Brevet FR2611841A1 — publié le 19880909

-2 1 -- La présente invention concerne un frein à disque à garnitu- res partielles à étrier flottant comprenant un support de frein, au moins une broche de guidage, un étrier de frein monté sur le support de frein et pouvant coulisser dans le sens axial de la broche de gui- dage, et un guide à broche comprenant un perçage, une pièce en élastomère, un élément de retenue et un anneau de friction, l'anneau de friction étant monté de façon à être entralné par l'élément de rete- nue dans le sens axial. Un frein à disque à garnitures partielles à étrier du type indiqué précédemment est représenté aux figures 4 à 6 de la demande de brevet allemand DE-OS 35 10 372 qui montre un dispositif à jeu ac- tif. Ce dispositif comprend un élément de retenue muni d'un évidement continu qui forme une gorge annulaire comprenant une première paroi latérale, un fond de gorge et une seconde paroi latérale formée par un élément annulaire. L'élément annulaire est relié, par soudage par friction, au corps de base de l'élément de retenue, une liaison par rainure et languette étant prévue entre ces deux pièces. Dans la gor- ge annulaire est disposé un anneau de friction qui prend appui sur la broche de guidage avec ajustement frottant et qui repose sur la paroi latérale formée par cet éliment. Entre l'anneau de friction et la paroi latérale est disposé un ressort Belleville prenant appui sur ces deux pièces. Dans ce mode de réalisation, un espace libre permet- tant de conserver l'efficacité de l'éliment élastique en forme de manchon est prévu entre la limite intérieure de l'évidement et la broche. Le ressort Belleville présente une conception correspondante. Dans ce mode de réalisation, des talons en forme de crochets forment des surfaces d'appui et l'élément de retenue forme des surfa- ces d'appui dans lesquelles une portion de l'étrier de frein s'engage avec un jeu axial s. La présente invention a pour but de simplifier un dispositif à jeu actif. Conformément à la présente invention, ce but est atteint en - 2 - 2611841 ce que, dans la zone du perçage, l'élément de retenue possède un dia- mètre inférieur à celui du perçage. 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 aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, un frein à disque à garnitures partielles, la figure 2, une vue en coupe longitudinale du guide a broche, - la figure 3, une vue en coupe transversale du guide à bro- che, selonla ligne CC de la figure 2 - la figure 4, une autre vue en coupe transversale du guide à broche, selon la ligne BB de la figure 2 - la figure 5, un jeu actif pour un guide à broche, - la figure 6, un autre jeu actif pour un guide à broche, - la figure 7, une vue en coupe longitudinale d'un autre guide à broche, - la figure 8, un troisième jeu actif destiné à un guide à broche au niveau de l'anneau de friction, - la figure 9, un quatrième jeu actif pour un guide à broche au niveau de l'anneau de friction, - la figure 10, un mode de réalisation d'une pièce en matiè- re plastique, - la figure 11, une vue en coupe longitudinale d'un troisiè- me guide à broche, - la figure 12, un diagramme, - la figure 13, une vue de c8té d'un frein à disque à garni- tures partielles à étrier flottant, - la figure 14, une vue de dessus d'un frein à disque à gar- nitures partielles à étrier flottant. Le frein à disque à garnitures partielles à étrier flottant représenté à la figure 1 comprend un étrier flottant 1. L'étrier de frein en forme de U 1 chevauche le bord extérieur d'un disque de frein 2, l'étrier de frein 1 pouvant coulisser axialement sur un sup- port de frein 3 solidarisé au véhicule automobile. Il est prévu des 3 - 2611841 broches de guidage 4, 4' qui sont disposées dans le sens circonféren- tiel, de manière espacée et alignées parallèlement à l'axe du support de frein 3, pour guider axialement l'étrier de frein 1 sur le support de frein 3, les broches de guidage dépassant