Brevet FR2626945A1 — publié le 19890811

FREIN A DISQUE ET PATIN DE FREIN UTILISABLE DANS UN TEL FREIN DESCRIPTION L'invention concerne un frein ô disque destiné à équiper un véhicule automobile, ainsi qu'un patin de frein utilisable dans un tel frein à disque. Un frein à disque comprend de façon connue un étrier chevauchént un disque de frein, ainsi que des moyens de serrage associes à l'étrier de façon ô déplacer au oins deux patins de frein vers les faces opposées du disque. Dans un premier type de frein à disque, dit à étrier fixe, l'étrier est monte directement sur une partie non tournante du véhicule et des moyens de serrage indépendants agissent sur les patins de frein situés de chaque côté du disque. Au contraire, dans les freins à disque dits à étrier coulissant, L'étrier est monte sur un support fixe à une partie non tournante du véhicule, par l'intermédiaire de moyens de guidage autorisant un déplacement de cet étrier dans une direction parallèle à l'axe du disque. Les Moyens de serrage agissent alors directement sur l'un des patins pour l'appliquer contre la face correspondante du disque. L'application contre L'autre face du disque du patin situe de l'autre côté est obtenue indirectement sous l'effet du coulissement de L'étrier sur le support fixe. L'invention, qui s'applique indifféremment à ces deux types de freins à disque, concerne plus précisément le cas où les patins sont logés dans des fenêtres formes dans un organe support. Dans le cas d'un frein à étrier fixe, cet organe support est l'étrier. Au contraire, dans le cas d'un frein à étrier coulissant, l'organe support dans lequel sont logés les patins peut être indifféreminent soit l'étrier soit, de préférence, le support fixe sur lequel coulisse L'étrier. Dans les freins ô disque ainsi conçus, le couple de freinage engendre par la venue en contact des garnitures de friction des patins contre le disque tournant est transmis directement des patins l'organe support par la venue en appui des patins contre des surfaces d'ancrage formées sur cet organe. Coopte tenu notamment des tolérances de fabrication et de montage, il existe nécessairement un certain espace entre le disque tournant et les parties de l'organe support dans lesquelles sont formées les surfaces d'ancrage servant d'appui aux patins lors du freinage. En raison de la faible épaisseur des plaques porte-garniture des patins, il peut arriver, lorsque les garnitures de friction sont totalement usées, que ces plaques porte-garniture se glissent dans les espaces formes entre l'organe support et le disque. Cette situation peut notamment se présenter lorsque le témoin indiquant normalement au conducteur du véhicule que les garnitures de friction sont uses ne fonctionne pas correctement. Un tel échappement des patins de frein peut avoir des conséquences tres graves, en raison à la fois de la disparition totale du freinage sur le frein concerné et du risque que certaines pièces tel les que le disque de frein, L'étrier, etc. soient endommagées de façon irréversible. L'invention a précisément pour objet un frein à disque dont la conception originale lui permet à la fois de supprimer tout risque d'échappement des patins, de compenser partiellement la perte d'efficacité due à L'usure complete des garnitures de friction, et d'avertir immédiatement le conducteur du véhicule de cette situation. L'invention a aussi pour objet un patin de frein dont la structure particuLière Lui permet d'être utilisé avantageusement dans un tel frein à disque. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un frein à disque comprenant un étrier chevauchant un disque de frein et équipé de moyens de serrage aptes à déplacer au moins deux patins de frein vers des faces opposées du disque, chaque patin étant logé et ancre dans une fenêtre forme dans un organe support, caractérisé par le fait que chaque patin comporte au moins une partie faisant saillie radialement au-delå d'un bord périphérique du disque, avec un jeu circonférentiel déterminé, dans une lumière formée dans L'étrier, ladite partie en saillie portant au moins un pion faisant saillie vers le disque, au-delå du bord périphérique de ce dernier. Gracie aux caractéristiques ainsi définies, lorsque la garniture de friction de l'un des patins est totalement usée, si la plaque porte-garniture de ce patin commence à glisser entre l'organe support et le disque en s'échappant de la fenêtre forme à cet effet dans l'organe support, le jeu qui existait à l'origine entre la partie en saillie du patin et le bord de la Lumière formée dans L'étrier est immédiatement rattrapé. La partie en saillie du patin prend alors appui sur le bord de cette lumière et l'échappement du patin est empêché. De plus, entant donne que le point d'appui de La partie en saillie du patin sur le bord de la lumière formée dans l'étrier est décale radialement vers l'extérieur par rapport au centre d'action du patin sur le disque, un couple de