Brevet FR2596479A1 — publié le 19871002

- 1i - 2596479 La présente invention concerne un frein à disque à garnitures partielles, destiné en particulier à des véhicules automobiles, comprenant un support de frein, un étrier de frein chevauchant le bord d'un disque de frein, et des garnitures de frein disposées de 5 part et d'autre du disque de frein, l'étrier de frein pouvant se déplacer axialement sur le support de frein et être actionné au moyen d'un dispositif d'actionnement et comprenant deux branches radiales et une partie formant pont qui relie les branches radiales. Un frein à disque de ce type est décrit dans la demande de 10 brevet allemand 35 08 039.6. Dans des freins à disque du type indiqué précédemment, la garniture de frein extérieure associée au dispositif d'actionnement est habituellement vissée sur la branche extérieure correspondante de l'étrier de frein. En particulier à haute température, ceci peut poser des problèmes qui provoquent un desserrement de 15 l'assemblage vissé, ce qui nuit gravement à la sécurité du frein. La présente invention a donc pour but de proposer un frein à disque à garnitures partielles du type indiqué précédemment, dans lequel l'assemblage vissé de la garniture extérieure est supprimé. Conformément à la présente invention, ce but est atteint en 20 ce que, pour fixer une garniture de frein à la branche correspondante de l'étrier de frein, il est prévu au moins un éliment de fixation, qui est engagé sans glissement dans des orifices de la branche et de la garniture de frein, et un dispositif à ressort fixé à la garniture de frein, au moyens desquels la garniture de frein est appliquée de 25 façon élastique contre des points d'appui prévus sur l'étrier de frein. La solution conforme à l'invention permet d'obtenir une fixation de garniture fiable, sans cliquetis et d'entretien facile, qui présente l'avantage de pouvoir être utilisée en particulier avec des freins à disque dits à étrier intérieur. Selon un mode de réalisation 30 avantageux de l'invention, la garniture de frein comporte une plaque arrière munie d'au moins un prolongement axial en saillie qui est logé dans un évidement pratiqué dans la branche correspondante de l'étrier de frein. De manière appropriée, le prolongement est de forme sensiblement rectangulaire et s'étend dans le sens circonféren35 tiel. Ce prolongement permet de transmettre à l'étrier de frein les -2- forces agissant dans le sens circonférentiel lors du freinage, de manière à soulager les éléments de fixation. L'orifice débouchant en forme de U, qui est pratiqué dans la branche extérieure de l'étrier de frein et qui existe de toute façon 5 sur certains types de freins, peut avantageusement être utilisé comme évidement. Il est particulièrement approprié que, conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, l'évidement soit disposé et conçu de façon des surfaces de contact du prolongement et de l'évide10 ment soient appliquées en dessous du centre des surfaces, en particulier en dessous de l'axe médian du piston de freinage. Selon d'autres modes de réalisation avantageux, la garniture de frein comporte au moins une butée qui agit dans le sens radial et qui est notamment conçue pour être appliquée contre des faces avant 15 extérieures radiales ou contre la face délimitant l'évidement, ce qui permet d'obtenir, de manière simple, une fixation radiale de la garniture de frein. Les butées et le prolongement axial en saillie peuvent être réalisés de façon simple et appropriée par matriçage de la plaque arrière de garniture. De manière appropriée, le dispositif à ressort est constitué par un ressort à lame fixé à la plaque arrière de la garniture de frein. Ce ressort comporte avantageusement une portion de fixation sensiblement radiale et une portion élastique sensiblement tangentielle. La portion élastique peut comporter des portions courbes en 25 forme de U ou de S. Conformément à d'autres modes de réalisation avantageux, les portions extrêmes du ressort à lame peuvent reposer sur des faces avant extérieures radiales de la branche correspondante de l'étrier de frein ou sur des surfaces de contact de cette branche, qui sont 30 sensiblement parallèles à la plaque arrière et qui peuvent également être conçues sous la forme de creux. 