du bord extérieur du disque de frein 2. De part et d'autre du disque de frein 2 sont dis- posées des garnitures de frein 5, 6 qui reposent sur les broches de guidage 4, 4'. Sur le côté du support de frein 3 opposé au disque de frein 2 sont prévus des prolongements des broches de guidage 4, 4' qui servent à supporter l'étrier de frein 1. Sur le côté opposé, l'étrier de frein 1 est supporté sur la garniture de frein correspon- dante 5. Pour guider les broches de guidage 4, 4', l'étrier de frein 1 comporte des talons 7, 8 qui s'étendent sensiblement dans le sens circonférentiel et qui sont munis de perçages parallèles à l'axe, dont seul le perçage 9 est représenté à la figure 1. Entre la broche de guidage 4 et le talon 7, un guide à bro- che 10 est prévu à l'intérieur du perçage 9. L'étrier de frein 1 com- prend deux branches sensiblement radiales 11, 12, la branche inté- rieure 11 de l'étrier de frein 1 comprenant un dispositif d'actionnement (non représenté) conçu sous la forme d'une unité pis- ton-cylindre. Le dispositif d'actionnement agit directement sur une première garniture de frein 6 disposée sur l'un des côtés du disque de frein 2 et il agit par réaction par l'intermédiaire de l'étrier 1, sur une seconde garniture de frein 5 disposée de l'autre côté du disque de frein 2. La- garniture de frein intérieure 6 est actionnée directement par ce dispositif d'actionnement, tandis que la garniture de frein extérieure 5 est actionnée indirectement par l'intermédiaire d'un déplacement correspondant de l'étrier de frein 1 dans le sens opposé La figure 2 représente la broche de guidage 4 sur laquelle est monté un anneau de friction 13. Entre l'anneau de friction 13 et le talon 7 sont prévus un élément de retenue 14, désigné ci-après par le terme de pièce en matière plastique, et une pièce en élastomère 15. La pièce en élastomère 15 comporte des lèvres d'étanchéité 16, 17 qui entourent radialement la broche de guidage 4 et qui empêchent l'intrusion de particules de poussière ou d'autres impuretés dans le -4 - 26118 41 guide. La pièce en élastomère 15 peut être réalisée en caoutchouc garni de téflon et/ou en matériau caoutchouc glissant. La pièce en élastomère 15 comprend une portion en forme de manchon 18, désignée ci-après sous le terme de manchon, ainsi qu'un talon 19. Une partie du manchon 18 entoure un fat 20 comportant des anneaux 21 d'un capu- chon de fermeture 22 muni d'un couvercle 23. Le manchon 18, le talon 19 du manchon 18 et le capuchon de fermeture 22 sont déformables et le fût 20 du capuchon de fermeture 22 peut être introduit dans le manchon, le talon 19 du manchon 18 et les anneaux 21 du capuchon 22 étant dimensionnés de manière à s'accrocher ensemble lorsque le fût est introduit dans la partie de manchon 18. Le guide à broche 10 comporte le perçage 9 pratiqué dans le talon 7, l'anneau de friction 13, la pièce en matière plastique 14 et la pièce en élastomère 15. Un palier, désigné ci-après sous le terme de douille, comprend la pièce en matière plastique 14 et la pièce en élastomère 15. La douille peut être encliquette dans le talon 7. Lorsque les freins sont actionnés, le talon 7 est déplacé dans la di- rection 24. Par l'intermédiaire d'une saillie radiale 25, désignée ciaprès par le terme de bourrelet, de la pièce en matière plastique 14, cette dernièreétant appuyée contre l'anneau de friction 13. A cet effet, la distance X existant entre l'anneau de friction 13 et la pièce en matière plastique 14 est d'abord parcourue avant que les deux faces 26 et 27 de l'anneau de friction 13 et de la pièce en ma- tière plastique 14 ne viennent en butée. L'adhérence de l'anneau de friction 13 au fût est calculée de manière que la pièce en matière plastique 14 soit d'abord arrêtée et que, lorsque le talon 7 poursuit son déplacement dans la direction 24, le travail élastique soit accu- mulé au point A situé entre le talon 7 et la pièce en matière plasti- que 14. Ce n'est qu'après avoir