basculement du patin est engendre. Ce couple tend à appliquer le pion porte par la partie en saillie du patin sur le bord périphérique du disque. Le frottement de ce pion sur le disque produit un bruit important qui a pour effet d'avertir immédiatement et de façon certaine le conducteur du véhicule de cette situation. De plus, la venue en appui du pion sur Le bord périphérique du disque provoque un frottement supplémentaire qui compense partiellement la baisse d'efficacité du frein résultant de L'usure totale des garnitures de friction. De préférence, chaque patin de frein comporte deux parties en saillie en forme d'oreilles, disposées symétriquement par rapport au plan médian du frein contenant l'axe du disque, chacune de ces parties en saillie portant un pion et pénétrant dans une lumière séparée formée dans L'étrier. L'invention concerne également un patin de frein comprenant une plaque porte-garniture sur une face de laquelle est fixée une garniture de friction, la plaque porte-garniture comportant deux bords d'ancrage opposes reliés par deux bords de liaison, caractérisé par le fait que la plaque porte-garniture comporte au moins une partie faisant saillie au-delF de l'un des bords de liaison de la plaque, cette partie en saillie portant au moins un pion faisant saillie sur ta face de la plaque portant la garniture de friction. Un iode de réalisation préféré de l'invention va maintenant être décrit, ô titre d'exemple nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus, en coupe partielle, d'un frein à disque réalisé conformément à l'invention ; et - la figure 2 est une vue de côté, en coupe selon la ligne 11.11 de la figure 1. Le frein à disque représente à titre d'exemple sur les figures 1 et 2 est un frein à étrier coulissant. Ce frein comprend un disque de frein 10, représenté en traits mixtes pour ne pas surcharger les figures, prévu pour être fixé sur- une partie tournant avec une roue du véhicule, telle qu'un moyeu de roue. Ce disque 10 comporte deux faces planes parallèles et opposées 10a et 10b, perpendiculaires à son axe, et un bord périphérique 10c. Le frein à disque représenté sur les figures 1 et 2 comprend de plus un organe support 12 prévu pour être fixé à une partie non tournante du véhicule adjacente au disque 10. L'organe support 12 chevauche le disque 10 en deux emplacements circonférentiellement espacés par rapport à ce dernier (figure 2) et il comporte deux parties Latérales approximativement planes situées en face de chacune des faces 10a et 1ûb du disque et espacées de ces faces d'une certaine distance d (figure 1). Dans chacune de ces deux parties latérales de l'organe support 12 est ménagée une fenêtre désignée de façon générale par la référence 14. Les fenêtres 14 présentent une configuration approximativement rectangulaire et elles sont ouvertes du côté du bord périphérique lOc du disque, comme le montre la figure 2. Chacune des fenêtres 14 définit ainsi deux surfaces d'ancrage parallèles et opposées 16 et 18 et une surface de supportage 20, qui peut être limitée à deux zones adjacentes aux surfaces 16 et 18. Dans chacune des fenêtres 14 est logé un patin de frein désigné de façon générale par la référence 22. Chacun de ces patins de frein comprend de façon connue une plaque portegarniture 24 et une garniture de friction 26 fixée sur la plaque porte-garniture, du c5té du disque 10. La plaque porte-garniture 24 de chacun des patins comporte deux bords d'ancrage opposés 28, 30 qui sont ancres en appui contre les surfaces d'ancrage 16, 18 des fenêtres correspondantes, selon le sens de rotation du disque 10. Les bords d'ancrage 28, 30 formés sur la plaque porte-garniture de chacun des patins 22 sont reliés par un bord de liaison inférieur 32 et par un bord de Liaison supérieur 34. Chacun des patins 22 repose sur la surface de supportage 20 de la fenêtre 14 dans laquelle il est reçu par son bord de liaison inférieur 32, comme l'illustre la figure 2. En plus du disque 10, de l'organe support 12 et des patins de frein 22, le frein à disque représenté sur les figures 1 et 2 comprend un étrier 36 qui chevauche le disque 10 de façon à pouvoir appliquer les garnitures de friction 26 des patins de frein 22 contre les faces correspondantes du disque, lors de l'actionnement de moyens de serrage 38 supportés par cet étrier. De façon plus précise, L'étrier 36 est supporte par l'organe support 12, par l'intermédiaire de moyens de guidage autorisant un déplacement de l'étrier selon une direction parallèle à L'axe du disque. Dans l'exemple de réalisation représenté, ces moyens de guidage comprennent deux colonnettes 40 et 42, circonférentiellement espacées et fixées par tout moyen approprié tel que par vissage sur la partie Latérale de l'organe support 12 par laquelle ce dernier est fixé sur une partie fixe du véhicule. Les colonnettes 40 et 42 sont orientées parallèLement à l'axe du disque et en éloignement de ce dernier, de façon à pénétrer dans