Brevet FR2549179A1 — publié le 19850118

FREIN A DISQUE A BRAS DE RENFORT D'ETRIER AMOVIBLE L'invention a pour objet un frein à disque, notamment pour véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un frein à disque du type comportant un étrier chevauchant un ensemble tournant à freiner, ledit étrier étant formé par deux poutres placées de part et d'autre de l'ensemble tournant et par deux bras circonférentiellement espacés passant par-dessus la périphérie de l'ensemble tournant et reliant entre elles lesdites deux poutres, lesdits deux bras et lesdites poutres définissant une ouverture radiale de montage et de démontage d'éléments de friction. Un frein de ce type est décrit dans le trevet français 77-34537 publié sous le No 2 409 423 Ce brevet décrit un frein à disque comportant un étrier formé par une poutre placée d'un des côtés du disque et une seconde poutre comportant un moteur de frein placé de 15 l'autre côté du disque Ces deux poutres sont reliées par deux bras passant par-dessus la périphérie du disque venus de matière avec la première poutre et vissés sur la deuxième poutre Les deux poutres et les deux bras définissant une ouverture permettant la mise en place des éléments de friction de part et d'autre du disque Ce frein présente néan20 moins l'inconvénient de définir une grande ouverture entre les poutres et les bras, ce qui nécessite un renforcement général de manière à éviter des déformations trop importantes lorsque le moteur de frein applique sa poussée axiale En particulier si l'on veut augmenter la longueur circonférentielle des éléments de friction, l'ouverture radiale devenant 25 de plus en plus longue, les deux poutres sont susceptibles de fléchir sous la poussée du moteur, ce qui impose soit d'accepter une mauvaise usure des éléments de friction associée à une course du piston du moteur de frein importante, d'o une course pédale longue,soit de renforeer considérablement les poutres pour limiter leur flexion, ce qui entraîne un accroissement de poids considérable Ce problème est particulièrement 49179 mris en évidence sur les freins à disque pour poids lourds dan e- us les éléments de friction ont une taille imposante et dans lesquels les efforts mis en jeux par les moteurs de frein sont très importants Ce problème est encore amplifié lorsque sur les poids lourds on utilise des freins à disquesmultiples dans lequels l'ouverture est non seulement grande dans le sens circonférentiel mais également grande dans le sens axial. L'invention a pour objet un frein à disque du type décrit ci-dessus,dans lequel la flexion des deux poutres est considérablement 10 limitée sans entraîner un accroissement de poids considérable. A cet effet, l'invention propose un frein à disque du type sus-mentionné, comportant un troisième bras s'étendant au-dessus de l'ouverture et monté à basculement, autour d'un axe, sur l'une desdites poutres, et des moyens pour lier rigidement le troisième bras à l'autre poutre de l'étrier. Avec cet agencement, il est toujours possible d'extraire radialement les éléments de friction sans démontage de l'étrier, et ceci par une action simple et rapide sur le troisième bras placé au-dessus de l'ouverture. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir des moyens coopérantsportés par l'étrierele troisième bras pour lier rigidement ce dernier à-l'étrier en permettant de rattraper aisàrrenl'ensemble d-'s tolérances de fabrication existant sur le frein de manière à positionner le troisième bras sans jeu par rapport aux deux poutres. On décrira maintenant à titre d'exemple non limitatif deux modes de réalisation de l'invention en se référant aux figures annexées dans lesquelles: la figure 1 est une vue de dessus d'un frein réalisé conformément à l' invention; la figure 2 est une vue en coupe du frein de la figure 1; la figure 3 est une vue en bout d'un frein à disque réalisé conformément à l' invention selon un deuxième mode de réalisation; la figure 4 est une vue de dessus du frein de la figure 3; la figure 5 est une vue partielle en coupe selon la ligne B-B de la figure 3; 1: f Irure 6 est une rue particlo 1 e:n eo;e F;el F N c i. C-C de la figure 1 la figure 7 est une vue partielle en coupe selon la ligne D-D de la figure 2; et la figure 8 est une vue, analogue à la figure 2, montrant un autre mode de réalisation de montage, avec rattrapage des tolérances de fabrication, du troisième bras sur les poutres de l'étrier. Le frein à disque représenté sur les figures 1 et 2 comporte un support fixe 10 prévu pour être associé à une partie fixe du véhicule 10 (non représenté) et constitué,dans le mode de réalisation représenté, par une plaque disposée au voisinage d'un ensemble tournant 12 prévu pour être associé en rotation avec une roue du véhicule (non représentée). Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2,1 'ensemble tournant 12 est constitué par deux disques 14 et 16 associés respectivement à un moy15 eu coulissant 18 et un moyeu fixe 20 sur lequel coulisse axialement le moyeu 18 mais est solidaire de celui-ci en rotation au moyen d'un système de clavetage 22 prévu entre les deux moyeux 18 et 20 Le support fixe 10 reçoit en coulissement au moyen de deux colonnettes axiales circonférentiellement espacées 24 et 26 un étrier mobile 28 chevauchant l'ensemble 20 tournant à freiner Les axes des colonnettes 24 et 26 sont sensiblement parallèles à l'axe de rotation de l'ensemble tournant 12 Comme on le voit plus particulièrement sur la figure 1, les colonnettes 24 et 26 sont fixes par rapport ai support 10 et passent dans des alésages 30 et 32 formés dans des bra 34 et 36,respectivement,de l'étrier 28 En se re25 portant à la figure 1, on voit que l'étrier 28 est constitué par deux poutres 38 et 40 pl cées de part et d'autre de l'ensemble tournant 12 et reliées par deux bras 42 et 44 circonférentiellement espacés et reliant les deux poutres 38 et 40 Dans le mode de réalisation représenté, l'étrier étant coulissant, la poutre 40 comporte un moteur de frein double 46 dont chaque partie comporte un alésage 48 dans lequel coulisse un piston 50 formant une chambre 52 susceptible d'être reliée à une source de pression telle qu'un maître cylindre (non représenté) Les deux poutres 38 et 40 ainsi que les deux bras 42 et 44 définissent dans l'étrier une ouverture radiale 54 Commne on le voit plus particulièrement sur les 35 figures 1 et 2, l'ouverture radiale 54 permet un montage des éléments de friction 56, 58, 60 et 62 placés dans cet ordre de part et d'autre des disques 14 et 16 Les éléments de friction 56 à 62 sont reçus en ancrage et en coulissement sur les bras 42 et 44 comme représenté sur la figure 6. Confornénent à l'invention, l'étrier 28 cornporte un tro'sième bras 64 placé au-dessus de l'ouverture 54, fixé rigidement sur les poutres 38 et 40 respectivement au moyen d'une vis 66 et d'un boulon 6 '. En se reportant à la figure 2, on voit que l'extrémité 70 du bras 64 cv5 porte une surface radiale 72 en appui axial sur une surface radiale 7 prévue dans la poutre 38 De même, l'1 extrémité 70 comporte une surface tangentielle 76 en appui radial sur une surface tangentielle 78 prévue dans -la poutre 38 La vis 66 et les surfaces 72 et 76 forment un dispositif d'accrochage du troisième bras 64 sur la poutre 38 En se report-nt 10 aux figures 2 et 7 on voit que le bras 64 porte à son extrémité 80 un dispositif réglable désigné dans son ensemble par la référence 82 et constitué, dans le mode de réalisation représenté, par un système excentrique formé par le boulon 68 qui comporte une partie cylindrique 84 sur laquelle est montée une douille 86 à alésage excentré 88, la douille 86 et le bou15 lon 68 étant solidarisés en rotation au moyen d'une clavette 90 montée dans des rainures réalisées en vis à vis dans le boulon 68 et la douille 86 La douille 86 est montée par sa surface cylindrique extérieure 92 dans un alésage 94 formé dans l'extrémité 80 du bras 61, le boulon 68 étant monté par sa portion cylindrique dans les alésages 96 formés dans 20 deux bras 98 solidaires de la poutre 40. Le frein qui vient d'être décrit à l'aide des figures 1, 2, 6 et 7 se nonte de la façon suivante: étrier 28,dépourvu de son troisième bras central 64,est préalablement monté sur le support fixe 10 en enjambant les deux disques 25 14 et 16 On procède alors au montage des éléments de friction L'ouverture 54 permet un montage radial des éléments de friction selon la flèche E de la figure 6, l'élément de friction 56 étant placé entre le moteur de fren 46 et le premier disque 14 Les éléments de friction 5 l et 60 sont ensuite placés,toujours autravers de l'ouverture 54,entre les 30 deux disques 14 et 16 On monte alors le dernier élément de friction 62 entre le disque 16 et la poutre 38 On présente alors le bras 64,et plus précisément son extrémité 80 équipée de la douille 86 elle-même pourvue de la clavette 90, entre les bras 98 de la