Brevet FR2555686A1 — publié le 19850531

-1- FREIN MULTIDISQUE PERFECTIONNE L'invention se rapporte à un frein multidisque, et plus pré- cisément à/frein du type comprenant un premier disque rotatif solidaire de la roue du véhicule et un second disque rotatif monté avec possibilité de coulissement en direction axiale sur un élément de support également solidaire de la roue, ledit second disque et ledit élément de support com- portant à cet effet des cannelures complémentaires à profil en dents d'en- grenage dont l'engrènement mutuel assure l'entraînement en rotation du second disque par l'élément de support tout en autorisant leur déplacement relatif en direction axiale, ainsi qu'un ensemble de patins de friction portant des garnitures de friction susceptibles d'être appliquées sur les faces des disques par un dispositif d'actionnement tel qu'un vérin hydrau- lique à étrier, ces garnitures ne s'étendant que sur un secteur angulaire limité du pourtour des disques. La Demanderesse a déjà exposé, dans sa demande de Brevet Fran- çais NO 83 10 917 en date du 30 juin 1983, comment dans ce genre de frein le disque coulissant présente une tendance à basculer lors des opérations de freinage qui peut, dans certains cas, conduire à un coincement de ce disque sur son support, et a proposé d'en améliorer le guidage afin d'éli- miner cet inconvénient; la solution consistant, dans le cas o le disque coulissant repose sur un moyeu par l'intermédiaire d'un manchon cannelé, à agencer des surfaces de guidage annulaires coopérantes au-delà des ex- trémités des cannelures afin de s'opposer efficacement au basculement du disque. Cette solution, qui donne d'excellents résultats dans le cas des freins pour poids lourds seul pris en considération dans la demande de brevet précitée, est cependant inapplicable dans celui de freins pour véhicules de tourisme en raison de la place plus limitée dont on dispose pour le montage du frein. La présente invention se donne en conséquence pour but d'ima- giner un système de guidage du disque coulissant qui, tout en s'opposant efficacement à sa tendance au basculement lors d'une opération de-freina- ge, n'accroisse pas ou pas sensiblement l'encombrement général du frein. Ce but est atteint,conformément à l'invention, et dans un frein multidisque du type défini au début de ce mémoire, grâce au fait que l'agencement de guidage en translation du second disque, ou disque coulis- sant, le long de son élément de support est constitué de projections d'orientation axiale et de répartition circonférentielle portées par l'un - 2 - des disques et s'engageant dans des ouvertures de forme complémentaire ménagées dans l'autre disque. Ce sont ainsi les parois en contact mutuel desdites projections et desdites ouvertures qui jouent le rôle de surfaces coopérantes de guidage et qui absorbent le couple de basculement s'exer- çant sur le disque coulissant, lequel ne peut en conséquence compromettre le bon fonctionnement du frein en imposant des contraintes indésirables aux cannelures. Dans une forme préférentielle de réalisation de l'invention, les projections précitées sont portées par le second disque, ou disque coulissant, et sont distribuées sur son pourtour intérieur, à proximité des cannelures qui le solidarisent en rotation avec son élément de support. Cette disposition permet, comme le montrera la description qui va suivre, de ne pas ajouter à l'encombrement radial du frein. Avantageusement, les projections et ouvertures précitées peu- vent présenter des sections en forme générale de lunules. En pareil cas, les projections sont réalisées d'une seule pièce avec le disque qui les porte et ne sont en contact que par leurs faces extérieures rectifiées avec les parois correspondantes des ouvertures de l'autre disque, tandis qu'un certain jeu peut être ménagé en direction radiale et circonférentiel- le entre leurs autres faces et les parois correspondantes desdites ouver- tures. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'une forme préférentielle de réalisation, donnée à simple titre d'exemple illustratif et avec réfé- rence aux dessins ci-annexés, en lesquels: - la Fig. 1 représente en coupe longitudinale schématique un frein construit selon l'invention; et - la Fig. 2 est une coupe transversale partielle selon la li- gne II-II de la Fig. 1. Le frein multidisque représenté à la figure 1 des dessins com- porte un premier disque rotatif 1 fixé à la roue (non représentée) du vé- hicule de manière à l'accompagner dans sa rotation, et un second disque rotatif 2 monté avec possibilité de coulissement en direction axiale sur un élément de support 3 également solidaire de la roue. A cet effet, le disque 2 est muni sur son pourtour intérieur d'une rangée continue de can- nelures 