Brevet FR2574885A1 — publié le 19860620

-1- 2574885 La présente invention concerne un dispositif de réglage pour frein à disque, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un élément de poussée réglable en longueur comportant une broche de réglage et un écrou de réglage coopérant ensemble par l'intermédiaire d'un filet autobloquant, un élément d'actionnement rotatif, un dispo- sitif permettant de transformer un mouvement de rotation en un mouve- ment axial, une pièce à mouvement axial de ce dispositif agissant sur l'élément de poussée réglable en longueur pour l'amener axialement en appui contre un élément d'actionnement de frein, un dispositif d'en- trainement rotatif coopérant avec l'élément d'actionnement par l'in- termédiaire d'un dispositif d'accouplement de course morte, et un dispositif d'accouplement unidirectionnel, en particulier un disposi- tif d'accouplement à roue libre, permettant de transmettre la rota- tion du dispositif d'entraînement à la pièce mobile de l'élément de poussée. Un dispositif de réglage de ce type, permettant la compensa- tion automatique du jeu dû à l'usure des garnitures de frein, est dé- crit dans la demande de brevet allemand n 2.507.012. Dans ce dispo- sitif, il est prévu, à l'intérieur d'un bottier faisant partie d'un étrier de frein, une douille en deux parties conçue sous la forme d'une douille hélicoïdale cylindrique et logée dans un alésage du bottier. L'une des parties de la douille est fixée au bottier à l'ai- de d'un boulon d'ancrage placé dans une paroi arrière du bottier et la seconde partie de la douille est réglable dans le sens axial par rapport à la première en raison de la configuration hélicoïdale com- plémentaire des deux extrémités se faisant face des deux parties de la douille. Un roulement à rouleaux en deux pièces est prévu entre les deux parties de la douille. Un talon de tête partant radialement de la partie de douille réglable traverse la paroi latérale du boi- tier. Le talon de tête est relié à un dispositif d'actionnement par l'intermédiaire d'une tringlerie de liaison. En déplaçant le talon de tête dans le sens circonférentiel, la partie de douille réglable peut être tournée par rapport à l'autre partie de douille et, en raison de la configuration hélicoïdale des extrémités se faisant face des par- ties de douille, elle est elle-même réglée dans le sens axial sur et - 2- 2574885 par rapport à la partie de douille fixe, ce qui permet d'appliquer les garnitures de frein contre les faces avant opposées d'un disque de frein. A cet effet, l'extrémité avant de la partie de douille ré- glable agit, par l'intermédiaire d'un roulement à rouleaux, sur un ensemble d'élément de poussée comportant deux pièces (broche de ré- glage et écrou de réglage) placées sur un même axe. La broche de ré- glage est vissée dans l'écrou de réglage et, étant immobilisée en rotation, elle peut pousser une garniture de frein contre un disque de frein. Le dispositif connu comporte également une douille de com- mande qui est placée entre la douille en deux parties et l'écrou de réglage et qui est reliée à celui-ci par l'intermédiaire d'un dispo- sitif d'accouplement unidirectionnel. Dans une bride extrême radiale de l'élément de commande sont prévues des encoches orientées axiale- ment entre lesquelles sont ménagés des espaces dans le sens circonfé- rentiel. Un élément d'entraînement fixé à la partie de douille rota-. tive est logé dans l'une de ces encoches. Si, lors de l'actionnement du frein, la rotation de la partie de douille n'est pas suffisante pour que l'élément d'entraînement parcoure toute la course de réglage permise par une encoche, il ne se produit aucun ré- glage. Cependant, lorsque les garnitures de friction sont usées, l'é- lément d'entraînement est appliqué contre l'un des côtés de l'encoche et, par l'intermédiaire du dispositif d'accouplement unidirectionnel, fait tourner l'élément de commande par rapport à la pièce