poutre 40 On procède alors au montage du boulon 68 en le faisant passer dans les alésages 96 des bras 35 98 en veillant à ce que la clavette 90 se positionne correctement dans la rainure du boulon 68 Lorsque le boulon est correctement monté, on procède au montage de son écrou sans serrer celui-ci On bascule alors 1 ' ensemble du bras 64 de manière à ce que la surface 76 portée par l'ex- tré ritè 70 viernne en appui sur la surface 78 de la poutre 38 En tornant la tête du boulon 68 on fait tourner la douille 86 qui par son excentricité vient appliquer la surface radiale 72 de l'extrémité 70 du bras 64 sur la surface radiale 74 portée par la poutre 38 Lorsque ce contact est obtenu un léger couple supplémentaire est appliqué sur l'excentrique de manière à assurer un bon placage des deux surfaces radiales. On procède alors au montage de la vis 66 qui verrouille en position l'extrémité 70 du bras 64 par rapport à la poutre 38 On bloque alors dans cette position l'extrémité 80 du bras 64 assurant ainsi la liaison rigide 10 entre le troisième bras et la poutre 40; ceci est obtenu en serrant l'écrou du boulon 68 et en immobilisant en rotation l'ensemble boulon au moyen de freins d'écrou conventionnels. Lorsque l'on veut procéder au démontage des éléments de friction, il suffit de desserrer le boulon 68, de déposer la vis 66, le 15 bras 64 étant alors en mesure de basculer autour de l'excentrique par son alésage 92 autour de la portion cylindrique 94 de la douille 86, laissant ainsi accès aux éléments de friction 56 à 62. En se reportant aux figures 1, 2 et 6 on voit que le bras 64 est pourvu d'un ressort de patin 100 solidaire du bras 64 au moyen de pattes rabattues 102, le ressort 100 comportant une deuxième série de pattes 104 sollicitant radialement vers l'intérieur les éléments de friction de manière à leur assurer un appui correct sur les bras 42 et 44. Il est clair que,lors de l'opération de mortage du bras 64,1 e serrage de la vis 66 assure la précontrainte sur le ressort 100 et donc sur les élé25 ments de friction. Le mode de réalisation représenté sur les figures 3, 4 et est similaire au premier mode de réalisation Les éléments remplissant les fonctions similaires porteront les mêmes numéros de référence. Dans ce second mode de réalisation, l'étrier 28 est formé par deux poutres 38 et 40 reliées entre elles par des bras 42 et 44 formés par des tiges filetées boulonnées d'une part sur la poutre et d'autre part sur la poutre 40 au moyen de liaisons filetées 105 Ces bras 42 et 44 traversent des alésages 32 formés dans des portions 106 et 108 du support fixe 10 passant par dessus la périphérie des disques 14 et 16. Les éléments de friction 56, 58, 60 et 62 sont reçus en ancrage et en coulissement sur les portions 106 et 108 d'une manière similaire à celle représentée sur la figure 6 Les disques 14 et 16 avec leurs moyeux 18 et 20 forment l'ensemble tournant à freiner 12. Conformément à l'invention, le frein du deuxième mode de réalisatiorn, eomporte un troisième bras 64 passant pr-àessus l'ouverture 54 et liant rigidement les deux poutres 38 et 40 En se reportant à la figure 5,on voit que l'extrémité 70 de la poutre 64 comporte un dispositif d'accrochage forme par une portion en saillie 110 qui pénètre dans une 5 découpe 112 formée dans la poutre 38 La saillie 110 et la découpe 112 comportent chacune deux surfaces orthogonales,une radiale et une tangentielle,coopérant respectivement les unes avec les autres L'autre extrémité 80 de la poutre 64 comporte un dispositif réglable 82 à excentrique similaire à celui représenté sur la figure 7 De mêmele bras 64 est 10 pourvu d'un ressort 100 destiné à plaquer radialement les éléments de friction sur les portions 106 et 108 d'une manière identique à celle représentée sur la figure 6. Le frein qui vient d'être décrit à l'aide des figures 3, 4 et 5 ainsi que des figures 6 et T se monte de la manière suivante: L'étrier 28 dépourvu de son bras 64 est préalablement asse blé sur le support fixe 10 Pour cela la poutre 38 est préalablement équipée des bras 42 et 44 au moyen de liaisons filetées 105 et pourvue des soufflets de protection de coulissement Les bras 42 et 44 sont alors montés dans les alésages 32 formés dans les portions 106 et 108 du 20 support fixe 10 On procède alors au montage des deux autres soufflets de protection et on monte sur les bras 42 et 44 la poutre 40 portant les moteurs de frein 46 L'ensemble est serré au moyen