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 35 qui représentent: -3 - la figure 1, un frein à disque à garnitures partielles à étrier intérieur, vu du côté extérieur du véhicule automobile, - la figure 2, le frein à disque de la figure 1, vu du côté intérieur du véhicule automobile, - la figure 3, une vue de dessus du frein à disque représenté aux figures 1 et 2, - la figure 4, une vue en coupe longitudinale du frein à disque, - la figure 5, un autre mode de réalisation d'un frein à 10 disque, vu du côté extérieur, - la figure 6, une vue partielle de dessus du frein à disque conforme à la figure 5, - la figure 7, un autre mode de réalisation d'un frein à disque, vu du côté extérieur du véhicule automobile, - la figure 8, une vue partielle de dessus du frein à disque conforme à figure 7. On se référera tout d'abord au mode de réalisation d'un frein à disque à étrier intérieur 2 tel qu'il est représenté aux figures 1 à 4. Le frein à disque à étrier intérieur 2 comprend un 20 étrier de frein 4 qui, en coupe longitudinale, présente sensiblement la forme d'un U, comprenant des branches extérieures radiales 6, 8 qui sont reliées entre elles par une partie formant pont 10. De part et d'autre du disque de frein 12 représenté en trait discontinu se trouvent des garnitures de frein 14, 16 qui sont chevauchées par 25 l'étrier de frein en forme de U 4. Pour actionner le frein à disque, la branche intérieure 6 comporte un dispositif d'actionnement, ce qui explique qu'il est prévu un alésage cylindrique 18 dans lequel un piston 20 peut se déplacer axialement. Le piston 20 sollicite directement la garniture de frein intérieure 14, de sorte que, par réac30 tion, l'étrier de frein 4 est déplacé vers l'intérieur dans la direction opposée, et que la garniture de frein extérieure 16 est sollicitée. A cet effet, l'étrier de frein 4 peut se déplacer axialement sur un support de frein fixe 22. Le support de frein 22 comporte deux bras de support de frein 24, 26 qui sont reliés entre eux par un 35 arceau de liaison 28, de manière que, dans son ensemble, le support -4- de frein 22 présente la forme d'un arc. Le support de frein 22 est relié à une fusée d'essieu (non représentée) d'un véhicule automobile et, I cet effet, comporte trois points de fixation. Les points de fixation sont conçus sous la forme de perçages 30, 32, 34, dont deux 5 30, 32 sont prévus sur le bras de support de frein 22 qui est disposa côté entrée lorsqu'on considère le sens de rotation principal, le troisième perçage étant prévu sur le support de frein 26. Le perçage intérieur 32 est situé sensiblement sur le même rayon que le perçage 34 pratiqué à l'extrémité de sortie du bras de support de frein 26. 10 Des perçages correspondant aux perçages 30, 32, 34 prévus sur le support de frein 22 sont pratiqués dans la fusée d'essieu, de manière que le support de frein 22 puisse être relié i la fusée d'essieu au moyen de vis. Pour monter l'étrier de frein 4 de manière axialement cou1S lissante sur le support de frein 22, il est prévu un boulon de support 36 qui est disposé à demeure dans un perçage de l'étrier de frein 4.-Le boulon de support 36 forme une extrémité libre qui dépasse du perçage et qui constitue une face de guidage coopérant avec un perçage de guidage prévu dans le support de frein. Pour protéger la 20 face de guidage, un capuchon de protection 42 est prévu entre l'oeillet 38 du support de frein, qui contient le perçage, et l'oeillet 40 4e l'étrier de frein 2 contenant le perçage destiné à fixer le boulon de support. Sur le côté qui, par rapport au sens de rotation principal, 25 est le c8t6 sortie est prévu un dispositif 44 destiné à absorber les - couples qui apparaissent autour du boulon de support 36 lors du freinage. Le dispositif 44 comporte un boulon court 46 qui est fixf dans le bras de support de frein 26 et qui s'étend à l'opposé du disque de frein, parallèlement au boulon de support 36. Le boulon 46 est logé 30 dans