tendu ce ressort" au point A que l'anneau de friction 13 est à nouveau déplacé, par l'intermédiaire de la pièce en matière plastique 14, par le talon 7 dans la direction 24. La poursuite du déplacement de l'anneau de friction 13 dans la direction 24 intervient lorsque la garniture de frein 6 a diminué en en épaisseur sous l'effet de l'usure en cas de flexion du disque ou de déformation de l'étrier. Le travail élastique au point A entre le - 5 - 261 141 talon 7 et la pièce en matière plastique 14 sert, à l'issue du frei- nage, à régler un jeu entre la garniture de frein 5 et le disque de frein 2. Lorsque le frein est relâché, l'adhérence de l'anneau de friction 13 au fût 4 est calculée pour que le travail élastique au point A pousse le talon 7 et donc l'ensemble de l'étrier de frein 1 dans la direction 28. Ceci a pour effet de séparer la garniture de frein 5 du disque de frein 2 pour crier un jeu actif entre la garni- ture de frein 5 et, respectivement, le disque de frein 2. La pièce en élastomère 15 a la consistance du caoutchouc et sert de joint (lèvres d'étanchéité 16, 17) et de mécanisme d'amortissement agissant dans le sens radial pour amortir le mouvement radial de la broche 4 dans le perçage 9. Entre la broche de guidage 4 et une surface de butte 59 de la pièce en matière plastique 14 est prévu un jeu radial z et, res- pectivement, y. La pièce en matière plastique 14 a un effet de sup- port radial après que le jeu radial y/z aient été ompamés. A l'inté- rieur du jeu radial, la pièce en élastomère 15 guide le talon 7 de manière amortie sur la broche 4. Dans la zone du perçage 9, la pièce en matière plastique 14 présente un diamètre inférieur à celui du perçage. Ceci simplifie l'usinage du perçage 9 par rapport à l'agen- cement connu. Pour introduire (monter) dans la zone réceptrice l'an- neau de friction 13 emmanché sur la broche de guidage 14, la pièce en matière plastique 14 comporte une face conique 58 évasée radialement vers l'extérieur et qui élargit la pièce en matière plastique par dé- formation élastique l'introduction. La figure 3 représente une coupe transversale C-C, la pièce en matière plastique 14 étant disposée dans la pièce en élastomère 15. La pièce en matière plastique 14 comporte des gorges longitudina- les qui sont pratiquées dans le sens axial de la broche de guidage 4 et dans lesquelles est logée la pièce en élastomère 15. La figure 4 représente une coupe transversale B-B, l'anneau de friction 13 étant disposé entre la pièce en matière plastique 14 et le fût 4. L'anneau de friction 13 est avantageusement réalisé en bronze écroui. De manière avantageuse, l'anneau de friction 13 est un manchon fendu qui, dans le sens axial du fût 4, comporte une fente 29, de sorte que la broche de guidage 4 est pincée de manière - 6 - 2611841 élastique dans le sens radial. La figure 5 représente le détail A situé entre le talon 7 et la pièce en matière plastique 14. La face d'appui 31 de la pièce en matière plastique 14 peut coulisser par rapport à la face d'appui 32 du talon 7. Lorsque les freins sont actionnés, les faces 33 et 34 du talon 7 et de la pièce en matière plastique 14 sont poussées l'une contre l'autre, et la charge élastique est accumuléedans un ressort de manchon 30 désigné ci-après par le terme de ressort ondulé (fendu) 30. La pièce en élastomère 15 a la consistance du caoutchouc et est si déformable aux points A et D que son travail élastique est faible par rapport à celui du ressort ondulé fendu 30. La distance fw entre les deux faces 33 et 34 est appelée course élastique. Lors du relâa- chement des freins, le ressort ondulé 30 pousse le talon 7 dans la direction 28, ce qui a pour effet de crier un jeu actif s entre le disque de frein 2 et la garniture de frein 5. L'interstice 61 ainsi ménagé est rendu étanche à l'intrusion d'impuretés par le creux 62 (effet de chicane). On peut également utiliser un capuchon de pro- tection en caoutchouc. La figure 6 