d'écrous montés sur les portions filetées 105 d'extrémité des bras 42 et 44 On procède alors au montage des éléments de friction 56 à 62 en les présentant radialement 25 selon la flèche E de la figure 6 Lorsque les éléments de friction sont en appui sur les portions 106 et 108 du support fixe 10, et correctement placés par rapport aux disques 14 et 16, on procède au montage du bras 64 Pour cela, d'une manière identique au pre ier mode de réalisation, le bras 64 est préalablement équipé de la douille 86, elle-même pourvue 30 de la clavette 90 On présente alors le boulon 68 en veillant à ce que sa rainure coopère correctement avec la clavette 90, la partie cylindrique du boulon passant dans les alésages 96 des bras 98 formés sur la poutre 40 On procède au montage de l'écrou du boulon 68 sans serrer celui-ci. On rapproche alors l'extrémité 70 du bras 64 de la poutre 38 En tour35 nant 1 ' excentrique au moyen du boulon 68 on déplace le bras 64 et plus particulièrement son extrémité 70 dans le sens de la flèche F de la figure 6 de manière à ce que sa saillie 110 puisse se présenter devant la découpe 112 de la poutre 38 On rabat alors la portion 70 selon la 49179 flèche G de la figure 5 et on tourne l'excentrique en sens inverse de manière à ramener l'extrémité 70 du bras 64 dans le sens contraire à la flèche F lui permettant ainsi de pénétrer dans la découpe 112 de manière à ce que les surfaces radiales et tangentielles de l'extrémité 70 et de 5 la poutre 38 coopèrent cormme représenté sur la figure 5 Une rotation complémentaire du boulon 68 assure une solidarisation correcte du bras 64 et de la poutre 38 Apres serrage de l'écrou, le boulon et l'écrou 68 sont immobilisés en rotation d'une façon conventionnelle Le démontage du bras 64 s'effectue d'une manière inverse à 10 l'ordre qui vient d'être décrit. De même que pour le premier mode de réalisation, le ressort des patins 100 est mis en précontrainte lorsque le bras 64 est déplacé dans le sens de la flèche G de la figure 5 avant serrage du boulon 68. On a représenté sur la figure 8 un autre système de rattra15 page de jeu, ne recourant pas à un excentrique, et applicable au mode de réalisation décrit précédemment en relation avec les figures 1 et 2. L'extrémité intérieure 80 du troisième bras 64 est ici montée à pivotement directement sur le boulon 68 (éventuellement avec interposition d'une douille coaxiale) et l'extrémité extérieure 70 du troisième bras 20 comporte une surface d'appui intérieure 720 s'étendant suivant un angle inférieur à 900 par exemple 8 eo par rapport à l'axe de l'ensemble tournant à freiner, et coopérant (éventuellement avec interposition d'un coin) avec une surface de rampe correspondante 740 dirigée vers l'extérieur et formée dans la poutre extérieure 38 de l'étrier, ces deux sur25 faces étant plaquées en appui l'une contre l'autre par la vis radiale 66 comme dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, un serrage légèrement en excès de la vis 66 permettant d' exercer une précon' rainte axial E sur la structure d'étrier. De la description qui précède, on voit que l'invention per30 met un renfort des deux poutres et ceci quelles que soient les tolérances de fabrication des différents composants On voit également que 1 ' invention permet un renfort efficace quelle-que soit la dimension de l'ouverture destinée à 1 ' extraction des éléments de friction et quel que soit le nombre de disques formant l'ensemble tournant à freiner L'ex35 traction des éléments de friction ne nécessite pas la dépose de l'étrier, qui peut être pesant dans le cas d'unnmultidisque destiné aux véhicules poids lourds, seul le basculement du bras central est nécessaire. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représe,-tés et des i Jcificatio:r pejvent y être ap Crté-as safns sortir du cadre de la présente invention; en particulier le moteur de frein 46 peut être simple ou double et peut être rapporté sur la poutre 40 et non réalisé monobloc comme représenté De m me,le mode d'accrochage des 5 éléments de friction ou le mode d'accrochage du bras 64 sur la poutre 38 peuvent être modifiés sans sortir pour cela du cadre de l'invention. Enfin, le troisième bras peut également être monté à basculement sur la poutre extérieure 38 et verrouillé sur la poutre intérieure 40 - F Jú;: ll ATIO:45 1 Frein à disque, du type comportant un étrier ( 28) che-;achant un ensemble tournant ( 12) à freiner, l'étrier ( 28) étant forr,4 par