Brevet FR2629887A1 — publié le 19891013

La présente invention concerne un frein à disque à étrier coulissant à commande mécanique, constitué d'un support de frein fixe, d'un étrier logé dans le support du frein, coulissant parallèlement à l'axe de rotation de la roue à freiner, étrier comportant deux branches, lesquel- les chevauchent un disque de frein solidaire en rotation de la roue, d'un piston logé dans la première branche de l'étrier, coulissant parallèlement à l'axe de rotation de la roue, piston qui est relié à une plaque de pression, d'une première mâchoire placée sur la plaque de pression, mâchoire qui porte une garniture de frein applicable con- tre l'un des côtés du disque de frein, d'un dispositif d'écartement à commande mécanique, lequel s'appuie sur le piston et sur la première branche de l'étrier, d'une deuxiè- me mâchoire placée sur la deuxième branche de l'étrier, mâchoire qui porte une garniture de frein-applicable contre l'autre côté du disque de frein et de guides placés sur le support de frein en vue du guidage et dusupport des deux mâchoires. - Dans un frein à disque à -étrier coulissant de ce type, décrit dans le document DE-OS 34 31 773, la plaque de pres- sion est reliée au piston par l'intermédiaire d'un centrage d'adaptation. Celui-ci se compose d'une partie en saillie cylindrique, de faible hauteur, concentrique à la surface frontale du piston, saillie qui mord dans un évidement cy- lindrique peu profond correspondant de la plaque de pres- sion. Le but de centrage d'adaptation est de permettre des mouvements pendulaires de la plaque de pression, afin d'as- surer que la garniture de frein correspondante vienne sur toute sa surface au contact du disque defrein. On s'oppose ainsi à une usure dissymétrique de la garniture de frein. Il est cependant apparu lors des essais réalisés, que,sous l'effet de la corrosion, de l'encrassement, de déformations provoquées par la charge et l'usure, se manifestaient sur le support des mâchoires des résistances au glissement,qui s'opposaient à une usure régulière des garnitures ou empê- chaient celle-ci. Le problème de la présente invention revient à amélio- rer le frein à disque à étrier coulissant de ce type, en ce sens qu'en dépit des influences décrites, on contraint la garniture à une usure régulière au moyen de l'ajuste- ment de la forme du piston dans son alésage. Ce problème est résolu, conformément à la présente invention, en ce que la plaque de pression est reliée rigi- dement au piston. Avec la liaison rigide du piston avec la plaque de pression, on obtient un élément d'une seule pièce, dont'le centre de rotation, en comparaison de la forme de réalisa- tion connue en deux parties, est, lors du processus de freinage, déplacé par rapport au support latéral de la mâ- choire de frein et par rapport à la surface de frein.D'une façon plus précise, le centre de rotation se déplace d'une part du piston vers l'arête extérieure de la plaque de pression formant un élément avec le piston et par ailleurs, se rapproche vers la surface de frottement de l'épaisseur de la plaque de pression. L'ajustement de la forme du pis- ton et de la plaque de pression réalisé dans l'alésage du piston réduit les couples de rotation qui favorisent une usure oblique, la pression sur l'arête concernant le piston pilote ne subissant, dans la zone des coefficients normaux de frottement, aucun accroissement. Mais, de son côté, 1' ajustement de la forme conduit à l'avantage essentiel que des variations du coefficient de frottement et des augmen- tations de la résistance dues au frottement, non influen- çables, ne peuvent pas se manifester défavorablement par les réserves de pression superficielle, de sorte que l'usu- re parallèle est garantie sur la totalité de l'épaisseur de la garniture. Un exemple de réalisation préférentielle de la présen- te invention est représenté dans les dessins annexés et est explicité plus à fond dans ce qui suit. La figure 1 représente une vue d'cn haut, en coupe par- tielle, d'un frein à disque à étrier coulissant usuel, et la figure 2 est une représentation semblable à celle de la figure 1, qui montre un