Brevet FR2556802A1 — publié le 19850621

ENSEMBLE PATIN ET SUPPORT DE COUPLE POUR FREIN A DISQUE LA présente invention a pour objet un ensemble patin et support de couple pour frein à disque comportant un étrier coulissant sur un sup- port fixe au moyen d'au moins une colonnette axiale. La demande de brevet européen publiée sous le N 0080950 représente et décrit un frein à disque comportant un étrier montant coulissant sur un support fixe au travers d'une colonnette axiale unique. Ce frein comporte deux éléments de friction décalés tangentiellement de part et d'autre d'un plan radial pas- sant par l'axe du moteur de frein permettant ainsi de corriger l'usure dif- férentielle sur les éléments de friction interne et externe. Un montage incorrect de ces éléments de friction provoqueraient une usure différentielle accrue et c'est pourquoi les éléments de friction comportent des dispositifs de détrompage garantissant un montage correct des éléments de friction, c'est à dire un décalage des éléments de friction l'un par rapport à l'autre dans le sens voulu. Ceci est obtenu grâce à un système de détrompage interdisant le montage incorrect du patin intérieur et du patin extérieur. Néanmoins ce détrompage est valable pour un frein et le frein symétrique doit comporter des patins eux-mêmes symétriques pour respecter le décallage des patins dans le sens voulu. Une confusion entre les patins du frein droit et les patins du frein gauche provoquera un montage inversé des décalages et l'usure dif- férentielle, c'est à dire l'usure en biais dans le sens longitudinal des patins n'en sera que accentuée. L'invention a pour but de proposer un ensemble patin et support de couple pour frein à disque présentant tous les avantages des patins décalés dans le bon sens et dans lequel le risque de mauvais montage des éléments de friction est élniminé. Tous les patins étant identiques un mauvais montage de ceux-ci devient impossible, même pour un non spécialiste. De plus grâce à l'invention l'ensem- ble frein est moins lourd et moins cher à fabriquer et l'entretien est simplifié. Du fait le patin est unique. Dans ce but l'invention propose un ensemble patin et support de couple pour frein à disque comportant un étrier coulissant sur un support fixe au moyen d'au moins une colonnette axiale s'étendant parallèlement à l'axe du disque, un moteur de frein agissant directement sur un élément de friction interne et par réaction au travers de l'étrier sur un élément de friction externe les dits éléments de friction étant décalés tangentiellement de part et d'autre d'un plan radial passant par l'axe du moteur de frein caractérisé en ce que chacun des éléments de friction comporte deux paires de surfaces d'ancrage et et de coulissement, une première des dites paires coopérant avec une première paire de surfaces conjuguées formées dans le dit support de couple une deu- xième des dites paires coopérant avec une deuxième paire de surfaces conju- guées formées dans le dit support de couple. On comprend que grâce à une telle structure, selon le décalage que l'on veut obtenir celui-ci sera obtenu par décallage des surfaces conjuguées for- mées sur le support de couple et selon le décalage tangentiel voulu les éléments de friction seront ancrés soit par la première paire soit par la deuxième paire des surfaces d'ancrage et de coulissement. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble patin et support de couple comporte des moyens de maintien qui empêchent l'échappement radial des éléments de friction par rapport au dit support de couple. D'autres caractéristiques et avantages de l'ensemble patin et support de couple, objet de la présente invention, apparaitront à la lecture de la des- cription détaillée qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: - la Figure 1 est une vue de dessus d'un frein à disque réalisé conformément aux enseignements de la présente invention et comportant des portions pré- sentées en coupe; - - la Figure 2 est une vue de face du frein à disque selon la flèche A de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue d'un élément de friction réalisé conformément à l'invention; - la Figure 4 