Brevet FR2569798A1 — publié le 19860307

FREIN A DISQUE A REGLAGE AUTOMATIQUE L'invention se rapporte à un frein à disque à réglage automatique pour véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un frein à disque du type à étrier coulissant comprenant un moteur de frein susceptible d'être actionné indépendamment soit par une pression de fluide soit par une commande mécanique. L'actionnement du moteur de frein sollicite directement un premier élément de friction en engagement de friction avec une première face d'un disque tournant et par réaction au travers de l'étrier coulissant un second élément de friction en engagement de friction avec une deuxième face du disque, opposée à la première face. L'étrier coulisse par rapport à un support fixe qui reçoit directement ou indirectement le couple engendré par les éléments de friction. Dans les freins de ce type, compte tenu de l'épaisseur initiale des éléments de friction, il est nécessaire d'avoir un dispositif de réglage automatique placé sur la commande mécanique de manière à ce que la course de cette commande n'évolue pas en fonction de l'usure des éléments de friction. De nombreuses solutions ont été proposées pour résoudre ce problème.Néanmoins, ces systèmes présentent généralement l'inconvénient d'assurer un réglage quelle que soit la cause qui ait provoqué l'actionnement de ce réglage automatique. Ce type de dispositif se met en oeuvre aussi bien pour compenser l'usure des éléments de friction, ce qui est normal, que pour compenser les déformations élastiques de l'étrier pour des pressions élevées de commande hydraulique. Ce type de dispositif impose d'avoir une course morte ne faisant pas intervenir le réglage automatique relativement importante et de l'ordre de la déformation constatée sur l'étrier lors de son actionnement. Afin de résoudre ce problème, la demanderesse a proposé dans la demande de brevet français 82-21683 publiée sous le numéro 2 538 486 un frein à disque de ce type dans lequel le réglage automatique est neutralisé lorsque la pression de commande atteint une valeur prédéterminée au moyen d'un piston de contrôle qui bloque la rotation de l'écrou au travers d'une douille solidaire en rotation avec l'écrou, le piston de contrôle étant annulaire et situé entre le corps du moteur de frein et une portion cylindrique de la vis. Cette solution donne des résultats parfaitement satisfaisants avec néanmoins l'inconvénient que le frein doit être conçu initialement pour recevoir ce dispositif et la valeur de la pression prédéterminée étant définie par l'alésage du corps du moteur de frein prévu pour recevoir le piston annulaire de contrôle n'est plus modifiable après usinage. L'invention a pour but de proposer un frein à disque du type décrit ci-dessus dans lequel ces inconvénients sont éliminés tout en présentant les avantages de celui-ci. Dans ce but l'invention propose un frein à disque à réglage automatique du type comportant un étrier coulissant, un moteur de frein agissant directement sur un premier élément de friction et par réaction au travers de. l'étrier sur un deuxième élément de friction, ledit moteur de frein comportant une commande mécanique agissant sur un piston de commande hydraulique au travers d'un dispositif de réglage automatique, ledit dispositif de réglage étant formé par un système vis écrou à pas réversible -susceptible d'être actionné par le piston hydraulique au delà d'une course prédéterminée de ce dernier, ledit dispositif de réglage comportant une douille solidaire en rotation duditécrou et coopérant avec un piston de contrôle immobilisant ladite douille en rotation et en translation lorsque la pression hydraulique agissant sur le piston de commande hydraulique atteint une valeur prédéterminée caractérisée en ce que ledit piston de contrôle est reçu à coulissement étanche dans un alésage formé dans ledit piston de commande hydraulique. On comprend que grâce à une telle structure, le piston de contrôle étant logé dans le piston hydraulique le moteur de frein et plus particulièrement le corps n'est pas modifié pour recevoir le piston de contrôle et par conséquent il est aisé de modifier la valeur de la pression prédéterminée par remplacement du piston hypraulique. On comprend que grâce à cette structure des freins comportant un réglage automatique classique à système vis écrou à pas réversible peuvent recevoir un piston hydraulique comportant un piston de contrôle sans aucune modification du frein ce qui permet de faire bénéficier les freins existants d'un dispositif évitant le surréglage et introduisant une réduction de course morte considérable. D'autres