extérieure de l'ensemble d'élément de poussée. Lorsque le frein est relâché, le ressort de rappel prévu dans le dispositif d'actionnement amine l'é- lément d'entraînement contre l'autre c8té de l'encoche et fait tour- ner l'élément de commande avec la pièce extérieure de l'ensemble d'é- lément de poussée. Cette rotation se traduit par un allongement de la longueur efficace de l'ensemble d'élément de poussée car la broche de réglage est immobilisée dans le sens axial, étant donné qu'elle est, par exemple, en appui contre une garniture de frein. Dans ce dispositif connu, il est nécessaire de prévoir un dispositif spécial pour ramener le dispositif de réglage en position initiale, cette opération étant indispensable, par exemple, pour - 3 - 2574885 changer les garnitures de frein. A cet effet, l'élément de commande, qui est lié en rotation par rapport à l'élément d'actionnement lors - du fonctionnement normal, coulisse axialement, de sorte qu'après un déplacement axial de l'élément de commande, la cheville d'entraine- ment assurant la liaison en rotation s'engage dans une rainure circonférentielle, ce qui permet à l'élément de commande de tourner par rapport à l'élément d'actionnement. L'écrou de réglage peut ainsi être tourné dans le sens de rappel, ce qui est impossible, en fonc- tionnement normal, en raison du dispositif d'accouplement unidirec- tionnel et du fait que l'élément de commande et l'élément d'actionne- ment sont liés en rotation l'un à l'autre. Etant donné que l'élément de commande coulisse axialement a l'encontre de la force d'un res- sort, il est nécessaire d'appliquer simultanément une force axiale et un mouvement de rotation pour rappeler le dispositif de réglage, ce qui rend l'opération de rappel relativement compliquée. La présente invention a donc pour but de fournir un disposi- tif de réglage du type indiqué précédemment, dans lequel l'opération de retour en position initiale est simplifiée. En outre, le disposi- tif de réglage conforme à l'invention permet d'éliminer l'influence- défavorable de l'élasticité de la partie d'étrier formant pont et des garnitures. Conformément à la présente invention, ce but est atteint en ce qu'entre le dispositif d'accouplement unidirectionnel et l'élément de poussée est prévu un dispositif d'accouplement à friction qui transmet des couples, jusqu'à une valeur définie, à l'élément de poussée, et qui, au-delà de cette valeur de couple, est inopérant. On obtient ainsi un dispositif de réglage dans lequel le mouvement de rotation nécessaire au réglage est transmis dans le sens du serrage, par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement unidirectionnel bloqué et d'un dispositif d'accouplement a friction, à une broche fi- letée, de manière que le réglage s'opère pendant le serrage du frein. Lors de l'établissement de la force de serrage, il se produit, dans le filet de l'élément de poussée, un couple de friction qui excède celui du dispositif d'accouplement et sous l'effet duquel le disposi- tif d'accouplement a friction glisse et ne continue pas de transmet- tre le mouvement de rotation induit. L'opération de réglage est donc transposée dans la plage d'application du frein avant le début de l'allongement, ce quf empêche le réglage de la course d'allongement. Lorsque les garnitures doivent Etre changées, la broche filetie peut alors être rappelée simplement en tournant la broche de réglage. Conformément à des modes de réalisation avantageux de la présente invention, l'élEment d'accouplement du dispositif d'accou- plement à friction peut être conçu sous la forme d'un cône de fric- tion ou peut présenter une surface de friction plane si les couples de friction à transmettre sont réduits. De mani&re appropriée, il est prévu un ressort, en particu- lier une rondelle I ressort 'Belleville', pour appliquer la force d'accouplement dans le sens axial, ce ressort étant conçu pour at- teindre le couple de friction nécessaire du