est une vue similaire à la Figure 1 pour un deuxième mode de réalisation de l'invention; - la Figure 5 est une vue de face du frein de la Figure 4; - la Figure 6 est une vue de 2 éléments de friction tels qu'ils seront placés dans le frein de la Figure 5. Le frein à disque représenté sur les Figures 1 à 3 comprend un étrier mobile monté coulissant sur un support fixe 12. L'étrier 10 est monté coulis- sant sur le support fixe 12 au moyen de 2 colonnettes 14 et 16 s'étendant parallèlement à l'axe de rotation du disque tournant 18. Comme le montre plus particulièrement la Figure 1 la colonnette axiale 14 est fixée au support fixe 12 par une liaison filetée. La colonnette axiale 14 est reçue en cou- lissement dans un alésage cylindrique 22 formé dans un bras 24 de l'étrier 14 De même la colonnette 16 fixée au support fixe 12 au moyen d'une liaison fi]e- tée 26 est reçue en coulissement dans un alésage 28 formé dans un bras 30 de l'étrier 10. On remarquera la dissymétrie des colonnettes 14 et 16, l'une 2556 8 0 2 - 14 recevant une partie de couple de freinage, l'autre 16 simplement destinée à maintenir l'étrier par rapport au support fixe 12. Des soufflets 32 et ca- puchon 34 sont prévus sur chacune des colonnettes pour protéger les surfaces de coulissement. Un moteur de frein désigné dans son ensemble par la référence 36 comporte d'une façon conventionnelle un piston 38 susceptible d'être sol- licité dans le sens de la flèche B lorsque du fluide sous pression est intro- duit dans une chambre du moteur de frein (non représentée). Le piston 38 est susceptible d'agir directement sur un élément de friction interne 40 et par réaction au travers de l'étrier coulissant sur un élément de friction externe 42 pour provoquer un engagement de friction des éléments 40 et 42 sur les faces opposées du disque 18. En désignant par Pr le plan radial passant par le centre du moteur de frein 36 on voit en particulier sur les Figures 1 et 2 que le cen- tre Ce de l'élément de friction extérieur 42 est décalé par rapport au plan Pr d'une valeur De dans la direction de la flèche C qui correspond à la ro- tation dans le sens de la marche avant du disque 18. De même le centre Ci de l'élément de friction interne 40 est dêcallé d'une valeur Di par rapport au plan Pr dans la direction inverse à la flèche C. Les valeur de De et de Di sont égales et placées de part et d'autre du plan radial Pr et on comprend que l'en- gagement de friction des 2 éléments de friction avec le disque tournant crée un couple dans le sens de la flèche D de la Figure 1 corrigeant ainsi l'usure différentielle pour chacun des éléments de friction. Ce phénomène de correc- tion est largement expliqué dans la demande de brevet européen précitée et ne sera pas développé davantage présentement. Conformément à l'invention, chacun des éléments de friction 40 et 42 compor- tedeux paires de surfaces d'ancrage et de coulissement. En se reportant aux Figures 2 et 3 on voit que chaque élément de friction comporte une première paire de surfaces d'ancrage et de coulissement 44 formée sur des oreilles 46 dépassant radialement vers l'extérieur par rapport à un corps 48 formé sur le porte garnitures de l'élément de friction. La première paire de surfaces d an- crage et de coulissement 44 est formée par 2 surfaces inclinées 50 et 52 cir- conférentiellement espacées deux à deux et pénétrant dans des rainures 54 formées dans l'étrier 10. Ces rainures 54 présentent des formes conjuguées aux surfaces 50 et 52 de l'élément de friction et forment ainsi la deuxième paire de surfaces conjuguées formée sur le support de couple qui pour ce patin est formé par l'étrier 10 comme on le voit sur la Figure 1. Il est bien entendu que les rainures 54 sont elles-mêmes décalées par rapport au plan radial de la même valeur De comme indiqué précedemment. En se reportant à la Figure 3, on voit que l'élément de friction 42 comporte également deux saillies circon- férentiellement espacées 56 formées dans le mode de réalisation représentée par des portions de cercles. Ces saillies 56 forment la deuxième paire de surfaces d'anc rage et de coulissement. Pour l'élément de friction intérieur cette seconde