Brevet FR2564925A1 — publié le 19851129

- i- 2542 FRELN A DISQUE A REGLAGE AUTOMATIQUE L'invention se rapporte h un frein à disque pour véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un frein à disque du ty- pe à étrier coulissant comportant un moteur de frein susceptible d'être ac- tionné indépendamment soit par une pression de fluide soit par une comman- de 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 ma- nière à ce que la course de cette commande n'évolue pas en fonction de l'usu- re des éléments de friction. De nombreuses solutions ont été proposées pour résoudre ce problème. Néanmoins ces systèmes présentent généralement l'in- convénient d'assurer un réglage quelque soit la cause qui ait provoqué l'ac- tionnement de ce réglage automatique. Ce type de dispositif se met en oeu- vre 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 im- pose d'avoir une course morte ne faisant pas intervenir le réglage automa- tique,relativement importante et de l'ordre de la déformation constatée sur l'étrier lors de son actionnement. La demanderesse a proposé une solution à ce problème dans le deman- de de brevet français 82-21683 dahs laquelle est décrit un frein à disque du type ci-desus dans lequel le réglage automatique est neutralisé à l'aide d'un piston de contrôle annulaire lorsque la pression hydraulique agissant sur le piston de commande hydraulique atteint une valeur prédéterminée. Tout en résolvant le problème du surréglage le dispositif décrit dans le demande de brevet citée ci-dessus présente l'inconvénient d'une re- mise à zéro difficile du système de réglage automatique, en particulier lors du remplacement des éléments de friction. En effet, la remise à zéro peut être soit effectuée par rotation du piston de commande hydraulique avec le risque de détérioration du joint d'étanchéité 40 et du capuchon de protec- tion 42 et ceci à condition d'avoir accès au piston soit alors par un dis- positif qui mettrait en rotation l'écrou du réglage automatique mais ceci impose d'avoir ce dispositif soumis à la pression hydraulique susceptible - 2 - 2564925 de régner dans la chambre hydraulique du frein avec les inconvénients d'avoir à assurer une étanchéité supplémentaire sur un organe de sécurité avec tous les risques de mauvais remontage de cette étanchéité après mi- se en oeuvre du dispositif de remise à zéro. L'invention a pour but de proposer un frein à disque du type décrit cidessus 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 automa- tique du type comportant un étrier monté coulissant sur un support fixe au moyen d'au moins une colonnette axiale, un moteur de frein agissant di- rectement sur un premier élément de friction et par réaction au travers de l'étrier sur un second élément de friction, ledit moteur de frein compor- tant une commande mécanique agissant sur un piston de commande hydraulique au travers d'un dispositif de réglage automatique, ledit dispositif de ré- glage étant formé par un système Ivis-écrou à pas réversibles susceptible d'être actionné par ledit piston hydraulique au-delà d'une course prédé- terminée de ce dernier, ledit dispositif de réglage comportant une douille solidaire en rotation avec ledit écrou et coopérant avec un piston de con- trôle annulaire susceptible de se déplacer de façon étanche par rapport à ladite vis et par rapport audit moteur de frein, ledit piston de contrô- le immobilisant ladite douille en rotation et en translation lorsque la pression hydraulique agissant sur la piston de commande hydraulique atteint une valeur prédéterminée caractérisé en ce que ledit système visécrou est placé entre ladite commande mécanique et le piston de contrôle et en ce que le moteur de frein comporte un dispositif de remise manuelle à zéro suscep- tible d'agir sur l'écrou du système vis-écrou pour remettre à zéro le dis- positif de réglage automatique. On