2a profilées en forme de dents d'engrenage, qui coopèrent avec des cannelures 3a de forme complémentaire garnissant le pourtour extérieur de l'élément de support cylindrique 3; l'engrènement mutuel des cannelures 2a, 3a assure l'entraînement en rotation du disque 2 par l'élément de - 3 - support 3 tout en autorisant leur déplacement relatif en direction axiale. Chacun des diuesde frein 1 et 2 coopère avec une paire de patins de friction/4, 5 et 6, 7 disposés de part et d'autre du disque corres- pondant, et susceptibles d'être appliqués contre les faces latérales de celui-ci. Chacun de ces patins comprend lui-même une garniture de friction 8 fixée sur une plaque porte-garniture 9, laquelle est elle-même montée avec possibilité de coulissement parallèlement à l'axe du frein sur un support fixe 10 solidaire d'une partie non rotative de l'essieu. Un étrier flottant 11 est disposé par-dessus les disques de frein 1, 2 et leurs patins de friction 4, 5, 6, 7 de façon à coiffer l'en- semble. Dans la partie de l'étrier 11 située du côté du disque coulissant 2 est prévu un dispositif d'actionnement tel qu'un vérin hydraulique 12 dont le piston 13 est susceptible d'agir sur la plaque porte-garniture 9 du patin intérieur 7 et, par réaction et grâce à son nez échancré 11a, sur la plaque porte-garniture 9 du patin extérieur 4, de manière à commander le serrage de l'ensemble disques-patins suivant la direction axiale et à créer ainsi un couple de freinage entre chaque garniture et la face de disque conjuguée. Cette action s'accompagne d'un déplacement du disque 2 parallèlement à l'axe par coulissement le long de l'élément de support 3, ce coulissement étant autorisé ainsi qu'exposé plus -haut par la présence des cannelures 2a, 3a. Du fait cependant que les patins de friction ne recouvrent qu'un secteur angulaire limité du pourtour des disques, l'actionnement du frein a pour effet secondaire d'appliquer au disque coulissant 2 un couple de basculement dans le plan du dessin qui, ainsi qu'exposé dans la deman- de de Brevet Français N 83 10 917, risque dans certaines conditions de provoquer un matage et un coincement des cannelures, compromettant ainsi le bon fonctionnement du frein. Pour éviter cet inconvénient, la présente invention prévoit d'améliorer le guidage en translation du disque coulissant 2 en munissant celui-ci d'une rangée circulaire de projections 14 d'orientation axiale, ces projections sensiblement équidistantes les unes des autres en direc- tion circonférentielle étant dirigées vers le disque 1 et s'engageant dans des ouvertures 15 de forme complémentaire ménagées dans celui-ci. On com- prend aisément à la lecture de la Fig.1 des dessins ci-annexés que les parois en contact mutuel des projections 14 et des ouvertures 15 consti- tuent alors des surfaces de guidage qui absorbent le couple de basculement s'exerçant sur le disque coulissant 2, ceci d'autant mieux que les con- traintes imposées à ces surfaces sont réduites proportionnellement à la 4 - longueur du bras de levier représenté par lesdites projections. Bien que les projections 14 puissent être portées en principe par l'un ou par l'autre disque, ou encore en partie par l'un et en partie par l'autre, il parait cependant préférable, pour obtenir le meilleur effet de guidage pos- sible dans un minimum d'encombrement, de les disposer sur le disque coulis- sant 2 en les distribuant le long de son pourtour intérieur, à proximité des cannelures 2a. Les projections 14 peuvent naturellement être réalisées sous la forme de tiges cylindriques rapportées sur le disque 2 et s'engageant dans des ouvertures circulaires de diamètre correspondant (à un léger jeu près) ménagées dans le disque 1. Toutefois, dans une forme préférentielle de réalisation de l'invention qui est représentée sur les dessins, les projections 14 sont réalisées d'une seule pièce (par moulage) avec le disque 2 et l'on peut alors avantageusement leur donner une section en forme générale de lunule, comme illustré à la Fig. 2 des dessins. Les ouvertures 15, qui peuvent être réalisées par exemple par fraisage dans la base du disque 1, épousent alors elles-mêmes la forme de lunules. Il parait souhaitable en pareil cas que le contact entre projections et ouvertures soit assuré par les seules faces extérieures (convenablement rectifiées) 14a des premières avec les parois correspondantes 15a des secondes, tandis qu'un certain jeu est au contraire ménagé en direction radiale aussi bien que circonférentielle entre les autres faces des projections et les parois en regard des ouver- tures. Il convient de remarquer que les déplacements en translation du disque 2 par rapport au disque 1 provoquent un nettoyage permanent des sur- faces 14a, 15a en contact mutuel, ce qui maintient