caractéristiques et avantages du frein à disque, objet de la présente invention, apparaitront à la lecture de la description du frein en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un étrier de frein réalisé conformément aux enseignements de la présente invention ; et - la figure 2 est une vue partielle en coupe d'une variante de la figure 1. Le frein à disque représenté sur la figure 1 comprend un étrier coulissant désigné dans son ensemble par la référence 10 monté sur un organe ou support fixe (non représenté) susceptible d'être fixé sur une partie fixe du véhicule (non représentée). L'étrier 10 comporte un moteur de frein désigné dans son ensemble par la référence 12 susceptible d'agir directement sur un premier élément de friction 14 et indirectement au travers de l'étrier coulissant sur un deuxième élément de friction 16 pour sollicite ceux-ci en engagement de friction avec un disque tournant 18. Le moteur de frein 12 comporte une commande hydraulique et une commande mécanique comme on le verra plus précisément. D'une façon conventionnelle, la commande hydraulique est assurée par un piston de commande hydraulique 20 monté coulisssant dans un alésage 22 formé dans le moteur de frein 12. t'étanchéité entre le piston 20 et l'alésage 22 est assurée par un joint 24, le pistonétant par ailleurs protégé par un capuchon de piston 26. Le piston 20 et unie paroi 28 de fond de l'alésage 22 définissent une chambre 30 susceptible d'être reliée à une source de pression (non représentée) comme par exemple le maître cylindre du véhicule. La commande mécanique, désignée dans son ensemble par la référence 32, est assurée au moyen d'un levier 34 susceptible d'être reliée à un câble ou analogue (non représenté) solidaire d'un axe 36 dans lequel est formée une rainure 38 recevant une biellette 40. L'axe 36 est reçu dans deux alésages formés dans le moteur de frein et immobilisé longitudinalement par rapport au moteur au moyen d'un épaulement formé sur le levier 34 d'une part et d'autre part au moyen d'un circlips ou analogue. L'axe 36 et la biellette 40 sont logés dans un alésage borgne 42 formé dans le moteur de frein, la partie ouverte de l'alésage est pourvue d'un obturateur et l'ensemble est protégé par un capuchon flexible 44. L'alésage 42 reçoit également une vis 46 dont une portion épanouie 48 comporte une rainure 50 qui coopère avec la biellette 40.Entre le fond de l'alésage borgne 42 et la portion épanouie 48 est placé un ressort de rappel 52. La vis 46 comporte une portion cylindrique dans laquelle est formée une gorge comportant un joint 54. Ce joint 54 et la partie cylindrique de la vis 46 sont susceptibles de coulisser par rapport à un alésage 56 formé dans le corps du moteur de frein. La vis 46 se prolonge dans la chambre 30 par une portion filetée 58 à pas réversible sur laquelle est monté un écrou 60. Le piston de commande hydraulique 20 comporte un alésage 62 dans lequel est monté un piston de contrôle 64 reçu à- coulissement étanche dans cet alésage 62 au moyen d'un joint d'étanchéité 66. Le piston hydraulique 20 comporte un deuxième alésage 68 d'un diamètre supérieur au diamètre de l'alésage 62, le passage d'un diamètre à l'autre formant une paroi 70 dirigée vers la chambre 30. Entre cette paroi 70 et une collerette 72 formée sur l'extrémité du piston de contrôle 64, est placée une collerette 74 formée sur une douille 76 coaxiale au piston de contrôle 64. L'extrémité de la douille 76 du côté de la chambre 30 forme une pluralité de languettes 78 qui pénètre dans des rainures 80 formées sur une collerette 82 portée par l'écrou 60. La coopération de ces languettes 78 et de ces rainures 80 solidarise en rotation la douille 76 et l'écrou 60 tout en autorisant un déplacement relatif axial entre ces deux pièces. Un troisième alésage 84 d'un diamètre supérieur à l'alésage 68 reçoit en coulissement un élément annulaire 86 maintenu en appui sur le décrochement formé par les deux alésages 68 et84 au moyen d'un ressort 88 gui prend appui sur un circlip ou analogue 90 solidaire du piston 20 à proximité de la chambre 30.Entre l'élément annulaire 86 et la collerette 82 est placée une butée à billes, l'élément annulaire 86et la collerette 82 formant chemin de roulement. Entre le piston de contrôle 64 et l'écrou 60 est placé un embrayage unidirectionnel 92 formé dans le mode de réalisation représenté par un ressort d'embrayage monté sur une portion cylindrique de l'écrou 60 et- dont une extrémité pénètre dans un perçage formé sur le piston de contrôle 64. Le frein qui vient d'être décrit à l'aide de la figure 1 fonctionne de la manière suivante Au repos, les