dispositif d'accouplement à friction. Dans un perfectionnement de la présente invention, un arbre est prévu pour transmettre le mouvement de rotation de l'élément d'actionnement a la pièce rotative de l'élément de poussée par l'in- termédiaire des dispositifs d'accouplement, la broche de réglage étant creuse et liée en rotation I cet arbre par rapport auquel elle peut coulisser axialement. De manière très appropriée, cet arbre peut comporter une portion de palier sur laquelle tourne une douille rota- tive faisant partie du dispositif d'entratnement. Pour faciliter la transmission du mouvement de rotation de l'élément d'actionnement à cette douille, celle-ci comporte avanta- geusement une portion de bride qui s'étend radialement et dans la- quelle est pratiquée un évidement recevant une cheville, ou un moyen équivalent, fixée à l'éliment d'actionnement. En loccurence, les di- mensions de cet évidement dans le sens circonfirentiel sont calculées de façon que l'élément d'actionnement puisse tourner suffisamment pour que le dispositif assurant la conversion d'un mouvement de rota- tion en un mouvement axial se déplace vers l'avant en conformito avec la course normale d'application et d'usure du frein, sans pour autant entratner une rotation de la douille ni donc une opération de ré- glage. -- 5 2574885 Conformément à la présente invention, le dispositif d'accou- plement à roue libre est placé sur la douille pour obtenir un agence- ment très compact. Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, il est prévu que la pièce d'accouplement est liée en rotation à la pièce ro- tative de l'élément de poussée. A cet effet, elle est placée sur l'arbre de manière appropriée. Une cage entourant le dispositif d'accouplement à roue libre peut être prévue pour immobiliser l'élément d'accouplement dans le sens axial. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les dispo- sitifs d'accouplement sont placés dans un évidement de l'élément d'actionnement pour obtenir une conception aussi courte que possible. Les différents objets et caractéristiques de l'invention se- ront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant à la figure annexée. La seule et unique figure représente une coupe longitudinale d'une partie d'un bottier de frein à disque 1 dans lequel est logé un dispositif d'actionnement muni d'un dispositif de réglage destiné à un piston de frein 2. Le piston de frein 2, conçu sous la forme d'un pot, coulisse axialement dans un alésage axial 3 du bottier de frein 1, le fond 4 du piston de frein 2 faisant face à un élément intermé- diaire 5 contre lequel il est appliqué. L'élément intermédiaire 5 est, quant à lui, appliqué contre la plaque arrière 6 d'une garniture de frein 7, de sorte que, lorsque le piston de frein 2 coulisse axia- lement, la garniture de frein 7 est elle aussi déplacée dans le sens axial, au moyen de l'élément intermédiaire 5 pour être poussée contre un disque de frein (non représenté sur la figure). Lorsque la garni- ture de frein 7 est appliquée contre le disque de frein, il se pro- duit une force de réaction qui déplace le bottier de frein 1 dans la direction opposée, une branche (non représentée) du bottier de frein 1 poussant alors une garniture de frein (non représentée sur la figu- re), prévue de l'autre c8té du disque de frein, contre cet autre cô- té du disque de frein. Pour éviter l'intrusion de saletés dans l'alé- sage 3, il est prévu un capuchon protecteur-8 qui est logé dans des - 6- 2574885 gorges du bottier de frein 1 et du piston de frein 2. Dans le bottier de frein 1 est vissée une cheville 9 qui s'étend radialement dans un évidement axial 10 du piston de frein 2, celui-ci étant ainsi lié en rotation avec le bottier de frein 1. Pour actionner le frein, un élément d'actionnement 12 est monté tournant dans un alésage 11 de l'extrémité du bottier de frein 1. L'élément d'actionnement 12 comprend une portion de roulement cy- lindrique 13 et un