représente un autre agencement permettant de ré- gler un jeu actif s. L'épaulement 37 de la pièce en matière plastique 14 forme, avec le talon 7 situa entre les faces d'appui 38 et 39, une gorge en forme de coin 40. Lorsque les freins sont actionnés, un tra- vail élastique est accumulé dans la pièce en matière plastique 14 en raison de la déformation se produisant dans la zone étroite 36. Lors du relâchement des freins, les faces 38 et 39 sont éloignées l'une de l'autre par la force élastique, ce qui a pour effet de créer un jeu actif s entre le disque de frein 2 et la garniture de frein 5. L'en- droit le plus étroit 36 entre l'épaulement 37 de la pièce en matière plastique 14 et la partie principale 41 de la pièce en matière plas- tique 14 est prévu pour que la force de friction entre les deux fa- ces 31 et 32 puisse être surmontée. La pièce en élastomère 15 a la consistance du caoutchouc et est si déformable au point A, D que le travail élastique de la pièce en matière plastique 14 est important par rapport à la pièce en élastomère 15. La figure 7 représente un second guide à broche en coupe -7_ 2611841 longitudinale. La coopération entre l'anneau de friction 13 et la pièce en matière plastique 14 a été déplacée à l'extérieur du perçage 9. La zone 46 qui reçoit l'anneau de friction, désignée ci-après par le terme d'extrémité de manchon, de l'élément de retenue 14 est si- tuée complètement à l'extérieur du perçage 9. Le perçage 9 peut donc être plus petit et/ou la pièce en matière plastique 14 peut être ren- forcée. Le cran situé derrière la pièce en matière plastique 14 est supprimé. La pièce en matière plastique 14 comporte des sailli axials 42 et un anneau radial 43 prenant appui sur le talon 7. La pièce en ma- tière plastique 14 comporte des gorges longitudinales dans la zone des saillies 42 et d'une partie centrale 48 guidée à travers la pièce en élastomère 15. L'anneau de friction 13 est appliqué contre la face de butée 45 du talon en saillie intérieure radiale 44 de la pièce en matière plastique 14. La portion 44, 48 de la pièce en matière plas- tique 14, qui forme la face de butée 45 et qui comprend le talon 44 et la portion centrale 48, est située complètement à l'extérieur du perçage 9. L'extrémité de manchon 46 est ouverte en direction du capu- chon 22. L'anneau de friction 13 est disposé de manière à être en- traîné par la pièce en matière plastique 14 dans le sens axial 24 et à ne pas subir l'influence de la pièce en matière plastique 14 dans le sens axial opposé 28. Lorsqu'on dévisse la broche de guidage 4 du support de frein 3, il est alors facile de déposer la broche de gui- dage 4, l'anneau de friction 13, la pièce en matière plastique 14 et la pièce en élastomère 15. A l'extrémité de manchon 46 destinée à l'anneau de friction 13, la pièce en matière plastique 14 comporte un évidement ouvert vers l'un des côtés, ce qui permet d'insérer libre- ment l'anneau de friction 13 dans le sens axial 28. Lors de l'assem- blage, l'anneau de friction 13 doit être poussé sur la broche de gui- dage, de façon qu'il vienne en butée contre la face 45 lorsqu'on visse la broche de guidage 4. Lors du démontage, l'anneau de friction 13, qui adhère par friction à la broche de guidage 4, est retiré avec la broche de guidage 4 dans la direction 24. Le détail E représente le jeu actif sur l'anneau de friction. Un autre avantage de l'agencement représenté est le sui- -8- 2611 41 vant: lorsqu'une décélération se produit avec une pression hydrauli- que élevée, des courses importantes apparaissent au niveau de l'an- neau de friction 13 en raison de la compressibilité des garnitures et de l'allongement de l'étrier. Si l'anneau 13 reste guidé à l'inté- rieur d'une gorge pratiquée dans l'oeil de la douille, les courses de rappel disponibles peuvent être insuffisantes pour desserrer complè- tement l'étrier 1 et des couples résiduels peuvent apparaître. La figure 8 représente un troisième jeu actif