Brevet FR2607887A1 — publié le 19880610

La présente invention porte sur un frein à commande hydraulique, en particulier un frein à disque à étrier glissant, comportant un patin de freinage et un piston de commande monté coulissant dans un cylindre et sur lequel peut agir un fluide sous pression, ce piston étant formé de deux parties, une partie en forme de godet en fonte dont le fond est dirigé vers le côté fluide sous pression, et un noyau cylindrique en matière ro- buste et isolante thermique placé coaxialement dans la partie en forme de godet et joint à celle-ci de manière séparable, et pouvant être serré contre le patin de freinage. Dans les freins à commande hydraulique, la chaleur produite par le frottement pose un problème important, car elle s'écoule entre autres par le piston de commande associé au patin de freinage, ce qui conduit à un échauffement du fluide hydraulique. Or, la tempéra- ture du fluide hydraulique ne doit en aucun cas dépasser C, sinon il se forme des bulles de vapeur qui influent beaucoup sur la capacité de fonctionnement du frein. Pour réduire l'écoulement de chaleur par le piston de commande, il est déjà connu de faire celui-ci de la manière indiquée au début. Cette constitution en deux parties du piston de commande ne suffit cependant encore pas à empêcher sûrement, dans le cas d'un actionnement prolongé du frein, par exemple dans une longue descente, un échauffement excessif du fluide hydraulique et, par suite, la formation de bulles de vapeur. L'invention a par conséquent pour but de perfectionner le frein à commande hydraulique du type considéré de façon à réduire encore la quantité de cha- leur qui s'écoule du patin de freinage par le piston de commande. L'invention atteint ce but grâce au fait que plusieurs rondelles minces en matière-de haute résistance mécanique sont fixées sur la face frontale du noyau dirigée vers le patin de freinage. L'empilage de plusieurs rondelles minces réduit beaucoup la transmission de chaleur comparative- ment à une rondelle plus épaisse, car une discontinuité de température se produit à la surface de contact de deux rondelles voisines. On obtient donc une isolation thermique améliorée du piston de commande vis-à-vis du patin de freinage, de sorte qu'une surchauffe du fluide hydraulique est impossible même en cas d'actionnement prolongé du frein. Les rondelles sont opportunément des rondelles en acier, de préférence trempées et rectifiées. Cela a comme avantage que le paquet de rondelles est incom- pressible à l'actionnement du frein et qu'il n'y a ras ainsi d'augmentation de la course d'actionnement. Dans une forme de réalisation de l'invention particulièrement avantageuse du point de vue constructif, les rondelles sont maintenues appuyées sur le noyau par un couvercle qui est serré sur le noyau par une vis centrale. Pour que la tête de la vis puisse être noyée, les rondelles sont annulaires et le couvercle présente un bord qui enveloppe la périphérie des rondelles. Ce bord centre les rondelles et peut en même temps servir à fixer une garniture d'étanchéité au noyau du piston de commande en deux parties. Pour les raisons déjà indiquées, il convient que la matière de la partie en forme de godet et celle du noyau du piston de commande aient une conductivité thermique aussi faible que possible, et d'autre part, ces matières doivent être suffisamment robustes pour pouvoir transmettre au patin de freinage la pression exercée par le fluide hydraulique. La fonte à graphite sphéroidal GGG-60 s'est révélée particulièrement appropriée pour la partie en forme de godet du piston de commande, tandis que le noyau est de préférence en matière plastique. Dans le frein à commande hydraulique du type indiqué au début et décrit dans DE-A-3 416 942, la partie en forme de godet est en fonte et le noyau est composé de 30 % en poids de fibres de verre, 50 % en poids de matière de charge minérale et 20 % en poids de Liant, par exemple de résine phénolique. Dans ce piston de commande connu, le noyau est pourvu d'un trou taraudé central et la partie en forme de godet pourvue d'un tenon fileté correspondant sur lequel est vissé le noyauo Un tel assemblage visé de la partie en forme de godet et du noyau n'est cependant pas possible avec la combi- naison de matières de l'invention, car la matière plas- tique a une dilatation thermique spécifique différente de celle de la fonte à graphite sphéroldalo lour cette raison, il n'est possible de réaliser ni un ajustement pressé ni un