un perçage 48 pratiqué dans l'étrier de frein 4. Le diamètre du perçage 48 et celui du boulon 46 sont calculés de façon qu'un espace annulaire libre subsiste entre ces deux pièces. Dans cet espace annulaire est disposé un manchon souple 47 dont le rôle est d'amortir les déplacements que le boulon 46 effectue dans le perçage 48 lers eu 35 freinage. - 5s -5 - 2596479 Pour supporter la garniture de frein intérieure 14 dans le support de frein 22, ce dernier forme un puits 50 qui, dans le sens circonférentiel, est délimité par des faces d'appui 52, 54. Les faces d'appui 52, 54 sont prévues dans la zone du boulon de support 36 et 5 du boulon 46. Pour maintenir la garniture de frein int&rieure 14 dans le sens radial, elle est munie d'épaulements et, respectivement, de décrochements 15, 17 qui reposent sur des faces d'appui correspondantes 53, 55 du support de frein. Sur la plaque arrière de la garniture de frein 14 est disposé un ressort 56 qui s'engage à l'intérieur du 10 piston 20 et y est encliqueté dans une gorge annulaire 58. Pour maintenir la garniture de frein extérieure 16, sa plaque arrière 60 est munie de deux perçages 62 o sont logées des broches 66 (dont une seule est représentée à la figure 3) qui sont disposées symétriquement à l'axe médian et qui sont fixées à la branche extérieure 8. A 15 cet effet, la branche 8 est munie de perçages correspondants 70 dont un seul est représenté à la figure 3. Des broches 66 sont logées, avec jeu, dans les perçages 62. Sur la plaque arrière 60 de la garniture de frein 16 est prévu un prolongement axial en saillie 72 qui, en l'occurrence, est obtenu par déformation de la plaque arrière. Le 20 prolongement est de forme sensiblement rectangulaire et s'gtend à hauteur des faces d'appui 52, 54 dans le sens circonfêrentiel. Il comporte des surfaces latérales de contact 74 (dont une seule est représentée à la figure 1) qui coopèrent avec des surfaces latérales de limitation 78 d'un évidement en forme de U 82 ménagé sur la branche 25 extérieure 8. Les faces latérales de limitation 78 de l'évidement en forme de U 82 se prolongent radialement vers l'intérieur de manière que le prolongement 72 soit appliqué contre les surfaces de contact 74, même en dessous du centre (par exemple, de 4 à 6 mm), de sorte que, d'une part, la pression superficielle peut être absorbée et, 30 d'autre part, l'appui s'effectue au point d'application de la force circonférentielle, ce qui évite qu'un couple ne s'exerce sur la plaque. Sur la plaque arrière 60 sont en outre prévues deux butées 64, 86 qui font saillie axialement et qui peuvent également être ob35 tenues par déformation de la plaque arrière. Ces butées 84, 86 coopè- 10 20 25 30 35 -6 - rent avec des faces avant extérieures radiales 88, 90 qui sont prévues sur la branche extérieure 8 à c t8 de l'évidement en forme de U 82. Pour obtenir un jeu défini entre les buttes 84, 86 et les faces avant 88, 90, ces dernières sont usinées à la fraise. Dans un autre mode de réalisation (non représenté), les buttes 84, 86 peuvent être remplacées par une butte centrale qui coopère avec le point le plus bas de l'évidement en forme de U, ce qui permet de supprimer l'usinage des faces avant, sous réserve que les bras élastiques soient conçus pour accepter les principales tolérances de moulage. En outre, un ressort à lame 92 est f ix6 à la plaque arrière 60. Le ressort à lame 92 comporte une portion de fixation sensiblement radiale 94. La portion de fixation 94 est de forme sensiblement rectangulaire et est munie de deux perçages permettant d'introduire les rivets 96, 98. La fixation peut également être réalisée à l'aide d'un seul rivet, d'une vis ou d'un élément similaire. La portion de fixation 94 se prolonge par une portion élastique 100 orientée sensiblement dans le sens tangentiel. Les surfaces de la portion élastique 100 sont sensiblement perpendiculaires à la surface de la plaque arrière. La portion élastique 100 comporte une portion centrale 102 qui est directement adjacente à la portion de fixation 94 et qui n'est que très légèrement plus large que cette dernière. Il est ensuite