comprend que grâce à une telle structure, l'ensemble du dispositif de eéglage automatique est situé en dehors de la chambre de pression hydraulique de commande à l'exception du piston annulaire de contrôle qui y pénètre partiellement, il est alors aisé d'adapter un dispositif de re- mise à zéro sur le dispositif de réglage automatique celui-ci ne voyant pas la pression de freinage. On éVite ainsi tous les risques de mauvais montage et toute fuite hydraulique dos au dispositif de remise à zéro. D'autres caractéristiques et avantages du frein à disque, objet de la présente invention, apparaîtront à la lecture de la description détail- lée de deux modes de réalisation en se référant aux dessins annexés dans lesquels: _ 3 - 2564925 - La Figure 1 est une vue de dessus d'un frein disque réalisé conformé- ment aux enseignements de la présente invention; - La Figure 2 est une vue partielle agrandie selon la ligne II-II de la Figure 1; - La Figure 3 est une vue similaire à la Figure 2 du second mode de réali- sation de l'invention; et - La Figure 4 est une coupe partielle selon la ligne-IV-IV de la Figure 3. Le frein à disque représenté sur les Figures 1 et 2 comprend un étrier mobile 10 monté coulissant sur un organe ou support fixe 12 au moyen de deux colonnettes 14 et 16 s'étendant parallèlement à l'axe de rotation du disque tournant 18. Dans le mode de réalisation représenté et comme le montre plus particulièrement la Figure 1, les colonnettes axiales 14 et 16, solidaires de l'étrier 10 au moyen de perçages 20 et de goupilles 22, pas- sent dans des alésages 24 formés dans le support fixe 12 et sont suscepti- bles de coulisser par rapport à ces alésages 24 et donc par rapport au support fixe 12. Un premier élément de friction 26 est monté dans une ou- verture 28 formée dans le support fixe 12, cette ouverture 28 assurant l'an- crage et le coulissement de l'élément de friction 26. Un deuxième élément de friction 30 est fixé sur l'étrier 10 au moyen de deux vis 32 qui assu- rent l'ancrage de l'élément de friction 30 sur l'étrier 10. En outre, l'é- trier 10 est équipé d'un moteur de frein 34 comportant une commande hydrau- lique et une commande mécanique comme on le verra plus précisément sur la Figure 2. D'une façon conventionnelle, la commande hydraulique est assurée par un piston de commande hydraulique 36 monté coulissant dans un alésage 38 formé dans le moteur de frein 34. L'étanchéité entre le piston 36 et l'a- lésage 38 est assurée par un joint 40, le piston étant par ailleurs pro- tégé par un capuchon de piston 42. Le piston 36 et une paroi 44 de fond de l'alésage 38 définissent une chambre 46 susceptible d'être reliée à une source de pression (non représentée) comme par exemple le maitre- cylindre du véhicule. La commande mécanique est assurée au moyen d'un levier 48 suscep- tible d'être relié à un câble ou analogue (non représenté) solidaire d'un axe 50 dans lequel est formée une rainure 52 recevant une biellette allon- gée 54. L'axe 50 et la biellette allongée 54 sont logés dans un alésage borgne 56 formé dans le moteur de frein 34, la partie ouverte de l'alésage est pourvue d'un obturateur 58 vissé dans le mode de réalisation représenté. L'alésage 56 reçoit également un poussoir 60 dont l'extrémité du côté de l'axe 50 présente une rainure 62 qui coopère avec la biellette 54. L@ pous- soir 60, l'alésage 56 et la paroi 44 définissent une chambre intermédiaire 64 dans laquelle est logé un dispositif de réglage automatique désigné dans son ensemble par la référence 66. Le réglage automatique 66 comporte une vis à pas réversible 68 sur laquelle est monté un écrou 70 qui porte sur son extrémité opposée à la paroi 44 une portion en cone 72 susceptible de coopérer avec une portion en cône 74 formée dans le poussoir 60. La vis 68 comporte une portion cylindrique 76 dans laquelle est formée une gorge com- portant