Brevet FR2562186A1 — publié le 19851004

La présente invention concerne un frein à disque à garnitures partielles, notamment pour véhicules automobiles, comportant un support fixé à l'essieu du véhicule et un étrier guidé sur ce support par des broches, cet étrier exerçant, au moyen d'un piston agencé dans un alésage, un effort de pression sur des mâchoires agencées des deux côtés d'un disque de frein, la mâchoire située du c8té piston prenant appui directement sur le support du frein, cela par des bras de retenue, et la mâchoire située à l'opposé du piston prenant appui sur l'étrier. Un frein à disque à garnitures partielles de ce type a déjà été décrit dans une demande de brevet antérieure (P3346629). Ce frein à disque à garnitures partielles présente l'inconvénient qu'il peut y avoir, au cours de l'utilisation du véhicule, une usure tangentielle oblique des mâchoires, ce qui est dû notamment aux déformations apparaissant dans le support du frein sous l'effet de la force circonférencielle. La présente invention a donc pour but de réaliser un frein à disque à garnitures partielles du type mentionné au début, mais qui ne présentera plus aucune usure oblique notable, cela sans recourir à une conception compliquée. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que celui des bras de retenue qui, lorsque le véhicule est en marche avant, est situé à la sortie du disque en considérant le sens de rotation de celui-ci, possède une section transversale dimensionnée de façon que sa déformation dans la direction circonférentielle soit inférieure ou égale au jeu d'ajustement existant entre le piston et l'alésage. La force circonférencielle qui, lors du freinage, apparaît sur la mâchoire située côté piston est supportée en totalité par le bras de retenue du support aménagé à la sortie du disque en considérant le sens de rotation de celui-ci. Grâce à cette mesure selon l'invention, on arrive alors de manière simple, grâce au renforcement du bras de retenue du support de frein aménagé côté sortie du disque, à une réduction de la déformation élastique subie par ce bras pendant le freinage, de sorte que le déplacement que la mâchoire située côté piston accomplit dans la direction de rotation du disque décroît. Or, comme la force de serrage que le piston exerce sur la mâchoire lors du freinage provoque une liaisonpar frottement entre ce piston et cette mâchoire, il en résulte que, du fait de la plus faible déformation du bras de retenue situé à la sortie, le piston est moins déplacé dans la direction de rotation du disque. Ce déplacement réduit peut alors être absorbé par le jeu d'ajustement existant entre le piston et l'alésage, de sorte qu'aucune composante de force circonférencielle n'est transmise, par le piston et l'étrier, de la mâchoire à la broche située c8té entrée. Ainsi, seule la force circonférencielle engendrée sur la mâchoire située à l'opposé du piston agit sur la broche. Cet agencement selon l'invention a pour effet de soulager la broche de guidage, de sorte que les forces de flexion appliquées à la broche sont moindres, par conséquent aussi les déformations résultantes, ce qui réduit l'obliquité de positionnement de l'étrier et par conséquent l'usure oblique des mâchoires du frein, conformément au but de l'invention. L'expérience montre qu'environ 80 % des freinages d'un véhicule sont effectués avec des valeurs de décélération inférieures à %. Afin de réduire l'usure oblique de la garniture d'une mâchoire dans ce domaine de fonctionnement, la course de déplacement survenant sur le bras de retenue en présence de ces faibles valeurs de décélération est, selon l'invention, adaptée au jeu d'ajustement entre le piston et l'alésage du cylindre dans l'étrier du frein. Pour des freinages plus forts, une partie de la force peut alors être transmise du piston à l'étrier. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, une vue frontale d'un frein à disque à garnitures partielles; - la figure 2, une vue de dessus du frein selon la figure 1; et - la figure 3, le frein vu en coupe faite le long de la ligne III-III de la figure 1. Le frein à disque à garnitures partielles 1 représenté aux 2562 1 8 6 figures 1 à 3 des dessins est prévu pour être monté sur un véhicule automobile. Il comporte un support de frein 2 pouvant être fixé par boulonnage, ou de toute autre manière, au moyen de trous de montage 3 et 4, à une fusée d'essieu non représentée sur le dessin, à un essieu ou à un autre composant d'une suspension de roue d'un véhicule, cela latéralement à côté d'un disque de frein 5. Le support de frein 2 est formé de deux bras de retenue 6 et 7 qui sont agencés sensiblement selon une configuration en V et qui présentent des trous 8 et 9 à leurs extrémités radiales externes. Le trou 9 ne se trouve pas dans le plan du dessin de lea figure 1. Le trou 8 dans le bras de retenue 6 est aménagé ici dans un saillant 10 dirigé axialement, à l'extrémité externe du bras de retenue 6. Le trou 8 reçoit à coulissement axial une broche 12 agencée sur un étrier 11, comme décrit plus loin. Dans l'autre trou 9 du bras de retenue 7 est fixée une broche de guidage 13 dirigée axialement: pouvant coulisser axialement. Cette broche 13 est montée à force et matée dans le trou 9 du support de frein 2 auquel elle est ainsi liée par frottement et par une liaison mécanique positive. La broche 13 guide l'étrier Il de manière à lui permettre de coulisser dans la région de la partie pont 19. Par suite, la broche de guidage exige des tolérances très réduites. Le système de guidage par broche dans le frein à disque à garnitures partielles 1 peut aussi être agencé de façon que la première extrémité de la broche 12 soit inamoviblement montée dans le trou 8 du support de frein 2 et que l'autre extrémité soit guidée à coulissement axial dans le trou 14 de l'étrier 11. L'étrier 11 est réalisé sensiblement en forme de cadre et présente une première jambe 15 dirigée radialement qui constitue un cylindre de frein 16, lequel reçoit un piston de frein 18 coulissant axialement dans un alésage cylindrique 17. A la jambe 15 succède une partie pont 19 qui chevauche le pourtour extérieur du disque de frein 5. De son autre côté, la partie pont 19 est suivie d'une autre jambe 20 dirigée radialement vers le centre du frein. L'extrémité libre de la broche 12 comporte une rainure 22 en forme de spirale, pour la lubrification. Le dimensionnement relatif des diamètres de la broche 12 et du trou 8 est ici choisi de façon que la broche 12 forme, avec le trou 8, un appui fixe. La partie pont 19 présente en son milieu une ouverture 23 traversée par des broches de retenue 24,25 fixées et guidées dans les deux jambes 15,20, et les mâchoires 26,27 du frein sont reçues dans cette ouverture au moyen des broches de retenue 24 et 25. La mâchoire de frein 26 s'appuie directement sur les surfaces terminales 28,29 d u support de frein 2. La mâchoire 27 ne prend appui que sur les surfaces terminales 30 et 31 de la jambe 20 de l'étrier 11. Les mâchoires 26 et 27 sont supportées, sans possibilité de vibration, par l'intermédiaire de ressorts 32 et 33 prenant appui sur les broches de retenue 24 et 25. Un raccord de pression 35 muni d'un filetage 34 pour une conduite de pression non représentée sert 'à l'amenée de pression hydraulique. Une vis de purge 38 sert à purger de son air le système hydraulique du frein à disque 1. Le mode de fonctionnement de l'invention est expliqué plus en détail dans ce qui suit, en se reportant aux dessins. Le sens de rotation du disque 5 du frein lorsque le véhicule est en marche avant correspond à la direction circonférencielle U aux figures 1 et 2. Lors de l'initialisation d'un freinage, c'est-à-dire lors de l'application de pression au piston 18 du frein, ce piston 18 se déplace vers la gauche en considérant la figure 3. La mâchoire de frein 26 est alors directement poussée contre le disque 5 du frein, par le piston 18. Sous l'effet de la force de réaction agissant sur l'étrier ll et provoquant à son tour un déplacement de l'étrier ll vers la droite, sur les broches 12 et 13, la mâchoire 27 est également poussée contre le disque 5. Sous l'effet de la force de frottement engendrée entre les mâchoires 26 et 27 et le disque 5 en rotation, cette force de frottement étant due à la force de serrage fournie par le piston 18, il y a production d'une force circonférencielle