paire 56 coopère avec des rainures 58 de formes conjuguées et formées dans le support fixe 12. Ces rainures 58 forment ainsi la deuxième paire conjuguée réalisée dans le mode représenté dans le support fixe 12 qui joue pour l'élément de friction intérieur le rôle de support de couple. Les rainures 58 sont également décalées par rapport au plan radial Pr de la valeur Di du côté opposé au décallage précédent De de l'élément de fricton extérieur. Comme on le voit, les rainures 54 et 58, présentant des creux, forment avec les saillies 44 et 56 des moyens de maintien s'opposant à l'échappement radial des éléments de friction. En se reportant à la Figure 1, on voit que l'étrier 10 comporte deux ouvertures radiales 60 et 62 qui permettent à l'élément de friction intérieur 40 de coo- pérer avec le fixe 12 au moyen des saillies 56 sans que les saillies 46 ne coopèrent avec l'étrier 10, comme représenté en pointillés sur la Figure 2. On notera que pour l'autre frein du même essieu, symétrique par rapport au frein représenté sur la Figure 1, comme 1' étrier et le support fixe seront également symétriques on obtiendra une symétrie 2 à 2 des deux patins extérieurs entre eux et des deux patins intérieurs entre eux par rapport à l'axe longitudinal du véhicule. Et ceci toujours avec des patins identiques tels que représentés sur la Figure 3. Le montage du frein et des éléments de friction se fait de la manière suivante: l'étrier 10 est préalablement équipé de son moteur de frein 36 et de ses colon- nettes 14 et 16, les protecteurs 34 étant enlevés. Le véhicule étant équipé du support fixe 12 on visse la colonnette 14 dans celui-ci au moyen de la liaison filetée 20. En basculant l' étrier autour de la colonnette 14 dans le sens de la flèche E de la Figure 2 on dégage l'accès au support fixe et on place l'élément de friction 40 dans les rainures 58 formées dans le support fixe 12 en intro- duisant l'élément de friction 40 dans le sens de la flèche B de la Figure 1. L'étrier étant basculé dans les sens de la flèche E de la Figure 2, on présente par l'intérieur de l'étrier l'élément de friction 42 de manière à ce que les saillies 46 pénètrent dans les ouvertures 60 et 62 de celuici. Par translation dans le sens de la flèche B de l'élément de friction 42 par rapport à l'étrier 10, on fait pénétrer les premières Daires de surfeces d'ancrage et de coulis- sement 44 dans les rainures 54 formées dans l'étrier. Une progression supplé- mentaire dans le sens de la flèche B permet de mettre en appui l'élément de friction 42 sur le nez de l'étrier 10 comme représenté sur la Figure 1. On bascule alors l'étrier dans le sens inverse de la flèche E de la Figure 2 de manière à ce que la colonnette 16 se place en vis à vis de la liaison filetée 26 du support fixe 12. On visse alors cette colonnette 16 et on place les protecteurs 34 sur les colonnettes 14 et 16. Les opérations de démontage se font dans l'ordre inverse des opérations qui viennent d'être décrites. On voit de la description qui précède, qu'il n'est pas possible de faire un montage erroné des éléments de friction; en effet le support fixe 12 ne pré- sente que des rainures 58 capables de recevoir les saillies 56 de l'élément de friction intérieur 40 et il ne comporte rien qui puisse coopérer avec les saillies 46. De même, en ce qui concerne l'élément de friction extérieur 42, l'étrier ne comporte que des rainures 54 capables de recevoir les saillies 46 et les surfaces de coulissement 50 et 52 et par conséquent les saillies 56 ne peuvent aucunement être utilisées pour l'élément de friction extérieur 42. Le positionnement sûr est donc garanti et on notera que le détrompage et le déca- lage des éléments de friction est obtenu très simplement,à savoir les rainures 54 et 58 sont simplement brochées dans les pièces correspondantes,à savoir étrier 10 et support fixe 12; on notera également que ce brochage est rendu possible sur des faibles longueurs du fait en particulier des ouvertures 60 et 62 de l'étrier 10 et de la forme du nez d'étrier qui permet aux broches de passer de part et d'autre de cet étrier. En se reportant aux Figures 4 à 6,sur lesquelles on a représenté un