prévu, dans le prolongement, des portions 104, 106 qui s'étendent sensiblement dans le sens radial. Ces portions se prolongent par des portions extrêmes 108, 110 qui s'étendent sensiblement dans le sens tangentiel et dont les extrémités libres sont appliquées de maniare élastique contre les faces avant 88, 90 de la branche 8. Cet agencement permet de produire une force élastique s'exerçant radialement vers l'extérieur, de sorte que la garniture de frein 60 est serrée contre les broches 66, la force de serrage effective du ressort appliquant le bord inférieur du perçage, qui est pratiqué dans la plaque arrière, contre les broches 66. Le jeu du perçage est ainsi ramené à zéro, ce qui permet de prévoir des tolérances de fabrication relativement larges, tout en garantissant un montage exempt de cliquetis. Dans un mode de réalisation avantageux, la plaque de support 60 comporte un renfoncement dans lequel sont logés les perçages -7- -2596479 des broches 66. Simultanément, les butées 84 sont soulevées selon une distance correspondante par rapport aux faces avant 88, 90. Les figures 5 et 6 représentent un autre mode de réalisation d'un frein à disque à garnitures partielles. La forme de l'étrier 124 5 de ce frein à disque correspond sensiblement à celle de l'étrier de frein 4. Contrairement à ce dernier, l'étrier de frein 124 comporte, sur la branche extérieure 128, un évidement en forme de U 126, les deux portions de branche 130, 132 formant des creux 134, 136 sur le côté extérieur adjacent à l'évidement en forme de U 126. Les creux 10 134, 136 forment des faces 138, 140 qui sont parallèles a la plaque arrière 60 de la garniture de frein 16. Dans ce cas, la garniture de frein 16 est munie d'un autre ressort à lame 142 comportant une portion de fixation de forme sensiblement rectangulaire 144 qui s'6tend radialement, et une portion élastique 146 qui s'étend dans le sens 15 circonférentiel. La portion élastique 146 forme deux bras 6lastiques 148, 150 qui forment des portions de ressort en forme de U 152, 154 qui sont adjacentes a la portion de fixation. Les portions de ressort 152, 154 se prolongent par des portions 156, 158 qui sont parallèles à la plaque arrière et qui se terminent par des portions extrêmes 20 160, 162 s'étendant selon un angle aigu par rapport à la plaque arrière. Ces portions extremes du ressort à lame 142 Sont appliqu(e2 contre des bords 164, 166 qui sont formes par les faces f38, 140 et par les faces de limitation 168, 170, qui leur sont perpendiculaires, de l'évidement en forme de U 126. Les figures 7 et 8 representent un troisiOme mode de réali sation d'un frein à disque. Dans ce mode de réalisasion, il est prvua un ressort a lame 180 dont la portion blastique 182, qui s'étend sensiblement dans le sens circonférentiel, ferme deux bras elastiq.ces 184, 186 comprenant des portions de ressort eu forme de S 18> l 9 30 Dans ce mode de réalisation, il est prévu un plot 192 qui sert de 7> tLée pour faciliter le montage et qui coopere avec la portion raialament la plus intérizure de l'évidement eA forme de U 194o 15 20 25 30 -8 - REVENDICATIONS 1. Frein I disque à garnitures partielles, destiné en particulier I des véhicules automobiles, comprenant un support de frein, un étrier de frein chevauchant le bord d'un disque de frein, et des garnitures de frein disposées de part et d'autre du disque de frein, l'étrier de frein pouvant se déplacer axialement sur le support de frein et être actionné au moyen d'un dispositif d'actionnement et comprenant deux branches radiales et une partie formant pont qui relie les branches radiales, caracttrisé en ce que, pour fixer une garniture de frein (16) à la branche correspondante (8) de l'étrier de frein (4), il est prévu au moins un élément de fixation (66), qui est engagé sans glissement dans des orifices de la branche (8) et de la garniture de frein (16), et un dispositif I ressort (92) fixé à la garniture de frein (16), au moyen desquels la garniture de frein (16) est appliquée de façon élastique contre des points de contact prévus sur l'étrier de frein (4). 