un joint 78. Ce joint 78 et la partie cylindrique 76 sont suscep- tibles de coulisser par rapport à un piston annulaire 80 monté dans un alé- sage 82 de la paroi 44. Un joint 84 est monté dans l'alésage 82 de manière à rendre étanche le coulissement éventuel du piston 80 par rapport à l'alé- sage 82. La portion cylindrique 76 se prolonge en direction du piston 36 par une portion filetée 86 permettant de solidariser la vis 68 au piston de commande 36. AU niveau de la portion cOnique 72, l'écrou 70 porte un che- min de roulement 88 faisant face à la paroi 44, ce chemin de roulement 88 est susceptible de coopérer avec une butée axiale à bille 90 placée en vis à vis d'un élément annulaire 92 formant un deuxième chemin de roule- ment, cet élément 92 est susceptible de coulisser dans l'alésage 56 du moteur de frein 34. Cet élément annulaire 92 est appliqué sur un prolon- gement 94 du poussoir 60 au moyen d'un ressort de rappel 96 lui-même en ap- pui sur une portion annulaire 98 Solidaire du moteur de frein 34. Lorsque l'élément dnnulaire 92 est en appui sur le prolongement 94, et que la por- tion en cône 72 est en appui sur la portion en cône 74, on prévoit un jeu entre la butée à bille 90 et l'élément annulaire 92 de manière à définir le jeu fonctionnel du frein. L'écrou 70 porte sur son extrémité proche de la paroi 44 et sur la surface extérieure de celui-ci une pluralité de rai- nures 100-dans lesquelles soht montées des saillies 102 formées sur la sur- face intérieure d'une douille 104, susceptible de coulisser par rapport à l'écrou 70 mais solidaire en rotation avec celui-ci. La douille 104 est guidée par son diamètre extérieure dans une portion de l'alésage 56, permettant à cette douille 104 de coulisser ou de tourner par rapport au moteur de frein 34. Une collerette 106 solidaire du piston de contrôle 80 est placée entre la paroi 44 et une surface frontale 108 de la douille 104. Au repos, lorsque la collerette 106 est en appui sur la paroi 44, il est prévu un jeu axial entre la douille 104 et la portion annulaire solidaire du moteur de frein 98. Le piston de contrôle 80 porte à son extrémité dé- bouchant dans la chambre 46 une portion épanouie ou collerette solidaire dudit piston 80 et sur laquelle vient en appui un ressort de contrôle 112 lui-même prenant appui sur la paroi 44. Le moteur de frein 34 comporte un dispositif de remise à zéro du réglage automatique désigné dans son ensemble par là référence 114. Ce dispositif 114 comporte une tige de manoeuvre 116 dont une extrémité 118 porte une denture 120 susceptible de coopérer avec une autre denture 122 portée par l'extrémité adjacente de l'écrou 70, La tige de manoeuvre 116 porte à son autre extrémité une tête de manoeuvre permettant de tourner celle-ci au moyen d'un tourne-vis par exemple. La tête de manoeuvre por- te une collerette sur laquelle vient en appui un ressort de rappel 124 qui prend lui-même appui sur le poussoir 60 au niveau d'un orifice 126 for- mé dans ledit poussoir 60 et qui permet le guidage de la tige de manoeuvre 116. Un bouchon 126 vissé dans le moteur de frein 34 assure l'accès après son démontage à la tige de manoeuvre 116. Comme la tige de manoeuvre 116 est susceptible de se déplacer avec le poussoir 60 on prévoit un jeu axial important entre la tige de manoeuvre 116 et les parois latérales d'une ouverture 128 destinée à l'accès à la tige 116 et au montage du bouchon 126. En se reportant aux Figures 3 et 4 sur lesquelles on a représenté un deuxième mode de réalisation, on conservera les mêmes références pour les pièces ayant les mêmes fonctions. Dans ce mode de réalisation, la seule différence réside dans la lo- calisation du dispositif de remise à zéro qui dans ce mode de réalisation coopère non pas avec l'écrou comme dans le premier mode de réalisation mais avec la douille 104 qui porte elle l'autre denture 122 et permet la