d'un guide à broche au niveau de l'anneau de friction 13. Lors de la décélération, le talon 17 et, par son intermédiaire, la pièce en élastomère 15 et la pièce en matière plastique 14 sont déplacés dans la direction 24, la surface 45 du talon circulaire 44 de la pièce en matière plastique 14 venant au contact de l'anneau de friction 13. L'adhérence par friction existant entre la broche de guidage 4 et l'anneau de fric- tion 13 est prévue pour que la zone mince 49 située entre le talon 44 et l'extrémité de manchon 46 de la pièce en matière plastique 14 soit déformée et que le talon 44 soit poussé dans la direction 28. La zone étroite 49 se prolongeant par le talon en forme de coupelle 44 de la pièce en matière plastique 14 fait fonction de ressort et accu- mule le travail élastique. Ce n'est qu'après avoir accumulé ce tra- vail élastique et avoir surmonté le jeu actif S que l'anneau de fric- tion 13 est déplacé dans la direction 24. Les courses élastiques fw entre l'anneau de friction 13, la pièce en matière plastique 14 et le talon 7 sont identiques. Les deux courses élastiques fw coopèrent avantageusement selon un rapport quelconque, par exemple fw/2. La figure 9 représente un quatrième jeu actif d'un guide à broche au niveau de l'anneau de friction. Lors de la décélération, la pièce en élastomère 15 et la pièce en matière plastique 14 sont dé- placées dans la direction 24 par l'intermédiaire du talon 7, le tra- vail élastique étant accumulé dans le ressort ondulé fendu 50. Ce n'est que lorsque le jeu actif S est surmonté que l'anneau de fric- tion 13 disposé sur la broche de guidage 4 est déplacé dans la direc- tion 4. Lorsque la broche de guidage 4 est déposée du support de frein 3 et du guide à broche 10, la saillie de retenue 50 du ressort de la pièce en matière plastique 14 - désignée ci-après par le terme 261 18L1 - 9 - de mamelon - immobilise le ressort 50 dans l'extrémité de manchon 46, de sorte que le ressort 50 ne peut pas être perdu. La figure 10 représente un mode de réalisation avantageux d'une pièce en matière plastique 14. La pi&ce en matière plastique 14 comporte des arrondis 52 et 53, ce qui, lors du moulage de la pièce en matière plastique avec la pièce en élastomère 15, permet à la piè- ce en élastomère 15, de mieux épouser les arrondis correspondants. La figure 11 représente un ressort Belleville 56 et un an- neau 54 muni d'une butée, qui sont disposés entre l'anneau de fric- tion 13 et la pièce en matière plastique 14 qui comporte une face ex- trime 60 tournée vers l'anneau de friction 13. Lors de la décélération, le talon 7 est déplacé dans la direction 24. Le talon 7 s'appuie contre la pièce en matière plastique 14 et cette dernière s'appuie, par l'intermédiaire de l'anneau 54 et du ressort Belleville 56, contre l'anneau de friction 13. Lorsque le jeu actif S est sur- monté, la partie intérieure 57 du ressort Belleville 56 s'appuie con-- tre le talon 55 du disque 54. L'agencement du disque 54 muni du talon et du ressort Belleville 56 peut également être réalisé entre la pie- ce en matière plastique 14 et le talon 7. Le mamelon 51 est situé sur la pièce en élastomère 15. La figure 12 représente la charge élastique correspondante. Lorsque le jeu actif S est surmonté et que le ressort Belleville 56 a atteint le talon 55, la charge élastique F augmente à l'infini. La charge élastique F comprend trois plages bl, b2 et b3 sur un trajet v. Dans la plage bl, le ressort est tendu; dans la plage b2, le res- sort possède une charge constante fl; et dans la plage b3, la charge du ressort peut augmenter à l'infini. La figure 13 représente une vue de coté d'un frein I disque I garnitures partielles à étrier flottant du type FN dont les deux garnitures sont montées coulissantes dans l'étrier qui lui même monté coulissant à l' aide de deux broches de guidage. La figure 14 représente une vue de dessus d'un frein I dis- que I garnitures partielles à étrier flottant du type