levier d'actionnement 14. Cette portion de roule- ment cylindrique 13 traverse l'alésage 11 et aboutit dans l'alésage 3 o sa face avant est appliquée contre un dispositif 15 servant à con- vertir le mouvement de rotation de l'élément d'actionnement 12 en un mouvement axial. En l'occurence, ce dispositif 15 est constitué d'une rampe à rouleaux comprenant deux pièces de rampe 16, 17 entre les- quelles sont placés des rouleaux 18. La pièce de rampe 16 faisant fa- ce à l'élément d'actionnement 12 est liée en rotation à celui-ci au moyen de vis 19, ce qui a pour conséquence que tout mouvement de ro- tation de cet élément d'actionnement 12 provoque directement une ro- tation de la pièce de rampe 16. L'autre pièce de rampe 17 est immobi- lisée en rotation par la cheville 9qui s'engage dans un évidement correspondant 20 de cette pièce de rampe 17. Cet évidement 20 est orienté axialement, de sorte que la pièce de rampe 17 peut effectuer un mouvement axial, mais non rotatif. Un roulement à rouleaux 22 est logé entre le fond 21 de l'alésage 3 et la pièce de rampe 16. Par l'intermédiaire de sa pièce de rampe 17, cette rampe a rouleaux 15 agit sur un élément de poussée 23 qui est réglable en longueur et qui est constitué d'un écrou de réglage 24 et d'une bro- che de réglage 25 qui coopèrent ensemble par l'intermédiaire d'un fi- let autobloquant 26. L'écrou de réglage 24 comprend une portion de tige s'étendant axialement 27 et une portion de bride s'étendant ra- dialement 28. La broche de réglage 25 comporte également une portion de tige axiale 29 et une portion de bride radiale 30. Ces portions de bride 28, 30 de l'écrou de réglage et de la broche de réglage sont tournés vers le fond 4 du piston de frein 2. La face avant 31 de la portion de bride 30 de la broche de réglage 25 est ainsi appliquée contre le fond 4 du piston de frein 2 et est reliée au piston de - 7 -2574885 frein par l'intermédiaire d'un anneau de retenue 32. Les portions de tige 27, 29 de l'écrou de réglage et de la broche de réglage 25 s'é- tendent, en direction de l'élément d'actionnement 12, à travers des alésages centraux 33, 34 pratiqués dans les pièces de rampe 16, 17, leurs extrémités étant logées dans un évidement cylindrique 35 de l'élément d'actionnement 12. Sur la circonférence extérieure de la portion de tige 27 de l'écrou de réglage 24, il est prévu une gorge circulaire 36 dans laquelle est placé un anneau 37. Sur cet anneau prend appui un ressort de compression 38 dont l'autre extrémité prend appui contre un épaulement 39 de la pièce de rampe 16. L'une des fa- ces avant de la portion de bride 28 de l'écrou de réglage 24 est donc poussée contre l'une des faces avant de la pièce de rampe 17 et con- tre laquelle elle est en butée. Les dispositifs d'accouplement prévus dans le cadre de la: présente invention sont également logés dans l'évidement 35 de l'élé- ment d'actionnement 12. Dans la broche de réglage creuse 25 est logé un arbre cannelé 40 qui comprend une portion cannelée 41, logée pour l'essentiel dans la broche de réglage creuse 25 pour lier en rotation cet arbre cannelé 40 à la broche de réglage 25'de manière à leur permet- tre de coulisser axialement l'un par rapport à l'autre, et une por- tion de palier 42 dépassant de la broche de réglage creuse 25 en di- rection de l'élément d'actionnement 12. Une douille 43 est montée ro- tative dans la portion de roulement 42 de l'arbre cannelé 40. Cette douille 43 comprend une portion cylindrique s'étendant axialement 44 et une portion de bride s'étendant radialement 45. Dans la portion de bride 45 de cette douille 43 est prévu un évidement 46 qui s'étend sur une partie de la circonférence de la portion de bride 45 et qui reçoit une cheville 47 fixée à l'élément d'actionnement 12. Pour assurer son positionnement dans le sens axial, un épau- lement 48 de la la douille 43 prend appui contre un épaulement 49 de l'arbre cannelé 40 qui est prévu dans la zone de liaison