rota- tion de l'écrou 70 au travers des rainures 100 et des saillies 102. Le res- te du moteur de frein étant similaire au premier mode de réalisation ne sera pas décrit davantage. En ce qui concerne le fonctionnement des freins qui viennent d'être décrits on se reportera à la description qui a été faite dans la demande de brevet déposée par la demanderesse et référencée ci-dessus. On notera cependant que grâce aux joints 78 et 84 la chambre inter- médiaire 64 n'est pas soumise à la pression de freinage hydraulique suscep- tible d'apparaltre dans la chambre 46 et que en conséquence le dispositif de remise à zéro 114 n'est jamais soumis à la pression hydraulique de frei- nage et ne nécessite aucune précaution particulière. La mise en oeuvre du dispositif de remise à zéro se fait de la maniè- re suivante: Après avoir déposé le bouchon 126 à l'aide d'un tourne-vis une poussée est exercée sur la tige de manoeuvre 116 h l'encontre du ressort de rappel 124 de manière à ce que la denture 120 de ladite tige de manoeuvre coopère avec la denture 122 portée par l'écrou 70 dans le premier mode de réalisation et par la douille 104 dans le deuxième mode de réalisation. Une rotation du tourne-vis et donc de la tige de manoeuvre entraîne directement dans le - 6 -2564925 premier mode de réalisation et au travers de la douille 104 dans le deu- xième mode de réalisation la rotation de l'écrou 70 et donc permet le dé- placement relatif entre la vis 68 et l'écrou 70 ce qui permet de procéder à la remise à zéro du réglage automatique et donc de ramener le piston 36 dans sa position initiale. Comme on le voit de ce qui précède, le dispositif objet de l'invention permet d'incorporer un dispositif de remise à zéro du ré- glage automatique sans que celui-ci soit soumis à la pression hydraulique de freinage et par conséquent assure la fiabilité du système et empêche tout risque de mauvais montage. Par ailleurs, le ressort de rappel de la tige de manoeuvre assure le désengagement des dentures et donc permet de ne pas perturber le fonctionnement normal du réglage automatique. Il est bien évident qu',on veillera à remettre le bouchon 126 afin de préserver le réglage automatique de toute pollution extérieure. Il est bien évident que l'invention n'est pas limitée au mode de réa- lisation décrit, en particulier les deux surfaces c niques peuvent être remplacées par tout autre embrayage sans sortir de cadre de la présente invention, de même le jeu fonctionnel du frein peut être localisé au niveau de la liaison entre vis et piston de commande, la butée à bille 90 étant alors montée sans jeu par rapport à ses chemins de roulement, le prolongement 94 du poussoir devenant de plus inutile. - 7 2564925 REVENDICATIONS 1. Frein à disque à réglage automatique du type comportant un étrier (10) monté coulissant sur un support fixe (12) au moyen d'au moins une colonnette axiale (14,16), un moteur de frein (4) agissant directe- ment sur un premier élément de friction (26) et par réaction au travers de l'étrier sur un second élément de friction (30), ledit moteur de frein (34) comportant une commande mécanique (48-50-60) agissant sur un piston de commande hydraulique (36) au travers d'un dispositif de réglage auto- matique (66), ledit dispositif de réglage (66) étant formé par un système vis-écrou (68-70) à pas reversible susceptible d'être actionné par ledit piston hydraulique (36) au-delà d'une course prédéterminée de ce dernier, ledit dispositif de réglage (66) comportant une douille (104) solidaire en rotation avec ledit écrou (70) et coopérant avec un piston de contrôle annulaire (80) susceptible de se déplacer de façon étanche par rapport à ladite vis (68) et par rapport au moteur de frein (34) ledit piston de con- trôle (80) immobilisant ladite douille (104) en rotation et en translation lorsque la pression hydraulique agissant sur le piston de commande hydrau- lique (36) atteint une valeur prédéterminée, caractérisé en ce que ledit système vis-écrou (68-70) est placé entre ladite commande mécanique (4850- 60) et le pistpn de contrôle (80) et en ce que le moteur de frein (34) com- porte un dispositif de remise manuelle à zéro(1145 susceptible d'agir sur l'écrou (70) du système vis-écrou (68-70) pour remettre à zéro le dispo- sitif de réglage automatique (66). 