Brevet FR2595778A1 — publié le 19870918

- 2595778 La présente invention concerne un frein à disque à garnitures partielles destiné à des véhicules automobiles, comprenant un étrier de frein, qui entoure le disque de frein et des garnitures de frein disposées des deux cetés du disque de frein, et au moins un dispositif d'actionnement type piston-cylindre. Un frein à disque de ce type est décrit, par exemple, dans le Manuel du Freinage de Alfred Teves GmbH, 8e édition augmentée, publié par Bartsch-Verlag, Ottobrunn près de Munich. Avec le frein à disque connu, qui est conçu sous la forme d'un frein à disque à 10 étrier fixe, des problèmes peuvent se poser, en particulier lorsqu'il est utilisé comme frein à haut rendement, en raison de la chaleur produite lors du freinage. La présente invention a donc pour but de fournir un frein à disque à garnitures partielles du type indiqué précédemment, dans le15 quel l'influence néfaste due à la production de chaleur lors du freinage est sensiblement réduite. Conformément à la présente invention, ce but est atteint en ce que l'étrier de frein comporte au moins un canal de ventilation disposé à proximité du disque de frein à c6té d'un puits de garnitures de frein dans lequel sont logées les garni20 tures de frein. En raison du canal de ventilation prévu, conformément à la présente invention, à proximité du disque de frein à côté du puits de garnitures de frein dans lequel sont logées les garnitures de frein, un écoulement d'air provoque par le vent relatif et/ou par la rota25 tion du disque de frein ventile les garnitures de frein lorsque le véhicule se déplace, ce qui a pour effet de dissiper la chaleur qui ne peut donc pas avoir d'effets préjudiciables. Un mode de réalisation avantageux de l'invention prévoit que l'étrier de frein est relié à demeure à une pièce solidaire du véhi30 cule et comprend, de chaque c8té du disque de frein, au moins un dispositif d'actionnement type piston-cylindre. Dans un frein à disque de ce type, la solution conforme à l'invention se révèle particulièrement avantageuse, dans la mesure o, dans ce cas, l'agent de pression est obligatoirement guidé au-delà du bord du frein à disque en 35 direction de l'autre dispositif d'actionnement type piston-cylindre. - 2 - 2595778 Ce dispositif d'actionnement type piston-cylindre, qui est monté à l'intérieur du voile de roue, et la partie du frein qui le reçoit sont soumis à un échauffement particulièrement important en raison de leur agencement en grande partie fermé à l'intérieur du voile de 5 roue, de sorte que les mesures proposées par la présente invention sont très efficaces. De manière très appropriée, le canal de ventilation est conçu sous la forme d'une ouverture pratiquée dans l'étrier. De façon appropriée, il est disposé sur le c8té sortie par rapport au sens de 10 rotation du disque de frein. Une solution particulièrement appropriée est obtenue lorsque l'ouverture s'étend ou s'ouvre dans le sens axial et/ou radial. Un autre mode de réalisation avantageux prévoit que l'étrier est conçu en deux parties, et que chaque partie de l'étrier forme une 15 portion du canal de ventilation. De manière appropriée, l'étrier de frein présente une forme habituelle en U et comporte deux branches radiales qui sont reliées l'une à l'autre par une partie formant pont. En l'occurrence, il est avantageux de prévoir, dans au moins une branche radiale, au moins 20 une ouverture axiale. Dans le sens radial, l'ouverture est avantageusement prévue à proximit& des garnitures de frein. Un autre mode de réalisation avantageux de la présente invention prévoit que l'étrier de frein comporte un évidement qui est situé au-dessus du disque de frein et qui est surmonté par un élément formant une conduite de li25 quide de pression destinée au dispositif d'actionnement type pistoncylindre. D'une part, ce mode de réalisation forme un bouclier thermique par rapport au disque de frein, car l'évidement n'est pas ouvert en direction du disque de frein. D'autre part, le canal d'agent de pression qui traverse l'é&lément est séparé, par deux coussins 30 d'air du disque de frein qui dégage de la chaleur, de sorte que la transmission de chaleur est très faible. Pour obtenir une ventilation encore meilleure dans le sens tangentiel, un autre mode de réalisation approprié prévoit qu'à proximité des garnitures de frein, est formé un canal qui s'étend dans le sens circonférentiel et qui, dans 35 le sens axial, présente une largeur au moins égale à la position des - 3 - 2595778 garnitures de frein