frein à disque à étrier cou- lissant conforme à la présente invention. Le frein à disque à étrier coulissant à commande méca- nique représenté dans les dessins annexés est constitué d'un support de frein 1 fixe par rapport au disque de frein (non représenté) et d'un étrier 2 logé dans le support de frein coulissant parallèlement à l'axe de rotation du dis- que de frein. L'étrier 2 a deux branches 2' et 2" chevau- chant le disque de frein. Un piston 5 coulissant parallèle- ment à l'axe de rotation du disque de frein est logé dans la première branche 2' de l'étrier 2. Un dispositif d'écar- tement commandable mécaniquement, qui s'appuie sur le pis- ton 5 et sur la première branche 2' de l'étrier, sert au glissement du piston 5. Dès lors que la configuration de ce dispositif d'écartement n'est pas en opposition avec la pré- sente invention, il n'y a pas lieu de l'expliciter ici plus avant. Mais, il faut signaler que le document DE-OS 31 42 799 donne tous les détails d'un tel dispositif d'écar- temento Sur les deux côtés du disque de frein sont placées une première et une deuxième mâchoires 3, 4, lesquelles portent respectivement une garniture de frein 3' et 4' applicable sur le côté du disque de frein tourné vers elle. La premiè- re machoire 3 est placée sur la deuxième branche 2" de 1' étrier 2 et la deuxième mâchoire 4 sur une plaque de pres- sion 6. Les deux mâchoires 3 et 4 sont guidées latéralement le long de guides 8 du support de frein 1. Ces guides,iors de la mise en oeuvre du frein absorbent les forces qui ne manifestent et agissent parallèlement aux garnitures 3' et 4' de frein. La plaque de pression 6 est reliée au piston par un centrage d'adaptation 10. Celui-ci est constitué d'une partie en saillie cylindrique de faible hauteur,con- centrique à la surface frontale du piston 5, saillie qui mord dans un évidement cylindrique peu profond correspon- dant de la plaque de pression 6. Lorsque le dispositif mécanique d'écartement placé dans la première branche 2' de l'étrier 2 est actionné, le piston 5 est alors mis en mouvement yers le haut, conformé- ment à la figure 1, jusqu'à ce que la garniture 4' placée sur la deuxième mâchoire 4 adjointe vienne au contact du disque de frein. La force de réaction, qui en résulte, a pour conséquence que tout l'étrier 2 ainsi que le disposi- tif d'écartement est, par rapport au support de frein 1 déplacé vers le bas, conformément à la figure 1, jusqu'à ce que de la même manière la garniture 3' placée sur la première mâchoire 3 vienne au contact du disque de frein. Dans la deuxième mâchoire 4, eu égard aux rapports ac- tifs générés par le moment provenant de la force de freina- ge FB sur la surface du frein et de la distance L'B du sup- port de la plaque de pression 6 au piston 5, une usure dissymétrique se produit sur la face d'entrée du disque de frein. Mais, la longueur axiale relativement courte du cen- trage d'adaptation 10 de la plaque de pression 6 dans le piston 5 permet un faible mouvement pendulaire de la plaque de pression 6, qui doit s'opposer à une usure dissymétri- que de la garniture de frein 4'. Il est cependant apparu lors d'essais, que, sous l'influence de la corrosion,d'en- crassement et de déformations provoquées par la charge et l'usure, se produisait sur le support A de mâchoire une raideur et que l'application excentrique de la force ne suffisait plus à assurer une usure absolument régulière de la garniture. La figure 1 illustre les forces générées lors de la mi- se en oeuvre du frein, lesquelles provoquent autour du point P' un pivotement de l'ensemble composé de la garnitu- re de frein 4', de la mâchoire 4 et de la plaque de pres- sion 6. Il s'agit ici de la force de freinage FB agissant sur la garniture de frein 4' et de la force d'appui corres- pondante FA ainsi que de la force de frottement FR, qui toutes deux agissent sur la mâchoire 4. La force de frotte- ment FR est ici le produit de la force d'appui FA par le coefficient de frottement vis-à-vis du support de frein 1. La force FQ avec le bras de levier lq représente la charge superficielle, qui s'oppose aux forces et aux mo- ments qui entrent en jeu. La