevoir ladite oreille de pivotement ( 25), la clavette transversale ( 20) étant engagée au-dessus dudit loge- ment de verrouillage 24 entre le bord de guidage corres- pondant ( 14) et les becs d'appui ( 16,18) des deux patins de frein ( 6 et 7). 2 Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support fixe 4 comporte une plaque échancrée ( 22) qui entoure la partie inférieure du patin intérieure ( 7) et qui présente deux cornes d'extrémité ( 22 a, 22 b) pénétrant dans l'étrier ( 1) jusqu'au voisinage des bords de guidage ( 14,15) et situées à c 8 té du disque de frein ( 2), l'une '( 22 a) des cornes portant la colonnette ( 3) et l'autre ( 22 b) comportant le logement de verrouillage ( 24). 3 Frein à disque selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, en position de verrouil- lage de l'étrier ( 1) et du patin intérieur ( 7), la distance entre le centre de pivotement de l'oreille de pivotement ( 25) dudit patin intérieur ( 7) et l'arête supérieure ( 28) du bord de guidage ( 15) voisin de la colonnette ( 3) est légèrement inférieure à la distance séparant l'axe de pivotement de ladite oreille ( 2 5) de l'arête inférieure ( 27) dudit bord de guidage ( 15).