deuxième mode de réalisation de l'invention, les mêmes éléments remplissant la même fonc- tion portent les mêmes références. Dans ce deuxième mode de réalisation, les éléments de friction présentent des bords circonférentiellement espacés parallèles 64 et 66,chacun desquels com- portant une première zone plane 68 et une seconde zone plane 70 radialement espacées, les zones 68 formant la première paire de surfaces d'ancrage et de coulissement les zones 70 formant la deuxième paire de surfaces de coulissement et d'ancrage. Comme on le voit sur les Figures 4 et 5, l'élément de friction extérieur 42 prend appui sur des surfaces conjuguées 54 formées sur l'étrier 10. De même,l'élément de friction intérieur 40 est placé en vis à vis de sur- faces conjuguées 58 formées dans le support fixe 12 et placées radialement vers l'intérieur par rapport aux surfaces 54. Les surfaces 58 forment la deu- xième paire de surfaces conjuguées. Dans le mode de réalisation des Figures 4 à 6,1es éléments de friction 40 et 42 sont maintenus par rapport à l'étrier 2556802 - au moyen d'au moins une tige, en l'espèce deux tiges 72 pénétrant dans des perçages 74 formés dans l'étrier 10. Ces tiges 72 sont immobilisées d'une façon conventionnelle au moyen d'épingles 76 traversant des orifices formés sur ces tiges et venant en appui axial d'une part sur l'élément de friction extérieur 42 et d'autre part sur le fond d'une encoche formée dans le nez de l'étrier 10. En se reportant aux Figures 5 et 6 on voit que les éléments de friction 40 et 42 comportent chacun trois ouvertures,78, 80 et 82 pour l'élé- ment de friction 42 tel que représenté sur la Figure 6, les trois ouvertures étant placées d'une telle manière que deux d'entre elles, 80 et 82 pour l'élé- ment de friction 42, reçoivent les tiges 72, l'élément de friction 40 recevant également symétriquement les tiges 72, les ouvertures 78, 80 et 82 ainsi que les tiges 72 formant les moyens de maintien radial des éléments de friction. De même que pour le mode de réalisation précédent, les patins étant identiques il ne peut être question d'une erreur de montage des éléments de friction. En effet,dans ce mode de réalisation, le montage des éléments de friction ne s faisant qu'après assemblage des colonnettes 14 et 16, l'introduction des élé- ments de friction se fait dans le sens radial vers l'intérieur au travers de l'ouverture 60 de 1' étrier, l'élément de friction 40 étant introduit radialeme jusqu'à ce qu'il prenne sa place dans le support fixe 12, le patin extérieur 42 étant introduit toujours au travers de l'ouverture 60 entre les bords 54 fo mant une première paire de surfaces conjuguées jusqu'à ce que les tiges 72 pui sent être introduites au travers des perçages 74 et des ouvertures 80 et 82,pu des ouvertures correspondantes de l'élément de friction 40 et enfin dans les perçages 74 formés dans l'étrier du côté du moteur de frein 36, tout autre mon tage étant impossible. Au vu de la description qui précède, on voit que grâce à l'invention, l'ensem- ble patin et support de couple est réalisé de manière à obtenir le décalage tangentiel voulu sans risque d'erreurs de montage,en particulier grâce au fait que les patins sont tous identiques et que ceux-ci comportent deux paires de surfaces d'ancrage chacune d'elles n'étant utilisée que pour une fonction dé- terminée,à savoir élément de friction intérieur ou élément de friction exté- rieur. Le décalage pour un frein symétrique étant obtenu par conformage sy- métrique de l'étrier et du support fixe. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux deux modes de réali- sation décrits et que des modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de la présente invention. En particulier les formes des première et deuxième paires de surfaces d'ancrage et de coulissement peuvent être rmodi- fiées, le moteur de frein peut être hydraulique ou/et mécanique et bien en- tendu les éléments de friction peuvent également être reçus tous les deux dans l'étrier sans sortir pour cela du cadre de l'invention. De même, dans les modes de réalisation conformément aux Figures 4 à 6, le nombre des tiges peut être réduit à une seule, auquel