des alésages correspondants 44 et 46 formés dans l'étrier 36. Dans sa partie située du côté des alésages 44 et 46, L'étrier 36 comporte en outre au soins un moteur de frein hydraulique (deux sur la figure 1) constituant les moyens de serrage 38 dans L'exemple représenté. Chacun des moteurs de frein est constitué, de façon connue, d'un piston 48 monté coulissant de façon étanche dans un alésage borgne 50 ménagé dans l'étrier et debouchant du côté du disque 10, les axes communs aux pistons et aux alésages étant parallèles à l'axe du disque. Les pistons 48 sont en appui sur la plaque porte-garniture 24 du patin de frein 22 place en regard de la face 10a du disque. Un liquide de freinage sous pression injecté par des passages 52 formes dans l'étrier permet de déplacer les pistons 48 vers la faces 10a du disque 10. Ce déplacement des pistons 48 vers Le disque a pour effet d'appliquer la garniture de friction 26 du patin 22 correspondant contre la face 10a du disque 10. Par rédaction, l'étrier 36 se déplace en sens inverse du piston 48 sur les colonnettes 40 et 42. Etant donne que l'étrier 36 est en appui de L'autre coté du disque sur la face arrière de la plaque porte-garniture 24 du deuxième patin 22, ce déplacement de l'étrier 36 conduit à appliquer également La garniture de friction 26 de ce deuxième patin contre la face 10b du disque. Une action de freinage est ainsi obtenue, d'une façon en ellemême classique dans les freins à disque à étrier coulissant. Comme on l'a déjà mentionné, lorsque l'une au moins des garnitures de friction 26 équipant les patins 22 est totalement usée, le jeu d existant entre l'organe support 12 et les faces en regard du disque 10 est tel qu'il existe un risque non négligeable pour que la plaque porte-garniture 24 du patin correspondant glisse entre le disque et l'organe support. Pour supprimer ce risque, il est proposé conformément à l'invention de prévoir sur le bord de liaison supérieur 34 de la plaque porte-garniture 24 de chaque patin au moins une partie faisant saillie radialement vers L'extérieur au-delà du bord périphérique 10c du disque. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, chaque patin comporte deux parties en saillie 54 en forme d'oreilles, qui pénètrent dans deux lumières correspondantes 56 formées dans la partie de l'étrier 36 surplombant le disque. Plus précisément, chacune des lumières 56 de L'étrier reçoit avec un jeu circonférentiel donné une partie en saillie 54 de chacun des patins de frein. Les lumières 56 ont approximativement en vue de dessus une forme rectangulaire, comme l'illustre la partie droite de la figure 1. De préférence, les deux patins de frein sont identiques. Chacun des patins 22 est alors parfaitement symétrique par rapport à un plan median P (figure 1) de ce patin orienté parallèlement à ses bords d'ancrage 28 et 30. En particulier, les parties en saillie 54 de chacun des patins 22 sont disposées symétriquement par rapport à ce plan médian P. De façon comparable, les deux lumières 56 formées dans l'étrier 36 sont également disposées symétriquement par rapport à un plan médian du frein contenant l'axe du disque et confondu avec le plan médian P de chacun des patins 22, lorsque ceux-ci sont montes dans le frein. Comme l'illustrent les figures 1 et 2, chacune des parties en saillie 54 des patins 22 porte un pion 58, de forme approximativement cylindrique, qui fait saillie sur la face de la plaque porte-garniture 24 correspondante portant la garniture de friction 26, c'est-à-dire en direction du disque 10, au-delå du bord périphérique 10c de ce dernier. La Longueur de chacun des pions 58 est inférieure à la moitié de L'épaisseur du disque 10 et, par exemple, approximativement égale b L'épaisseur de la plaque porte-garniture 24 du patin. D'une manière en elle-neme connue, un moyen élastique constitué dans l'exemple de réalisation représenté par une lame de ressort 60 prend appui sur L'étrier 36 et sur le bord de liaison supérieur 34 de chacun des patins 22, afin d'appliquer en permanence le bord de liaison inférieur 32 de chacun des patins contre la surface de supportage 20 de la fenêtre 14 correspondante formée dans l'organe support 12. Ce ressort 60 peut notamment prendre appui en-dessous de la partie de l'étrier 36 surplombant le disque et située entre les lumières 56, et sur chacune des parties en saillie 54 des patins 22, comme l'illustrent les figures. Lorsque la garniture de friction 26 de l'un au moins des patins 22 est totalement usée, la largeur b de l'espace formé entre le disque 10 et l'organe support 12 est telle que la plaque porte-garniture 24 de ce patin peut sortir de la fenêtre 14 correspondante et avoir tendance à glisser dans cet espace. Conformément à l'invention, lorsque cela se produit, le jeu circonférentiel existant initialement entre la partie en saillie 54 de ce patin située vers l'avant en considérant le sens de rotation F du disque 10 (figure 2) et le bord