neuves. Dans cette situation, les pistons des dispositifs d'actionnement se trouvent en position extrême. Dans cette position, de l'air peut également s&'écouler, à& travers le canal large, le long du c8té arrière des garnitures de frein. Pour gêner le 5 moins possible l'écoulement de l'air dans ce mode de réalisation, il est prévu des saillies étroites qui s'étendent axialement dans le canal pour supporter les garnitures de frein. Les saillies présentent une hauteur réduite de l'ordre d'environ 1 cm, de sorte que la section transversale libre est aussi peu réduite que possible. Une protection est également souhaitée pour la garniture de frein devant être utilisée dans un frein à disque à garnitures partielles conforme à la présente invention, la garniture comprenant une plaque arrière qui, dans la zone du piston, est munie de saillies, telles que des plots ou des Eléments similaires, qui sont tournées 15 vers les pistons. Cette conception de la garniture de frein permet d'améliorer encore la ventilation dans le sens circonférentiel, car l'air qui traverse le canal s'étendant dans le sens circonférentiel peut désormais passer le long du c8té arrière des garnitures de frein. De manière appropriée, les saillies sont obtenues par matriçage du c8té des garnitures de friction. Pour faciliter l'insertion et l'extraction des garnitures de frein, des chanfreins de glissement sont prévus, de manière appropriée, sur les bords latéraux des plaques arrière. 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 de dessus d'un frein à disque à gar30 nitures partielles, - la figure 2, une vue de c8t6 du frein à disque à garnitures partielles conforme à la figure 1, vue de l'intérieur, - la figure 3, une vue de cBté du frein à disque conforme aux figures 1 et 2, vu de l'extérieur, une moitié étant écorchée, - la figure 4, une vue en coupe longitudinale du frein à - 4 - 2595778 disque représenté aux figures 1 à 3. Le frein à disque à étrier fixe 2 représenté sur les figures possède une section transversale qui, en coupe longitudinale, présente la forme d'un U et forme deux branches radiales 4, 6 qui sont re5 liées l'une à l'autre par une partie formant pont 8. La branche intérieure 4, c'est-à-dire celle tournée vers le centre du véhicule lorsque le frein est monté, comprend deux oeillets de fixation 10, 12 qui sont munis de trous taraudés 14, 15 permettant de fixer le frein sur une pièce fixe du véhicule, par exemple sur la fusée d'essieu. 10 Dans la branche intérieure 4 sont logés deux dispositifs d'actionnement 18, 20 constitués de pistons 26, 28 coulissant axialement dans des alésages cylindriques 22, 24. La branche extérieure opposée 6 contient également deux dispositifs d'actionnement 30 dont le second n'est pas visible et qui sont conçus sous la forme de pistons 34 cou15 lissant dans des alésages cylindriques 38. Pour fournir de l'agent de pression aux alésages cylindriques 22, 24 et 38, une connexion 42 destinée à une conduite d'agent de pression est prévue sur la branche intérieure 4. A partir de la connexion 42, un canal 44 s'étendant à angle aigu par rapport à l'axe de l'alésage cylindrique mène d'abord 20 à la surface circonférentielle de l'alésage cylindrique 24, qu'il coupe dans une petite zone, de manière à pouvoir envoyer de l'agent de pression dans ce perçage cylindrique. Une autre portion de canal 46 prolonge, de manière rectiligne, la portion de canal 44 de la branche 4. Sensiblement dans la zone o la branche 4 rencontre la 25 partie formant pont 8, la portion de canal 46 rencontre la portion de canal 48 parallèle à l'axe. Pour sa part, la portion de canal 48 est reliée à la portion de canal 50 qui s'étend à angle aigu par rapport aux axes des alésages cylindriques et qui aboutit sur le bord de l'alésage cylindrique 38. Les alésages cylindriques 22, 24, d'une 30 part, et 38, 40, d'autre part, sont reliés par l'intermédiaire de canaux de liaison dont l'un est désigné par le chiffre de référence 52. L'étrier de frein 2 est conçu en deux parties dont le plan de séparation est parallèle au plan du disque de frein et est situé à l'endroit o la portion de canal 48 rencontre la portion de canal 50. 