cas les éléments de friction comportent avantageusement deux ouvertures seulement 78 et 80, ou porté à trois, auquel cas les éléments de friction comportent chacun quatre ouvertures de passage des tiges. REVENDICATIONS 1- Ensemble patin (40, 42) et support de couple (10, 12) pour frein à disque comportant un étrier coulissant (10) sur un support fixe (12) au moyen d'au moins une colonnette axiale (14) s'étendant parallèle- ment à l'axe du disque (18), un moteur de frein (36) agissant directe- ment sur un élément de friction interne (4e) et, par réaction au tra- vers de l'étrier (10), sur un élément de friction externe (42), les- dits éléments de friction étant décalés tangentiellement de part et d'autre d'un plan radial (Pr) passant par l'axe du moteur de frein (36), caractérisé en ce que chacun des éléments de friction (40, 42) comporte deux paires de surfaces d'ancrage et de coulissement (44, 56), une première (44) desdites paires coopère avec une première paire (54) de surfaces conjuguées formées dans ledit support de couple (10, 12) une deuxime desdites paires coopère avec une deuxième paire de surfaces conjuguées formées dans ledit support de couple (10, 12). 2- Ensemble patin et support de couple selon la revendication 1, caracté- risé en ce que lesdits éléments de friction interne (40) et externe (42) sont identiques et en ce que lesdites deux paires de surface con- juguées (54, 58) sont décalées tangentiellement. 3- Ensemble patin et support de couple selon la revendication 2, caracté- risé an ce que le support de couple est formé par l'étrier pour l'élé- ment de friction externe (42) et par le support fixe pour l'élément de friction interne (40). 4- Ensemble patin et support de couple selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les supports de couple de deux freins d'un mêmne essieu sont conformés symétriquement par rapport à l'axe longitu- dinal du véhicule et en ce que lesdits éléments de friction (40, 42), étant tous identiques, sont montés dans les supports de couple respec- tifs de façon à être symétriques deux à deux par rapport à l'axe lon- gitudinal du véhicule. - Ensemble patin et support de couple selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites premières paires (44, 54) sont plus éloignées radialement que lesdites deuxièmes paires (56, 58). 6. Ensemble patin et support de couple selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de maintien radial (44, 54-56, 72, 78, 80, 82) des éléments de friction (40, 42). 7- Ensemble patin et support de couple selon la revendication 6, carac- térisé en ce que lesdits moyens de maintien sont formés par lesdites paires de surfaces (44, 54-56,58) présentant des saillies (44, 56) et des creux (54, 58) s'étendant circonférentiellement et susceptibles de coopérer pour prévenir l'échappement radial des éléments de friction (40, 42). 8- Ensemble patin et support de couple selon la revendication 7 caractérisé en ce que lesdites saillies (44,56) sont formées sur les éléments de fric- tion (40,42) et lesdits creux (54,58) sont formés par le support de cou- ple (10,12) au moyen de rainures. 9- Ensemble patin et support de couple selon la revendication 6 caractérisé en ce que les moyens de maintien sont formés par au moins une tige (72) s'étendant axialement au-dessus de la périphérie du disque et coopérant d'une part avec le support de couple et d'autre part avec une ouverture parmi au moins deux ouvertures (78,80) formées dans chaque élément de fric- tion (40,42) - Ensemble patin et support de couple selon la revendication 9 caractérisé en ce que les moyens de maintien sont formés par deux tiges (72) coopé- rant d'une part avec le support de couple (10) et d'autre part avec deux ouvertures parmi trois ouvertures (78,80,82) formées dans chaque élément de friction (40,42) 11- Ensemble patin et support de couple selon la revendication 10 caractérisé en ce que les bords circonférentiellement espacés (64,66) des éléments de friction (40,42) sont sensiblement parallèles et comprennent chaeun deux zones planes (68,70) radialement espacées formant lesdites première et deuxième (56) paires de surfaces d'ancrage et de coulissement.