ayant pour effet que le mâchoire 26 vient en butée contre la surface terminale 29 du support 2 du frein et que la mâchoire 27 vient en butée contre la surface terminale 31 de l'étrier 11 du frein. La force circonférencielle appliquée à la surface terminale 29 est directement transmise du support 2 du frein à la fusée d'essieu du véhicule. La force circonférencielle appliquée à la surface terminale 31 est transmise, via les parties pont 19 à la jambe 15 de l'étrier 11 du frein. De cette jambe 15, la force circonférencielle est alors transmise, via la paroi du trou 14, à la broche 12. La broche 12 retransmet la force circonférencielle, par la paroi du trou 8, au support de frein 2. De là, la force est également transmise à la fusée d'essieu. La force de serrage engendrée en fonction de la pression hydraulique du piston 18 du frein a pour effet d'établir, entre le piston 18 et la mâchoire 26 du frein, une liaison par frottement correspondant à l'ampleur de la force de serrage. Ceci étant, si la force circonférencielle U se produisant à la face terminale 29 est d'une importance telle que le bras de retenue 7 se déforme élastiquement dans la direction circonférencielle U, la mâchoire 26 doit alors accomplir également ce trajet, du fait de la déformation. Comme, du fait de la force de serrage, il y a toutefois aussi une liaison de frottement entre le piston 18 et la mâchoire 26 du frein, ainsi que déjà décrit, le piston 18 du frein suit le mouvement de la mâchoire 26. Ceci étant, si la déformation du bras de retenue 7 est inférieure au jeu d'ajustement entre le piston 18 et l'alésage cylindrique 17, il n'y a alors, selon l'invention, aucune transmission de force circonférencielle à l'étrier 11 par le piston 18 du frein, puisque la force circonférencielle appliquée à la mâchoire 26 du frein est alors transmise en totalité, par la surface terminale 29, au support de frein 2. Il en résulte que la broche 2 ne doit transmettre au support 2 du frein que la force circonférencielle appliquée à la mâchoire 27. De cette charge réduite de la broche 12, il résulte que, pour des dimensions égales, les forces de flexion inadmissiblement grandes, donc les déformations indésirables de la broche 12, sont évitées. En outre, tout coincement de la broche 12 est évité, de sorte que l'étrier 11 peut plus facilement glisser dans le trou 8 du support 2 du frein. Toutefois, comme l'importance du positionnement oblique de l'étrier 11 du frein dépend essentiellement de la broche 12, un renforcement de la matière du bras de retenue 7 réduit la sollicitation en flexion de la broche 12. La réduction de la déformation de flexion de la broche 12 qui apparaît alors a également pour conséquence une réduction de l'obliquité de positionnement de l'étrier 11 par rapport aux surfaces de frottement 36 et 37 du disque 5. Comme, là encore, la position de montage des mâchoires 26 et 27 dépend essentiellement de la position de montage de l'étrier 11, il en résulte que, pendant un freinage, les mâchoires 26 et 27 se présentent elles aussi constamment parallèlement aux surfaces de frottement 36 et 37 du disque 5, de sorte que l'obliquité de l'usure tangentielle est réduite. Il est bien évident que la description. qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATION: 1. Frein à disque à garnitures partielles, notamment-pour véhicules automobiles, comportant un support fixé à l'essieu du véhicule et un étrier guidé sur ce support par des broches, cet étrier exerçant, au moyen d'un piston agencé dans un alésage, un effort de pression sur des mâchoires agencées des deux c8tés d'un disque de frein, la mâchoire située du côté piston prenant appui directement sur le support du frein, cela par des bras de retenue, et la mâchoire située à l'opposé du piston prenant appui sur l'étrier, caractérisé en ce que celui (7) des bras de retenue qui, lorsque le véhicule est en marche avant, est situé à la sortie du disque en considérant le sens de rotation de celui-ci, possède une section transversale dimensionnée de façon que sa déformation dans la direction circonférencielle (U) soit inférieure ou égale au -jeu d'ajustement existant entre le pisteon (18) et l'alésage (17).