35 Les deux parties d'étrier sont maintenues ensemble par quatre vis 54, - 5- 2595778 56, 58 et 60 qui sont parallèles au plan du disque de frein. Des nervures de renfort 62, 64, 66, 68 et/ou 70, 72, 74 et 76 sont moulées sur les branches 4, 6, de manière que l'étrier de frein possède une structure rigide en forme de cadre. Les nervures de renfort, qui 5 s'étendent selon un angle réduit dans le sens tangentiel, rejoignent, dans la zone centrale, la partie des branches 4, 6 dans laquelle sont logés les dispositifs d'actionnement. Pour recevoir les garnitures de frein 78, 80, il est prévu, dans la partie formant pont 8, un puits de garnitures de frein 82 qui 10 est conçu, dans la partie formant pont, sous la forme d'une ouverture de section transversale rectangulaire. Les plaques arrière 84, 86 des garnitures de frein 78, 80 sont appliquées contre des parois de puits 88, 90 qui sont parallèles au plan du disque de frein. Dans le sens circonfêrentiel, les surfaces latérales des garnitures de frein 78, 15 80 peuvent reposer sur des parois de puits latérales 92, 94 qui s'étendent parallèlement à l'axe du disque de frein et qui comportent des surfaces d'appui correspondantes. Pour maintenir --les garnitures de frein 78, 80 dans le puits de garnitures de frein 82, il est prévu deux goupilles de fixation de garniture 96, 98 qui, parallèlement à 20 l'axe du disque de frein, traversent, avec un jeu, des trous (non représentés) pratiqués dans la plaques arrière 84, 86 et qui sont ancrées dans les parois de puits 88, 90. Pour empêcher les garnitures de frein 78, 80 de cliqueter, il est prévu un ressort diagonal 100 dont l'une des branches repose sur les plaques arrière 84, 86 et dont 25 l'autre branche prend appui sous les goupilles de fixation de garniture 96, 98 pour fournir une tension élastique réciproque à ces deux pièces. Comme le montrent les figures 1 et 3, une ouverture 102 est prévue sur l'un des c8tés de l'étrier de frein 2 à côté du puits des 30 garnitures. L'ouverture 102 est de forme sensiblement rectangulaire et chacune de ses parties est disposée dans les deux moitiés d'étrier. En raison de la présence de l'ouverture 102, il ne subsiste plus de l'étrier que des barrettes axiales 104, 106 qui sont traversées par les vis 54, 56. Dans le sens circonférentiel, l'ouverture 35 est abaissée de manière à permettre à l'air de circuler dans le sens - 6 - 2595778 circonférentiel. A l'intérieur des branches 4, 6, des ouvertures axiales 108, 110, qui sont disposées pratiquement l'une en face de l'autre et qui ont sensiblement la même forme, sont prévues entre les nervures de renfort. Des ouvertures correspondantes 11 (dont une seu5 le est représentée) sont disposées dans les branches, sur le côté opposé du puits de garnitures de frein 82. Sur ce côté du puits de garnitures est prévu un évidement 116 qui s'étend dans la zone du disque de frein et partiellement au-dessus des garnitures de frein et qui, vu de dessus, présente une forme sensiblement rectangulaire et, en 10 coupe transversale, est incurvé, comme le montrent en particulier la figure 3. A une certaine distance du fond 118 de cet évidement est prévu un élément 120 qui recouvre l'évidement 116 dans le sens axial et dans lequel est logée une partie de la portion de canal 48. Un double espace d'isolation d'air est ainsi crté entre, d'une part, le 15 disque de frein et le fond 118 et, d'autre part, le fond 118 et l'élément 120, de sorte que le canal d'agent de pression est protégé très efficacement contre la chaleur dans cette zone particulièrement exposée. Si nécessaire, l'élément 120 peut, pour des raisons ayant trait à la fonderie, être relié au fond 118 par l'intermédiaire d'une 20 étroite section de liaison. Comme le montrent en particulier les figures 1 et 4, un canal d'air s'étendant dans le sens circonférentiel est formé par l'étrier de frein 2. La zone d'entrée de ce canal est formée par l'&trier de frein dans la zone des ouvertures 102, 108 et 110. Dans 25 le sens axial, la section transversale du canal est légèrement plus grande que dans la position o les garnitures de frein 78, 80 sont complètement rétractées, comme représenté aux figures 1 et 4. De l'air peut donc être fourni au côté arrière des garnitures de frein 78, 80 à travers le canal d'air. Pour réduire au maximum la section 30 transversale du canal, il est prévu, sur les branches 4, 6 des saillies ou talons 122, 124 qui sont tournés vers le disque de frein et qui supportent les garnitures de frein 78, 80 dans la zone intérieure radiale, comme le montrent les figures 3 et 4. La hauteur radiale des talons est relativement faible et est sensiblement comprise entre 0,8 35 et 1,2 cm, de manière à gêner le moins possible le passage. Comme le - 7 - 2595778 montre en particulier la figure 5, les garnitures de frein 78, 80 comportent, sur leurs plaques arrière 84, 86, des saillies en forme de plots 126 ou d'éléments similaires