différents éléments du frein occupent les positions représentées. Lorsque le frein est actionné au moyen de la commande mécanique, le levier 34 et l'axe 36 sollicitent la biellette 40 dans une direction générale représentée par la flèche A. La biellette 40 au travers de la rainure 50 pousse la portion épanouie 48 de la vis 46 à l'encontre du ressort 52. Comme la portion cylindrique de la vis peut coulisser par rapport à l'alésage 56 formé dans le moteur de frein, la vis 46 se déplace également dans le sens de la flèche A. Ce mouvement de la vis 46 au moyen de la portion filetée 58 est transmise à l'écrou 60, la rotation de celui-ci étant empêchée par l'embrayage unidirectionnel 92, l'écrou 60 vient en appui sur le piston de contrôle 64 qui par sa collerette 72 au travers de la collerette 74 de la douille 76 sollicite le piston hydraulique 20 au travers de la paroi 70.L'effort de la biellette 40est donc transmis à l'élément de friction 14 et par réaction de cet élément de friction 14 sur le disque 18 apparaît une contre réaction sur l'axe 36 qui entraîne en coulissement l'étrier 10 dans le sens contraire à celui défini par la flèche A ce qui amène l'élément de friction 16 en contact du disque 18. Au relâchement de la commande manuelle les différents élémehts du frein reprennent les positions représentées. Lorsque le frein est actionné au moyen de la commande hydraulique, une pression hydraulique est appliquée dans la chambre 30 de manière à solliciter le piston 20 vers la gauche en se référant à la figure. Si le mouvement du piston 20 par rapport à l'écrou 60 ne dépasse pas le jeu fonctionnel défini entre la butée à billes, la pièce annulaire 90 et la collerette 82, le mouvement du piston 20 n'a aucun effet sur le réglage automatique. Si le mouvement du piston 20 est supérieur au jeu fonctionnel prédéterminé l'écrou 60 est entraîné vers la gauche par le piston 20 au travers de la butée à billes de la pièce annulaire 86 et du ressort 88, lui-même entraîné par le circlip 90 solidaire du piston. La vis 46 étant immobilisée axialement au moyen du ressort 52, l'écrou 60 grâce au pas réversible tourne par rapport à la vis 46 pour pouvoir suivre le mou vement du piston 20, l'embrayage unidirectionnel 92 autorisant cette rotation. Dans cette phase de fonctionnement, la douille 76 est libre de tourner avec l'écrou 60,le piston de contrôle64 n'appliquant pas comme on le verra plus tard la collerette 74 de la douille 76 sur la paroi 70. Si la pression hydraulique est alors relâchée, le joint 24 de façon conventionnelle fait légèrement revenir le piston 20, 1'embrayage unidirectionnel 92 interdisant la rotation de l'écrou 60. Comme à l'application du freinage, l'écrou a tourné en se déplaçant vers la gauche, le dispositif de réglage automatique se trouve donc maintenant dans une nouvelle position décalée vers la gauche et interdit au piston de prendre sa position initiale. Si, par contre, le relâchement du freinage n'intervient pas immédiatement, la pression dans la chambre 30 continue à monter et sous l'effet de cette pression et de l'effort engendré par le piston 20 l'étrier se déforme. I1 est donc nécessaire de bloquer le fonctionnement du réglage avant le début de la déformation mécanique de l'étrier. Lorsque la pression dans la chambre 30 atteint le niveau défini par la section du piston de contrôle 64 et de la résistance au mouvement de ce piston engendré par le joint 66, le piston de contrôle 64 se déplace sous l'effet de cette pression vers la gauche et pince au moyen de sa collerette 72 la collerette 74 de la douille 76 contre la paroi 70 du piston 20. La douille 76 étant alors immobilisée en rotation et axialement par le piston de contrôle 64, toute rotation de l'écrou 60 devient impossible du fait des languettes 78 et des rainures 80. L'écrou 60 étant dans l'impossibilité de tourner ne peut plus suivre le piston 20. L'écrou 60 par l'intermédiaire de la butée à billes et de l'élément annulaire 86 comprime le ressort 88.Le piston 20 se déplace vers la gauche sous l'effet de la pression règnant dans la chambre 30 engendrant des déformations dans l'étrier du fait des efforts mis en jeu sans mettre en oeuvre le réglage automatique, l'effort de pincement engendré par le piston de contrôle et plus précisément par sa collerette 72 sur la collerette 74 de la douille 76 étant supérieur à11.effort du ressort 88. Au relâchement de la pression hydraulique, dans un premier temps, le ressort 88 se détend et amène l'élément annulaire 86 en appui sur l'épaulement situé entre les alésages 84 et 68, l'écrou 60 n'est alors plus soumis à un effort axial transmis par la