de la lumière 56 formée dans l'étrier fait que le patin 22 vient en appui contre le bord de la lumière 56 correspondante le plus proche de l'extérieur du frein. Le glissement du patin entre le disque et l'organe support est ainsi rapidement stoppé. De plus, la venue en appui de la partie en saillie 54 située vers l'avant du patin contre le bord de la lumière 56 correspondante a lieu en un emplacement qui est décalé radialement vers l'extérieur par rapport au centre d'action A du patin sur le disque, ce centre d'action se trouvant approximativement au centre de la garniture de friction 26 de ce patin. On engendre ainsi un couple C tendant à faire pivoter le patin 22 autour du point d'appui de la partie 54 contre le bord de la fenêtre 56, lorsque le disque 10 tourne dans le sens de la flèche F sur la figure 2. Ce couple C tend à faire pivoter le patin 22 de façon à amener au contact du bord périphérique 10c du disque 10 le pion 58 porté par la partie en saillie 54 située & l'arrière du patin 22, par rapport au sens de rotation F du disque. La première conséquence de la venue en contact du pion 58 contre le bord périphérique lOc du disque est d'engendrer un bruit caractéristique qui avertit immédiatement le conducteur du véhicule de cette situation. De plus, le contact de friction entre le pion 58 et le bord périphérique 10c du disque compense partiellement la baisse d'efficacité du frein résultant de L'usure totale des garnitures de friction. Bienentendu, l'invention n'est pas Limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit ô titre d'exemple, nais en couvre toutes les variantes. Ainsi, bien que L'exemple décrit concerne un frein à disque à étrier coulissant, l'invention s'applique également à un frein à disque à étrier fixe dans lequel L'étrier et l'organe support sont réalisées d'un seul tenant, le moyen de serrage comportant alors des moteurs de freins disposes de part et d'autre du disque. Par ailleurs, au lieu de comprendre deux parties en saillie en forme d'oreille, chaque patin peut ne comprendre qu'une seule partie en saillie, de plus grande Longueur, portant selon le cas un ou deux pions. Dans ce cas, l'étrier comporte également une lumière unique dans sa partie situee au-dessus du disque, la partie en saillie de chaque patin etant reçue avec un jeu circonférentiel determine dans cette lumière. REVENDICATIONS 1. flein ô disque comprenant un étrier (36) chevauchant un disque de frein (10) et équipé de moyens de serrage (38) aptes à déplacer au moins deux patins de frein (22) vers des faces opposées (10a, 10b) du disque, chaque patin (22) étant logé et ancré dans une fenêtre (14) formée dans un organe support (12), caractérisé par Le fait que chaque patin (22) comporte au moins une partie (54) faisant saillie radialement au-delå d'un bord périphérique (10c) du disque, avec un jeu circonférentiel déterminé, dans une lumière (56) formée dans l'etrier (36), ladite partie en saillie (54) portant au moins un pion (58) faisant saillie vers le disque (10), au-delà du bord périphérique (10c) de ce dernier. 2. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque patin de frein (22) comporte deux parties en saillie (54) en forme d'oreilles, disposées symétriquement par rapport à un plan médian (P) du frein contenant l'axe du disque (10), chaque partie en saillie portant un pion (58). 3. Frein à disque selon la revendication 2, caractérisé par le fait que L'étrier (36) comporte deux lumières (56) disposées symétriquement par rapport audit plan médian (P), une partie en saillie (54) de chaque patin (22) faisant saillie dans l'une de ces lumières (56). 4. Frein à disque selon L'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'étrier (36) est monté sur l'organe support (12) par des moyens de guidage (40, 42) autorisant un déplacement de l'étrier (36) dans une direction parallèle à l'axe du disque (10), les moyens de serrage (38) comprenant au moins un moteur de frein monté dans L'étrier et agissant directement sur l'un des patins de frein (22). 5. Patin de frein comprenant une plaque porte-garniture (24) sur une face de laquelle est fixée une garniture de friction (26), la plaque porte-garniture (24) comportant deux bords d'ancrage (28, 30) opposés reliés par deux bords de liai son (32, 34), caractérisé par le fait que La plaque porte-garniture (24) comporte au moins une partie (54) faisant saillie au-delå de l'un (34) des bords'du liaison de la plaque, cette partie en saillie portant au moins un pion (58) faisant saillie sur la face de La plaque (24) portant la garniture de friction 6. Patin de frein selon la revendication 5, caractérisé par le fait que deux parties (54) font saillie au-delå dudit bord de liaison (34) de la plaque porte-garniture (24), ces deux parties étant disposées symétriquement par rapport à un plan nedian (P) du patin orienté parallèlement aux bords d'ancrage (28, 30), chacune de ces parties en saillie (54) portant un pion (58).