tournées vers les pistons. Ces saillies peuvent être disposées, par exemple, sous forme annulaire 5 pour correspondre à l'extrémité avant des pistons et peuvent être obtenues par matriçage. Pour permettre d'introduire les garnitures de frein 78, 80 dans le puits de garnitures et de les en extraire facilement, des chanfreins de glissement 128, 130 sont prévus à c8té des surfaces d'appui latérales, comme indiqué à la figure 3. A l'intérieur de la branche 4 de l'étrier de frein 2 et audessus des oeillets de fixation 10, 12 sont prévues des ouvertures de turbulence dEbouchantes 13, 15 sensiblement réniformes. - 8 - 2595778 REVENDICATIONS 1. Frein à disque à garnitures partielles destiné à des véhicules automobiles, comprenant un étrier de frein, qui entoure le disque de frein et des garnitures de frein disposées-des deux c8tés du disque de frein, et au moins un dispositif d'actionnement type 5 piston-cylindre, caractérisé en ce que l'étrier de frein (2) comporte au moins un canal de ventilation (102, 108, 110, 112) disposé à proximité du disque de frein à c8té d'un puits de garnitures de frein (82) dans lequel sont logées les garnitures de frein (78, 80). 2. Frein à disque à garnitures partielles conforme à la re10 vendication 1, caractérisé en ce que l'étrier de frein (2) est relié à demeure à une pièce solidaire du véhicule et comprend, de chaque c8té du disque de frein, au moins un dispositif d'actionnement a piston (18, 20, 30, 32). 3. Frein à disque à garnitures partielles conforme- à l'une 15 quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal de ventilation est conçu sous la forme d'une ouverture (102) pratiquée dans l'étrier de frein (2). 4. Frein à disque à garnitures partielles conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le 20 canal de ventilation (102) est disposé sur le c8té sortie par rapport au sens de rotation du disque de frein. 5. Frein à disque à garnitures partielles conforme à la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'ouverture (102) s'étend ou s'ouvre dans le sens axial et/ou radial. 6. Frein à disque à garnitures partielles conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étrier de frein est conçu en deux parties, et en ce que chaque partie de l'étrier forme une portion du canal de ventilation (102). 7. Frein à disque à garnitures partielles conforme a l'une 30 quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une ouverture axiale (108, 110, 112, 114) est prévu dans au moins une branche radiale (4, 6) de l'étrier de frein (2). - 9 2595778 8. Frein à disque à garnitures partielles conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que l'ouverture (108, 110, 112, 114) est disposée dans le sens radial à hauteur des garnitures de frein. 9. Frein à disque à garnitures partielles conforme à l'une 5 quelconque des revendications pr&cédentes, caractérisé en ce que l'étrier de frein (2) comporte un évidement (116) qui est situé à proximité du disque de frein et qui est surmonté par un éliment (120) formant une conduite de liquide de pression destinée au dispositif d'actionnement type piston-cylindre (30, 32), ledit élément étant 10 disposé, en particulier, à une certaine distance du fond (118) de l'évidement (116). - 10. Frein à disque à garnitures partielles conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à proximité des garnitures de frein (78, 80), est formé un canal qui 15 s'étend dans le sens circonférentiel et qui, dans le sens axial, présente une largeur au moins égale à la position des garnitures de frein neuves. 11. Frein à disque à garnitures partielles conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que des saillies axiales (122) dé20 passent dans le canal pour supporter les garnitures de frein (78, ). 12. Garniture de frein, destinée notamment à être utilisée dans un frein à disque à garnitures partielles conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la gar25 niture (78, 80) comprend une plaque arrière (84, 86) qui, dans la zone du piston, est munie de saillies, telles que des plots (126) ou des éléments similaires, qui sont tournées vers les pistons. 13. Garniture de frein conforme I la revendication 12. caractérisfe en ce que les saillies (126) sont obtenues par satrlçage 30 du c8té des garnitures de friction. 14. Garniture de frein, destiné notamment à être utilisée dans un frein à disque à garnitures partielles conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que des chanfreins de glissement (128, 130) sont prévus sur les bords laté35 raux des plaques arrière.