somme de tous les moments devant être nulle, on arrive à l'égalité suivante: I FA x L'A - FR x 1' - FB x L'B + FQ (lq - 1') = 0 ou FA x L'A A x v x 1' - FB x L'B + FQ (lq - 1') - O Dans la forme de configuration conforme à la présente invention que montre la figure 2 des dessins annexés, forme dans laquelle la plaque de pression et le piston sont réu- nis en un élément-unique 6, l'ensemble constitué par la garniture de frein 4' et la mâchoire 4 pivote autour du point P sous l'influence des forces de freinage. Puisque, dans ce cas aussi, la somme de tous les moments doit éga- lement être nulle, il s'ensuit l'égalité suivante: II F A x LA - FR x 1 FB x LB + FQ (lq - 1) = 0 ou FA xLA - FAx r x 1 - FB x LB +'FQ (lq - 1) = 0 Puisque, dans la forme de réalisation connue de la figure 1, le centre de rotation P' se situe très près de l'axe du piston, il en résulte un grand bras de levier 1 q Cela signifie que la montée de la charge superficielle est faible et que le moment de rappel correspondant est peu élevé. Du fait que, à valeurs égales pour FA, FB et FQ, le centre de rotation P, selon la forme de réalisation confor- me à la présente invention, a été déplacé vers la surface de frein et vers le support A de mâchoire, tous les bras de levier qui entrent en jeu s'en trouvent raccourciso Un bras de levier 1 plus court implique une montée q rapide de la charge superficielle, ici le moment de rappel est élevé et de ce fait l'on obtient une usure très régu- lière sur toute la largeur de la garniture de frein. Dès lors que, dans la forme de réalisation conforme à la présente invention que montre la figure 2, le centre de rotation P est déplacé très près de la surface de frein et du support de la mâchoire, et que tous les bras de levier s'en trouvent raccourcis, les raideurs du support de mâchoi- re ont une faible influence sur l'usure régulière de la garniture. Ainsi, eu égard aux rapports actifs générés par le moment de la force de freinage FB sur la surface de frein et de la force d'appui FA, ainsi que de la force de frotte- ment FR, il se produit sur la face d'entrée du disque une usure dissymétrique. Cela a pour conséquence qu'au centre de rotation P tun moment résistant beaucoup plus élevé est généré par l'application d'une force extrêmement excentri- que, lequel s'oppose à l'usure dissymétrique de la garnitu- re. S'écartant de la forme de réalisation présentée, dans laquelle la plaque de pression et le piston sont conformés en un élément d'une seule pièce 6, ces deux pièces peuvent aussi être reliées rigidement au moyen d'un procédé d'as- semblageo Celui-ci peut être réalisé par boulonnage ou par soudage. REVENDICATIONS 1. Frein A disque 'A étrier coulissant A commande méca- nique, constitué d'un support de frein fixe, d'un étrier logé dans le support de frein, coulissant parallèlement A l'axe de rotation de la roue A freiner, étrier comportant deux branches, lesquelles chevauchent un disque de frein solidaire en rotation de la roue, d'un piston logé dans la première branche de l'étrier coulissant parallèlement A l'axe de rotation de la roue, piston qui est relié A une plaque de pression, d'une première mâchoire placée sur la plaque de pression, mâchoire qui porte une garniture de frein applicable contre l'un des côtés du disque de frein, d'un dispositif d'écartement à commande mécanique, lequel s'appuie sur le piston et sur la première branche de 1' étrier, d'une deuxième mâchoire placée sur la deuxième branche de l'étrier, mâchoire qui porte une garniture de frein applicable contre l'autre côté du disque de frein et de guides placés sur le support de frein en vue du guidage et du support des deux mâchoires, caractérisé en ce que la plaque de pression (6) est reliée rigidement au piston(5). 2. FreinA'à disque A étrier coulissant A commande méca- nique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de pression (6) est reliée rigidement au piston (5) au moyen d'un procédé d'assemblage. 3. Frein A disque A étrier coulissant A commande méca- nique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de pression (6) et le piston (5) sont conformés en un élément d'une seule pièce.