2. Frein à disque à garnitures partielles conforme t la revendication 1, caractérisé en ce que la garniture de frein (16) cowporte une plaque arrière (60) munie d'au moins un prolongement axial en saillie (72) qui est logé dans un 8videment (82) pratiqu6 dans la branche correspondante (8) de l'étrier de frein (4). 3. Frein à disque I garnitures partielles conforme I la revendication 2, caractérisé en ce que le prolongement (72) est de forme sensiblement rectangulaire et s'étend sensiblement dans le sens tangentiel. 4. Frein à disque à garnitures partielles conforme I la revendication 2 ou 3, caractéris5 en ce que l'évidement (82) pratiqu8 dans la branche (8) de l'étrier de frein est une ouverture débouchante qui présente, en particulier, une forme de U. 5. Frein à disque à garnitures partielles conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 4, caract8ris6 en ce que l'évidement est disposé et, respectivement, conçu de façon des surfaces de contact (74) du prolongement (72) et de l'6videment (62) soient ap- - 9 - 2596479 pliquées en dessous de l'axe médian du piston de freinage. 6. Frein à disque à garnitures partielles conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la garniture de frein (16) comporte au moins une butée (84, 86) qui agit dans le sens radial. 7. Frein à disque à garnitures partielles conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que la butée (84, 86) est conçue pour être appliquée contre des faces avant extérieures radiales (88, ) de la branche (8). 8. Frein à disque à garnitures partielles conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que la butée (192) est conçue pour être appliquée contre la face délimitant l'évidement (194). 9. Frein à disque à garnitures partielles conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le 15 dispositif à ressort est constitué par un ressort à lame (92) fixé à la plaque arrière (60) de la garniture de frein. 10. Frein à disque à garnitures partielles conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que le ressort à lame (92) comprend une portion de fixation sensiblement radiale (94). 11. Frein à disque à garnitures partielles conforme à la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le ressort à lame (92) comporte une portion élastique (100) s'étendant sensiblement dans le sens tangentiel. 12. Frein à disque à garnitures partielles conforme à l'une 25 quelconque des revendications 9 à 10, caractérisé en ce que les portions extrêmes du ressort à lame (92) peuvent prendre appui sur des faces avant extérieures radiales (88, 90) de la branche correspondante (8) de l'étrier de frein (4). 13. Frein à disque à garnitures partielles conforme à l'une 30 quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les portions extrêmes (160, 162) du ressort à lame (142) sont appliquées contre des faces d'appui (138, 140) de l'étrier de frein qui s'étendent sensiblement parallèlement à la plaque arrière, ou contre des bords (164, 166) formés par les faces d'appui. 14. Frein à disque à garnitures partielles conforme à l'une - 10 - -2596479 quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que le ressort à lame (92, 142, 180) comporte des portions élastiques en forme de U ou de S. 15. Garniture de frein comprenant une plaque arrière métal5 lique, destinée notamment à être utilisée dans un frein à disque conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un prolongement axial en saillie est prévu sur la plaque arrière (60). 16. Garniture de frein conforme à la revendication 15, ca10 ractérisée en ce qu'un ressort (92, 142, 180) est également prévu sur la plaque arrière (60). 17. Garniture de frein conforme à l'une quelconque des revendications 15 ou 16, caractérisée en ce que le ressort (92, 142, 180) comporte une portion élastique qui s'étend sensiblement dans le 15 sens circonférentiel et qui est appliquée contre une portion d'un étrier de frein (4). 18. Garniture de frein conforme à l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisée en ce que, sur la plaque arrière (60), il est prévu au moins une butée (84, 86) qui coopère avec la 20 face de butée prévue sur l'étrier de frein (4).