butée à billes mais reste sans jeu fonctionnel.Dans un deuxième temps, le joint 24 ramène le piston 20 vers la droite de la figure 1 d'une façon conventionnelle et le jeu fonctionnel apparaît maintenant entre l'écrou 60 et la butée à billes. Dans un troisième temps, la pression continuant à décroître, le joint 66 de même que le joint 24 précédemment repousse le piston de contrôle 64 vers la droite libérant ainsi la collerette 74 de la douille 76 qui est de nouveau libre de tourner avec l'écrou 60 si celui-ci est sollicité en rotation. La figure 2 représente une variante de la figure 1 dans laquelle seule l'extrémité du piston de commande hydraulique 20 a été représenté. Sur cette variante, un ressort 94 formé par une rondelle élastique a été placé entre un épaulement 96 formé sur le piston de contrôle 64 et un circlip 98 solidaire du piston 20. Un deuxième circlip 100 placé sur l'extrémité du piston de contrôle 64 limite les déplacements relatifs entre piston 20 et piston de contrBle 64 sous l'effet du ressort 94. Le fonctionnement du frein est identique à celui décrit dans le cadre du premier mode de réalisation à la différence près que le ressort 94 complète l'effort du joint 66 pour s'assurer du déplacement vers la droite du piston 64 lorsque la pression dans la chambre 30 décroît. Il permet également de modifier facilement la pression prédéterminée pour laquelle le réglage automatique est empêché. Comme on le voit de la description qui précède, le dispositif objet de l'invention permet de contrôler le blocage du réglage automatique à partir d'une pression prédéterminée mais également le montage du piston de contrôle dans le montage du piston hydraulique permet un remplacment aisé de l'ensemble pistons aussi bien lorsque l'on souhaite changer la pression prédéterminée que d'adapter un tel système à un frein dépourvu du dispositif de blocage du réglage automatique et celà sans aucune intervention ni sur les; usinages de l'étrier ni sur la vis du réglage automatique. I1 est bien évident que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus et que le mode d'actionnement de la commande mécanique peut être remplacé par toute autre commande engendrant un effort axial sur la vis dans le sens de la flèche A de la figure 1, de même l'embrayage unidirectionnel 92 peut être réalisé autrement que par un ressort d'embrayage et que des dispositifs anti-rotation des pistons 20 et 64 peuvent être rajoutés sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Frein à disque à réglage automatique du type comportant un étrier coulissant (10), un moteur de frein (12) agissant directement sur un premier élément de, friction (14) et par réaction au travers de l'étrier (10) sur un deuxième élément de friction (16), ledit moteur de frein (12) comportant une commande mécanique (32) agissant sur un piston de commande hydraulique (20) au travers d'un dispositif de réglage automatique, ledit dispositf de réglage étant formé par un système vis écrou (46-60) à pas réversible susceptible d'être actionné par le piston hydraulique (20) au-delà d'une course prédéterminée de ce dernier, ledit dispositif de réglage comportant une douille (76) solidaire en rotation dudit écrou (60) et coopérant avec un piston de contrôle (64) immobilisant ladite douille(76) en rotation et en translation lorsque la pression hydraulique agissant sur ledit piston de commande hydraulique (20) atteint une valeur prédéterminée caractérisé en ce que ledit piston de contrôle (64) est reçu à coulissement étanche dans un alésage (62) formé dans ledit piston de commande hydraulique (20). 2. Frein à disque selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit piston de contrôle (64) est susceptible d'immobiliser axialement et angulairement ladite douille(76) par pincement contre une paroi (70) du piston de commande hydraulique (20) lorsque ladite pression prédéterminée est atteinte. 3. Frein à disque selon la revendication 2 caractérisé en ce que un joint d'étanchéité (66) placé entre le piston de contrôle (64) et ledit alésage (62) sollicite axialement ledit piston de contrôle (64) en éloignement de ladite paroi (70). 4. Frein à disque selon la revendication 2 caractérisé en ce que un ressort (94) placé entre le piston de contrôle (64) et le piston hydraulique (20) sollicite axialement ledit piston de contrôle (64) en éloignement de ladite paroi (70). 5. Frein à disque selon l'une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que le piston hydraulique (20), le piston de contrôle (64), la douille (76) et l'écrou (60) forment un ensemble démontable en bloc du moteur de frein (12) et de la vis (46).