assemblage vissé. En cas de réalisation d'un ajustement pressé, il faudrait s'attendre dès l'ajustage des pièces à la desctruction de la fonte, qui est relativement fragile. Et même si cet ajustage se faisait sans dommages, une destruction se produirait inévitablement lors de l'absorption de chaleur pendant un freinage, cela à cause des dilatations thermiques diffé- rentes. Ces problèmes apparaîtraient non seulement avec un ajustement pressé, mais aussi avec un assemblage vissé. En dehors de cela, un usinage de précision tant pour un ajustement pressé que pour un assemblage vissé entraîne une dépense importante. En complément de l'invention, par conséquent, la partie en forme de godet présente à l'intérieur une gorge périphérique et divergeant vers le fond de ladite partie, et le noyau présente une gorge circonférentielle dans laquelle est placé un anneau élastique qui s'appuie sur la surface oblique de la gorge de la partie en forme de godet. La force radiale exercée par l'anneau élastique sur la surface oblique de la gorge de la partie en forme de godet a par conséquent une composante axiale sous l'action de laquelle le noyau est serré contre le fond de la partie en forme de godet. Il n'y a donc pas besoin d'un ajus- tement pressé du noyau dans la partie en forme de godet, de sorte qu'il peut être prévu des tolérances correspon- dant aux dilatations thermiques différentes des deux matières. Comme il est extrêmement difficile d'enlever le noyau de la partie en forme de godet avec un outil norm.al sans coincement ou endommagement, il est prévu que le noyau est traversé par un alésage longitudinal. Avec de l'air comprimé, dont on dispose dans tout atelier automobile, on peut faire sortir sans coincement le pis- ton intérieur de la partie en forme de godet, car l'air comprimé agit uniformément sur la face frontale inférieure du noyau. L'alésage longitudinal du noyau débouche de préférence dans le trou taraudé de celui-ci dans lequel est vissée la vis de fixation du couvercle. D'autres détails, avantages et caractéristi- ques de l'invention ressortent de la description sui- vante et des dessins, auxquels on renvoie expressément pour la révélation de tous les détails non décrits dans le texte. Sur les dessins: la figure 1 est une vue-coupe de l'étrier glissant d'un frein à disque et la figure 2 montre à plus grande échelle une partie de la figure 1o L'étrier glissant d'un frein à disque re- présenté sur la figure 1 est monté mobile parallèle- ment à l'axe d'un disque de frein dans un support (non représenté). Dans une des deux branches de cet étrier glissant qui enfourchent le disque de frein est placé un dispositif hydraulique de commande qui sert à serrer un patin de freinage contre le disque, ce qui fait que l'étrier glissant, sous l'influence de la réaction, se déplace par rapport au disque et qu'un patin de freina- ge placé dans son autre branche est lui aussi serré contre le disque. Un frein à disque à étrier glissant de ce type fait partie de l'état de la technique et sa construction de principe est connue de l'homme de métier. La présente description se limite par conséquent à la constitution particulière du piston du dispositif hydraulique de commande. Le piston du dispositif hydraulique de coparmde est formé de deux parties, une partie 10 en forme de godet et un noyau cylindrique 12 placé dans celle-ci. La partie en forme de godet 10, sur le fond de laquelle peut agir le fluide hydraulique, est en fonte à graphite sphéroidal connue sous l'appellation GGG-60. Le noyau cylindrique 12 est constitué d'une matière plastique à faible conductivité thermique qui est en vente dans le commerce sous les marques déposées "Vynkier", "Vyncolite" et "Bakelite". La surface intérieure cylindrique de la partie en forme de godet 10 présente près du fond une gorge circonférentielle 14. Celle-ci comporte une surface oblique 16 qui est inclinée de 200 par rapport à l'axe longitudinal de la partie en forme de godet 10, de sorte que la gorge diverge vers le fond. Le noyau cylindrique 12 présente, près de son extrémité inférieure, une gorge circonférentielle 18 dans laquelle est placé un anneau élastique 20. La profondeur de cette gorge circonféren- tielle 18 correspond au moins à la section de l'anneau élastique 20 afin que celui-ci puisse entrer entièrement dans la gorge circonférentielle 18 en vue de l'intro- duction du noyau 12 dans la partie en forme de godet 10. Lorsque le noyau 12 est entièrement enfoncé dans la partie en forme