FN. La douille de ce frein à disque à garnitures partielles à étrier flottant peut avantageusement s'encliqueter dans le perçage 9 - désigné ci-après par le terme d'oeil de perçage -, le diamètre de perçage B et la lon- gueur D de l'oeil de perçage étant normalisés pour permettre un rem- placement facile et rapide de la douille. - 10 - 2611P,L1 REVENDICATIONS 1. Frein à disque à garnitures partielles à étrier flottant comprenant un support de frein, au moins une broche de guidage., un étrier de frein monté sur le support de frein et pouvant coulisser dans le sens axial de la broche de guidage, et un guide à broche com- prenant un perçage, une pièce en élastomère, un élément de retenue et un anneau de friction, l'anneau de friction étant monté de façon à être entra!nt par l'élément de retenue dans le sens axial, caractiri- sé en ce que, dans la zone du perçage (9), l'&lément de retenue (14) possède un diamètre inférieur à celui du perçage. 2. Frein à disque conforme à la revendication 1, caract&risé en ce que l'élément de retenue (14) comporte une face conique (58) qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui est située dans la zone adjacente à celle recevant l'anneau de friction (13). 3. Frein à disque conforme à la revendication 1 ou 2, dans lequel l'élément de retenue comprend une face de butée, caractérisé en ce que la face de butée (59) est tournée vers la broche de guidage (4). 4. Frein à disque à garnitures partielles à étrier flottant, comprenant un support de frein, au moins une broche de guidage, un étrier de frein monté sur le support de frein et pouvant coulisser dans le sens axial de la broche de guidage, et un guide à broche com- prenant un perçage, une pièce en élastomère, un élément de retenue et un anneau de friction, l'anneau de friction étant monté de façon à être entrain& par l'élément de retenue dans le sens axial, caractéri- sé en ce que la zone de l'élément de retenue (14) recevant l'anneau de friction (13) est disposée complètement à l'extérieur du perçage (9). 5. Frein à disque conforme à la revendication 4, dans lequel l'élément de retenue comprend une face de butte, caractérisé en ce que la portion (44, 48) de l'élément de retenue (14) formant la face de butte (45) est située complètement à l'extérieur du perçage (9). 6. Frein à disque conforme aux revendications 4 ou 5, carac- - il1- 26118i1 térisi en ce que l'élément de retenue (14) comprend un évidement des- tiné à l'anneau de friction (13), ledit évidement étant ouvert sur un c8té de façon que l'anneau puisse y être librement inséré dans une direction axiale (28). 7. Frein à disque à garnitures partielles à étrier flottant, comprenant un support de frein, au moins une broche de guidage, un étrier de frein monté sur le support de frein et pouvant coulisser dans le sens axial de la broche de guidage, et un guide à broche com- prenant un perçage, une pièce en élastomère, un éliment de retenue et un anneau de friction, l'anneau de friction étant monté de façon à être entraîné par l'éliment de retenue dans le sens axial, caractéri- sé en ce que l'élément de retenue (14) comprend une face extrême (60) tournée vers l'anneau de friction (13), et en ce qci'un ressort Bel- leville (56) est disposé entre l'anneau de friction (13) et la face extrême (60). 8. Frein à disque conforme à la revendication 7, caractérisé en ce qu'entre le ressort Belleville (56) et la face extrême (60) est disposé un élément de butée (54). 9. Frein à disque conforme à l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'une saillie de retenue de ressort (51) est prévue sur l'élément de retenue (14). 10. Frein à disque conforme à l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'une saillie de retenue de ressort (51) est prévue sur la pièce en élastomère (15). 11. Frein à disque conforme à l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que le travail élastique peut être accumulé dans l'élément de retenue (14).