entre la portion cannelée 41 et la portion de roulement 42, et la douille 43 est fixée de l'autre côté au moyen d'un anneau 50 logé dans une gorge circulaire 51 de la portion de roulement 42. Sur la portion cylindri- que 44 de la douille 43 est prévu un dispositif d'accouplement en ro- -8 - 2574885 tation unidirectionnel 52 constitue, en l'occurence, par un disposi- tif a roue libre a aiguilles. L'anneau d'accouplement extérieur 53 du dispositif d'accouplement 52 comporte un c8ne 54 qui coopère avec un c8ne 55 prévu sur une pièce d'accouplement 56 pour former, avec cel- le-ci, un dispositif d'accouplement I friction 57. La pièce d'accouplement 56 est montée coulissante axialement sur l'arbre cannelé 40 par l'intermédiaire d'une denture 58 qui lie les deux éléments en ro- tation. La pièce d'accouplement 56 est maintenue dans le sens axial par une cage 59 dont des portions de bride 60, 61 s'engagent dans des évidements correspondants prévus, d'une part, sur la pièce d'accou- plement 56 et, d'autre part, dans la douille 43. Entre la portion de bride 45 de la douille 43 et l'anneau d'accouplement 53 est prévu une rondelle à ressort 'Belleville' 62 qui pousse l'anneau d'accouplement 53 contre la pièce d'accouplement 56 pour que le c8ne 54 et le cône coopèrent par friction. Un ressort de compression 63 est logé dans un évidement 64 pratiqué sur le c8té intérieur de l'écrou de réglage et prend appui, dtune part, sur un épaulement de l'écrou de réglage et, d'autre part, sur la pilce d'accouplement 56. A l'extrémité de la portion de roulement 42 de l'arbre cannelé 40 est prévu un évidement pourvu d'un trou hexagonal permettant d'introduire un outil cor- respondant pour faire tourner l'arbre cannelé 40. On décrira maintenant le mode de fonctionnement du disposi- tif d'actionnement et du dispositif de réglage permettant la compen- sation automatique de l'usure des garnitures de frein. Lors de la rotation de l'élément d'actionnement 12 et de la pièce de rampe 16 qui y est solidarisée, les deux pièces de rampe 16 et 17 tournent l'une par rapport à l'autre car la pièce de rampe 17 est iumobilisée en rotation. La pièce de rampe, non rotative, 17 ef- fectue ainsi un mouvement axial qui est transmis I l'écrou de réglage 24 qui est, quant à lui, lié en rotationsa la pièce de rampe 17 au moyen d'une cheville 66. Le mouvement axial est alors transmis par l'écrou de réglage 24, par l'intermédiaire du filet autobloquant 26, à la broche de réglage 25 qui agit sur la garniture de frein 7 pour la pousser contre le disque de frein (non représent6). Ce mouvement 9 - 2574885 s'effectue à l'encontre de la force du ressort de compression 38. Si, par suite de l'usure des garnitures de frein, la rotation de l'élé- ment d'actionnement 12 dépasse un angle de rotation défini, la che- ville 47 est alors appliquée contre une paroi délimitant l'évidement 46, ce qui entraîne en rotation la douille 43. Par l'intermédiaire du dispositif à roue libre bloqué 52 et du dispositif d'accouplement à friction 57, le mouvement de rotation est transmis à l'arbre cannelé qui fait tourner la broche de réglage 25 d'un angle correspondant. Un couple de friction est produit sur les flancs du filet de réglage 26 lors de l'établissement de la force de serrage du frein. Pour une force de serrage définie, pouvant être par exemple comprise entre 3.000 et 5. 