en bon état de propreté les surfaces de guidage en dépit de toutes les causes possibles d'encras- sement ou de corrosion. Pour éviter enfin que le jeu circonférentiel laissé entre les projections 14 et les ouvertures 15 ne donne naissance à des phénomènes de battement indésirables, il parait indiqué de prévoir un dispositif gé- nérateur de couple tendant à maintenir en appui mutuel l'un des flancs la- téraux de chacune des projections 14 avec les parois correspondantes des ouvertures 15, ceci dans le sens o s'effectue la transmission du couple de freinage. Ce dispositif, indiqué en 16 sur la Fig. 2 des dessins, peut par exemple consister en une masse élastique comprimée et insérée entre le flanc latéral 14b non transmetteur de couple d'une des projections 14, ce flanc étant convenablement dressé au lieu d'être arrondi, et la paroi correspondante 15b, dressée elle aussi, de l'ouverture 15 qui y est associée. -5 - Avantageusement, cette masse élastique est elle-même constituée de deux blocs 17, 18 en matière élastomère recouverts sur trois de leurs côtés par des lamelles de tôle destinées à faciliter leur introduction dans le logement ainsi ménagé entre les parois 14b et 15b, ces blocs étant ensuite maintenus écartés l'un de l'autre par une cheville 19 introduite à force dans un canal longitudinal défini entre leurs faces en regard. Il va de soi, cependant, que d'autres agencements pourraient être imaginés aux mêmes fins sans sortir du cadre de l'invention. - 6 - REVENDICATIONS 1. Frein multidisque, comprenant un premier disque rotatif solidaire de la roue du véhicule et un second disque rotatif monté avec possibilité de coulissement en direction axiale sur un élément de support également solidaire de la roue, ledit second disque et ledit élément de support comportant à cet effet des cannelures cor.démentaires à profil en dents d'engrenage dont l'engrènement mutuel assurel'entraînement en rota- tion du second disque par l'élément de support tout en autorisant leur déplacement relatif en direction axiale, ainsi qu'un ensemble de patins de friction portant des garnitures de friction susceptibles d'être appliquées sur les faces des disques par un dispositif d'actionnrmement tel qu'un vérin hydraulique à étrier, ces garnitures ne s'étendant que sur un secteur an- gulaire limité du pourtour des disques, caractérisé par le fait qu'est en outre prévu un agencement de guidage supplémentaire en translation du se- cond disque (2) le long de l'élément de support (3), cet agencement étant constitué de projections (14) d'orientation axiale et de répartition cir- conférentielle portées par l'un des disques (2, 1) et s'engageant dans des ouvertures (15) de forme complémentaire ménagées dans l'autre disque (1, 2). 2. Frein selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les projections (14) sont portées par le second disque (2) et sont distri- buées sur son pourtour intérieur, à proximité des cannelures (2a) qui le solidarisent en rotation avec son élément de support (3). 3. Frein selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les projections sont constituées de tiges cylindriques portées par l'un des disques et s'engageant dans des ouvertures circulaires ménagées dans l'autre disque. 4. Frein selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les projections (14) portées par l'un des disques et les ouvertures (15) ménagées dans l'autre disque présentent des sections en forme générale de lunules. 5. Frein selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les projections (14) sont réalisées d'une seule pièce avec le disque (2) qui les porte et ne sont en contact que par leurs faces extérieures rec- tifiées (14a) avec les parois correspondantes (15a) des ouvertures (15) de l'autre disque (1), tandis qu'un certain jeu est ménagé en direction ra- diale et circonférentielle entre leurs autres faces et les parois corres- pondantes desdites ouvertures. 2S55686 - 7 - 6. Frein selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'est inséré, entre un flanc latéral (14b) d'une au moins des projections (14) et la paroi en regard (15b) de l'ouverture (15) correspondante, un dispositif générateur de couple (16) tendant à maintenir projections et ouvertures en appui mutuel dans le sens circonférentiel correspondant à la transmission du couple de freinage. 7. Frein selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit dispositif consiste en une masse élastique comprimée et insérée entre ledit flanc latéral (14b) et ladite paroi en regard (15b). 8. Frein selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite masse élastique est composée de deux blocs (17, 18) de matière élastomère maintenus écartés l'un de l'autre par une cheville (19) ou autre cale d'espacement.