deux poutres ( 38, 40) placées de part et d'autre, axialement, de l'en5 semble tournant ( 12) et par deux bras ( 42, 44) circonférentiellement espacés passant par-dessus la périphérie de l'ensemble tournant ( 12) et reliant entre elles les deux poutres ( 38, 40), les deux bras ( 42, 44) et les deux poutres ( 38, 40 définissant une ouverture radiale ( 54) de montage et de démontage d'éléments de friction ( 56, 58, 60, 62) suscep10 tibles de coopérer avec l'ensemble tournant ( 12) à freiner, caractérisé en ce qu'il comporte un troisième bras d'étrier ( 64), s'étendant au-dessus de ladite ouverture ( 54) et monté à basculement autour d'un axe ( 68) sur l'une ( 40) desdites poutres, et des moyens ( 66, 76, 78, 86) pour lier rigidement le troisième bras ( 64) à l'autre ( 38) poutre. 2 Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens coopérants ( 86, 94; 720, 740) portés par l'étrier ( 28) et le troisième bras ( 64) pour lier rigidement le troisième bras ( 64) sans jeu aux deux poutres ( 38, 40). 3 Frein à disque selon l'une des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que le troisième bras ( 64) comporte, à son extrémité ( 70) opposée à l'axe de basculement ( 68),un dispositif d'accrochage déverrouillable ( 110, 112; 66) liant rigidement ledit troisième bras à l'autre ( 38) poutre. 4 Frein à disque selon la revendication 2 ou la revendica25 tion 3, caractérisé en ce qu'il comprend un système à excentrique ( 86, ) coaxial à l'axe ( 68) de basculement du troisième bras ( 64). Frein à disque selon la revendication 3 et la revendication 4, caractérisé en ce que le dispcositif d'accrochage comprend une saillie ( 110) du troisième bras ( 64) présentant une surface radiale ( 72) 30 coopérant axialement avec une surface radiale ( 74) d'une découpe ( 112) formée dans 1 ' autre ( 38) poutre lorsque le système à excentrique est mis en oeuvre, et présentant une surface tangentielle ( 76) coopérant avec une surface tangentielle ( 78) de la découpe ( 112) pour éviter un échappement radial de ladite extrémité ( 70) du troisième bras. 6 Frein à disque selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite extrémité ( 70) du troisième bras ( 64) comporte une surface d'appui ( 76; 720) coopérant avec une surface correspondante ( 78; 740) de l'autre ( 38) poutre, ces deux surfaces étant maintenues en appui l'une contre l'autre par un système fileté ( 66). 49179 7 'r-cr J 'L is?óa -'?-n a rever ii to- R car 55 t ':S' e ce que lesdites surfaces d'appui ( 720, 740) forment des pentes de rattrapage de jeu entre le troisième bras ( 64) et l'étrier ( 28). 8 Frein à disque selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le troisième bras ( 64) porte un ressort de patin ( 100) sollicitant radialement vers l'intérieur les éléments de friction ( 56, 58, 60, 62) vers des bras ou portions d'ancrage et de coulissement ( 42, 44, 106, 108) lorsque le troisième bras ( 64) occupe sa position normale de fonctionnement. 9 Frein à disque selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le système à excentrique ( 68, 86, 90) est formé par un boulon ( 68) comportant une portion cylindrique ( 84) coopérant avec au moins un alésage ( 96) formé dans l'une ( 40) des deux poutres, ladite portion cylindrique ( 84) comportant une rainure recevant une cla15 vette ( 90) pour solidariser en rotation une douille cylindrique ( 86) comportant une rainure sur un alésage excentré ( 88), la douille ( 86) coopérant par sa surface cylindrique extérieure avec un alésage ( 94) formé dans le troisième bras ( 64). Frein à disque selon l'une des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que les deux premiers bras ( 42, 44) et les deux poutres ( 38, 40) sont formés d'une même pièce monobloc. 11 Frein à disque selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les deux premiers bras ( 42, 44) et les deux poutres ( 38, 40) sont formés par des éléments distincts assemblés par ces liai25 sons filetées ( 105). 12 Frein à disque selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étrier ( 28) est coulissant sur un support fixe ( 10), l'une ( 40) des deux poutres ( 38, 40) comportant un moteur de frein ( 46) appliqant directement un élément de friction ( 56) sur une face de 30 l'ensemble tournant ( 12) et, par réaction au travers de l'étrier coulissant ( 28), l'autre ( 38) desdites poutres appliquant un autre élément de friction ( 62) sur l'autre face de l'ensemble tournant ( 12) à freiner.