000 N, ce couple de friction excède celui du dispositif d'accouplement à friction 57, de sorte que celui-ci glisse. Ainsi, aucun autre mouvement dépassant la course d'allongement n'est plus transmis. Après l'actionnement du frein, l'élément d'actionnement 12 est tourné en sens inverse. Ce mouvement de rotation n'a aucune inci- dence sur le dispositif de réglage dans la mesure o le dispositif d'accouplement unidirectionnel 52 tourne librement dans ce sens. Pour ramener le dispositif d'actionnement mécanique en position initiale en cas de changement des garnitures de frein, il suffit, après avoir déposé le bouchon fileté 68 assurant l'étanchéité de l'ouverture 67 pratiquée dans l'élément d'actionnement 12, d'introduire une clé he- xagonale dans l'évidement 65 prévu à l'extrémité de l'arbre cannelé pour ramener celui-ci sur la butée. - 10 - 2 574885 REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage pour frein à disque, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un élément de poussée réglable en longueur comportant une broche de réglage et un écrou de réglage coopérant ensemble par l'intermédiaire d'un filet autobloquant, un élément d'actionnement rotatif, un dispositif permettant de transfor- mer un mouvement de rotation en un mouvement axial, une pièce a mou- vement axial dudit dispositif agissant sur ledit élément de poussée réglable en longueur pour l'amener axialement en appui contre un élé- ment d'actionnement de frein, un dispositif d'entraînement rotatif coopérant avec ledit élément d'actionnement par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement de course morte, et un dispositif d'accou- plement unidirectionnel, en particulier un dispositif d'accouplement à roue libre, permettant de transmettre la rotation dudit dispositif d'entraînement à la pièce mobile dudit élément de poussée, caractéri- sé en ce qu'entre ledit dispositif d'accouplement unidirectionnel (52) et ledit élément de poussée (23) est prévu un dispositif d'ac- couplement à friction (57) qui transmet des couples, jusqu'à une va- leur définie, audit élément de poussée (23), et qui, au-delà de cette valeur de couple, est inopérant. 2. Dispositif de réglage conforme à la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ledit dispositif d'accouplement à friction (57) comprend un élément d'accouplement comportant un cône de friction. 3. Dispositif de réglage conforme à la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ledit dispositif d'accouplement à friction com- prend un élément d'accouplement présentant une surface de friction plane. 4. Dispositif de réglage conforme a l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un res- sort, en particulier une rondelle à ressort "Belleville' (62), pour appliquer la force d'accouplement dans le sens axial. 5. Dispositif de réglage conforme a l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'un arbre (40) est pré- -11- - h 0 - 2574885 vu pour transmettre le mouvement de rotation dudit élément d'action- nement (12) audit élément de poussée (23) par l'intermédiaire desdits dispositifs d'accouplement (52, 57), ladite broche de réglage (25) étant creuse et étant liée en rotation audit arbre (40) par rapport auquel elle peut coulisser axialement. 6. Dispositif de réglage conforme i la revendication 5, ca- ract6risé en ce que ledit arbre (40) comporte une portion de palier (42) sur laquelle tourne une douille rotative (43) faisant partie du- dit dispositif d'entraînement. 7. Dispositif de réglage conforme à la revendication 6, ca- ractérisé en ce que ladite douille (43) comporte une portion de bri- de (45) qui s'étend radialement et dans laquelle est pratiquée un évidement (46) recevant une cheville (47) fixée audit 6l6ment d'ac- tionnement (12). 8. Dispositif de réglage conforme a la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ledit dispositif d'accouplement à roue libre (52) est placé sur ladite douille (43). 9. Dispositif de réglage conforme à l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérist en ce que la pièce d'accouple- ment (56) est placée sur ledit arbre (40). 10. Dispositif de réglage conforme & l'une quelconque des revendications précédentes, caractéris6 en ce que ladite pièce d'ac- couplement (56) est immobilisée axialement par une cage (59) qui en- toure ledit dispositif d'accouplement à roue libre (52). 11. Dispositif de réglage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits dispositifs d'accouplement (52, 57) sont placés dans un évidement (35) dudit élé- ment d'actionnement.