2. Frein à disque selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit piston de contrôle (80) sépare de façon étanche une chambre de com- mande (46) dans laquelle est admise la pression hydraulique d'une chambre intermédiaire (64) dans laquelle est logé le système vis-écrou (68-70). 3. Frein à disque selon la revendication 2 caractérisé en ce que la- dite douille (104) présente à une de ses extrémités au moins une surface frontale (108) susceptible de coopérer axialement avec une portion fron- tale de collerette (106) portée par ledit piston de contrôle (80). 4. Frein à disque selon la revendication 3 caractérisé en ce que la- dite douille (104) est susceptible d'être immobilisée en translation et en rotation par pincement entre ledit piston de contrôle (80) et une portion annulaire (98) solidaire du moteur de frein (34) lorsque ladite pression prédéterminée est atteinte. 5. Frein à disque selon la revendication 4 caractêrie6 en ce que ledit écrou (70) est maintenu dans une première position mu moyon dun res- sort de rappel (96) lorsque la commande mécanique n'est pas actionnée, le- dit écrou (70) étant susceptible de se déplacer à l'encontre dudit ressort (96)' lors de l'actionnement de la commance mécanique, en ce que ledit écrou (70) comporte une portion cônique (72) susceptible de coopérer avec une autre portion cOnique (74) porté par la commande mécanique (60), ledit écrou (70) comportant un chemin de roulement (88) pour une butée axiale à bille (90) montée entre ledit chemin de roulement (88) et un deuxième chemin de roulement.forn par un élément annulaire (92) susceptible de coulisser par rapport au moteur de frein (34) à l'encontre dudit ressort de rappel (96) lorsque apparaît un mouvement relatif entre ledit écrou(70) et ledit moteur de frein (34) supérieur à un jeu axial prédéterminé et en ce que ladite vis (68) est solidaire dudit piston de commande (36). 6. Frein à disque selon l'une des revendications précédentes carac- térisé en ce que ledit dispositif de remise à zéro (114) comporte une den- ture (120) portée par une tige de manoeuvre (116) susceptible d'être engagée dans une autre denture (122) portée par ledit écrou (70) à l'encontre d'un ressort de rappel (124),1a remise à zéro se faisant par rotation manuelle de la tige de manoeuvre (116) et donc de l'écrou (70). 7. Frein à disque selon l'une des revendications 1 à 5 caractéri- sé en ce que ledit dispositif de remise à zéro (114) comporte une denture - (120) portée par une tige de manoeuvre (116) susceptible d'être engagée dans une autre denture (122) portée par ladite douille (104) à l'encontre d'un ressort de rappel (124) la remise à zéro se faisant par rotation ma- nuelle de la tige de manoeuvre (116) et donc de l'écrou (70) au travers de. ladite douille (104). 8. Frein à disque selon l'une des revendications 6 ou 7 caractéri- sé en ce que la tige de manoeuvre (116) est partiellement logée dans la chambre intermédiaire (64) libre de toute pression hydraulique et en ce que un bouchon ( 126) monté sur la moteur de frein (34) donne accès, après dé- montage, à ladite tige de manoeuvre (116). 9. Frein à disque selon la revendication 8 caractérisé en ce que la tige de manoeuvre (116) s'étend perpendiculairement à l'axe du moteur de frein (34). 10. Frein à disque selon l'une des revendications précédentes carac- térisé en ce que le piston de contrôle douille (104) lorsque ladite pression prédéterminée n'est pas atteinte.