de godet 10, l'anneau élastique 20 se trouve dans la zone de la gorge 14 de la partie en forme de godet, de sorte qu'il peut, par son élasticité propre, s'élargir radialement jusqu'à venir s'appuyer sur la surface oblique 16 de la gorge 14. Le noyau 12 est par conséquent fixé dans la partie en forme de godet par l'anneau élastique 20. La face frontale du noyau 12 dirigée vers le patin de freinage comporte un évidement central 22, de sorte qu'elle présente une surface annulaire 24 Sur cette surface annulaire 24 du noyau 12 sont placées plusieurs, de préférence cinq, rondelles annulaires minces 26 en acier trempé et rectifié. Sur le paquet de rondelles 26 est placé un couvercle 28 qui enveloppe par un bord la périphérie des rondelles. Ce couvercle 28 présente un creux pourvu d'une ouverture centrale et qui entre dans l'évidement 22 du noyau 12. Le noyau cylindrique 12 présente un alésage central traversant, qui constitue un trou taraudé dans sa partie supérieure 32. Une vis 34 passant par l'ouverture du couvercle 28 est vissée dans le trou taraudé 32 du noyau cylindrique 12. Le paquet de rondelles en acier 26 est par conséquent serré entre le couvercle 28 et la surface annulaire 24 du noyau 12. Le bord 30 du couvercle 28 sert en même temps à la fixation d'une garniture d'étanchéité 36. Pour enlever le noyau cylindrique 12 de la partie en forme de godet 10, on commence par dévisser la vis 34 pour l'enlever du trou taraudé 32, puis on enlève le couvercle 28 et les rondelles en acier 26. Ensuite, on envoie de l'air comprimé dans le trou taraudé 32 et l'alésage axial qui lui fait suite du noyau cylindri- que 12. L'air comprimé agissant sur la face inférieure du noyau 12 pousse celui-ci vers le haut, ce qui fait que l'anneau élastique 20 appuyé sur la surface oblique 16 de la gorge 14 de la partie en forme de godet 10 est repoussé vers l'intérieur dans la gorge circonférentielle 14 du noyau 12, de sorte que ce dernier sort sans se coincer de la partie en forme de godet 100 Le diamètre intérieur de la partie en forme de godet 10 et le diamètre extérieur du noyau cylindri- que 12 sont fixés de façon à tenir compte de la dilatation thermique différente des deux matières. REVENDICATIONS 1. Frein à commande hydraulique, en particulier frein à disque à étrier glissant, comportant un patin de freinage et un piston de commande monté coulissant dans un cylindre et sur lequel peut agir un fluide sous pres- sion, ce piston étant formé de deux parties, une partie en forme de godet (10) en fonte dont le fond est dirigé vers le côté fluide sous pression, et un noyau cylindri- que (12) en matière à haute résistance mécanique etiso- lante thermiquement placé coaxialement dans la partie en forme de godet et joint à celle-ci de manière séparable et pouvant être serré contre le patin de freinage, ca- ractérisé en ce que plusieurs rondelles minces (26) en matière robuste sont fixées sur la face frontale (24) du noyau (12) dirigée vers le patin de freinage. 2. Frein selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les rondelles (26) sont en acier. 3. Frein selon la revendication 2, carac- térisé en ce que les rondelles en acier (26) sont trempées et rectifiées. 4. Frein selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les rondelles (26) sont main- tenues appuyées sur le noyau (12) par un couvercle (28) qui est serré sur le noyau (12) par une vis centrale (34). 5. Frein selon la revendication 4, carac- térisé en ce que les rondelles (26) sont annulaires et en ce que le couvercle (28) présente un bord qui enveloppe la périphérie des rondelles. 6. Frein selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie en forme de godet (10) est en fonte à graphite sphéroidal GGG-60 et le noyau (12) est en matière plastique. 7. Frein selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que à------ la partie en fcrme de godet (10) présente à l'intérieur une gorge (14) périphérique et divergeant vers le fond de ladite partie et en ce que le noyau (12) présente une gorge circonférentielle (18) dans laquelle est placé un anneau élastique (20) qui s'appuie sur la surface oblique (16) de la gorge (14) de la partie en forme de godet (10). 8. Frein selon la revendication 7, carac- térisé en ce que la surface oblique (16) de la gorge (14) de la partie en forme de godet (10) est inclinée de 200 par rapport à l'axe longitudinal. 9. Frein selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le noyau (12) est traversé par un alésage longitudinal.