Brevet FR2639076A1 — publié le 19900518

I La présente invention concerne un système de guidage coulissant, en particulier pour un frein à disque hydraulique du type comprenant un étrier de frein corres- pondant qui entoure un disque de.frein et des mâchoires de frein et est monté sur un support de frein, l'étrier de frein comportant au moins un piston et/ou une broche guidé dans des alésages correspondants, et un procédé pour revêtir un système de guidage coulissant, en parti- culier pour un frein a disque hydraulique à garnitures partielles, comprenant un étrier de frein correspondant qui entoure un disque de frein et des màchoires de frein et est monté sur un support de frein, l'étrier de frein comportant au moins un piston et/ou une broche guidé dans des alésages correspondants de l'étrier de frein et du support de frein. Un système de guidage du type indiqué ci-des- sus est divulgué, par exemple, dans la demande de brevet 22 11 453. Dans ce frein à disque à garnitures partielles à étrier flottant, des garnitures de frein sont disposées dans l'étrier des deux côtés du disque de frein en entou- rant ce dernier et sont appliquées contre le disque de frein en raison d'un mouvement de coulissement axial du piston dans l'étrier de frein qui se déplace de manière coulissante par rapport au support de frein par l'inter- médiaire d'une broche de guidage. Dans une conception du type indiqué ci-dessus, dans laquelle les forces produites lors de l'actionne- ment du piston sont, pour l'essentiel, absorbées par une broche porteuse, des signes d'usure apparaissant sur les surfaces de guidage dans la zone des broches de guidage et des signes d'échauffement apparaissant sur le piston en exploitation prolongée peuvent provoquer une défail- lance fonctionnelle du système de freinage. La présente invention a donc pour but de per- fectionner le guidage coulissant connu de façon à éviter une détérioration des surfaces de guidage et une sur- chauffe du piston, même pendant les phases prolongées d'actionnement des freins. Conformément à la présente invention, ce but S05 est atteint en ce que le piston et/ou la broche, qui est déplacé en translation de manière coulissante, com- porte des matériaux non métalliques et non organiques dans les surfaces de glissement. Un procédé de revête- ment des surfaces de glissement est caractérisé en ce qu'une substance céramique est appliquée, avec une épaisseur de couche définie, sur des surfaces, en par- ticulier sur des parties de surfaces coulissantes par pulvérisation de plasma. La solution conforme à la présente invention permet de réaliser un piston et/ou une broche faible- ment tolérance et guidé avec un effet de coulissement optimisé qui est maintenu sans restriction dans l'ensem- ble de la plage des températures de fonctionnement. Pour remplir ses exigences fonctionnelles, c'est-à-dire guider l'étrier et transmettre les pres- sions hydrauliques de l'étrier de frein au piston, le système de guidage coulissant présente un coefficient de friction très bas, correspondant à la conception de l'étrier. En outre, la formation de corrosion d'ajustage est évitée grâce au revêtement de piston et de broche conforme à l'invention, de sorte que les surfaces de gui- dage du piston et de la broche restent de toute façon opérationnelles pendant des durées de sollicitation très longues. Les autres avantages du revêtement céramique du piston sont l'excellente isolation thermique et la résis- tance à l'usure due à la dureté superficielle élevée. La suppression complète de lubrifiants ainsi que la combi- naison d'une broche à revêtement céramique et d'un guida- ge et/ou d'une douille à revêtement céramique sont égale- ment à noter. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la descrip- tion qui va suivre, faite à titre d'exemple non limita- tif, en se reportant aux figures annexées qui représen- tent: - la figure 1, une vue en coupe partielle d'un étrier de frein à disque à garnitures partielles, - la figure 2, une vue en coupe dans le plan de montage et de guidage de la broche entre l'étrier de frein et le support de frein à douille céramique moulée, - la figure 3, une vue en coupe du plan de montage et de guidage à revêtement céramique de la broche entre l'étrier de frein et un support de frein. La figure 1 représente une vueen coupe partielle d'un étrier de frein 6, l'étrier de frein moulé 6 possé- dant pour l'essentiel une forme de pince, de sorte qu'une première branche radiale 11 de l'étrier de frein 6 entou- re un disque de frein non représenté, par l'intermédiaire d'une partie de pont 12 et d'un boîtier de cylindre de frein 13. Dans le bottier de cylindre de frein 13, le piston à revêtement céramique 1 est guidé radialement et protégé de façon étanche contre les pertes de liquide hy- draulique dans les interstices et contre les dépôts exté- rieurs d'impuretés au moyen d'un joint en caoutchouc pro- filé 14 et d'un capuchon de protection 15 logés dans deux gorges intérieures radiales du boîtier de cylindre de frein 13, lesdites gorges entourant l'arbre de piston 1. En plus du revêtement céramique 3 du piston 1, un revête- ment céramique de la paroi de l'espace creux 16 du cylin- dre de frein peut être réalisé. Ceci permet, en raison des faibles coefficients de friction, d'obtenir de bonnes propriétés de glissement, d'éliminer les signes de corro- sion et de réduire considérablement le transfert thermi- que vers les surfaces adjacentes. A distance et parallèle- ment à l'axe de symétrie du piston 1, un bottier de broche en forme de branche 16 faisant partie intégrante de l'étrier de frein 6 et comportant un alésage nQn repré- senté à la figure 1 pour recevoir la broche 2 fait saillie dans un agencement spatial, de sorte que la broche 2, qui est protégée au moyen d'une coupelle en caoutchouc 17, est montée de manière axialement coulis- sante dans le support de frein 5. L'alésage de montage 18 représenté en coupe dans l'étrier de frein 18 sert à loger une vis de retenue au niveau de la suspension de roue du véhicule automobile. Sous le bottier destiné à loger la broche 2 dans l'étrier de frein 6, la vue par- tielle montre un manchon d'amortissement 19 qui est maintenu dans l'étrier de frein 6 au moyen d'épaulements disposés de chaque côté de la face extrême correspondan- te de l'alésage de bottier et sert à loger une broche de guidage qui peut s'y déplacer axialement. La figure 2 montre en partie le bottier de bro- che 16 en forme de branche de l'étrier de frein 6 et l'alésage 4 pratiqué dans le support de frein 5 en coupe longitudinale axiale par rapport au plan de coulissement, la partie d'arbre à revêtement céramique 10 de la broche 2 introduite dans le bottier de broche 16 de l'étrier de frein 6 étant guidée de manière coulissante axialement dans la douille céramique moulée 9 du support de frein, la mise en ouvre de matériaux céramiques dans le système de guidage, sensible à l'usure, de la broche 2 garantis- sant ainsi des conditions optimales sur le plan du com- portement de glissement et de la protection contre la corrosion. Par souci d'allégement, la broche 2 du support de frein 5 est conçue sous la forme d'un manchon. Pour protéger l'espace entre l'étrier de frein 6 et le support de frein 5 contre les impuretés, une gorge 20 s'étendant axialement dans la face avant de l'étrier de frein et du support de frein comprend la coupelle en caoutchouc 17, de sorte que l'arbre exposé de la broche est protégé dans l'espace intermédiaire. La figure 3 montre en coupe méridienne, la branche partiellement représentee de l'étrier de frein 6 et du support de frein 5 avec la broche à revêtement céramique 2 logée dans l'alésage cylindrique 4 du bras de support de frein, les extrémités ouvertes d'une coupelle en caoutchouc 17 étant montées, comme à la figure 2 au niveau de la broche 2 entre l'étrier de frein 6 et le support de frein 5, dans deux gorges axiales' 20 de l'étrier de frein 6 et du support de frein 5, ce qui évite l'intrusion d'impuretés et d'humidité dans l'espace intermédiaire. Par souci d'allégement, la broche 2 du support de frein 5 est conçue en forme de manchon. Au lieu de la douille moulée 9 du support de frein 5, la figure montre un revêtement céramique 3 appliqué dans l'alésage 4 du support de frein 5. Le procédé de revêtement des systèmes de guidages coulissants prévoit que le matériau céramique est appliqué sur les surfaces de la broche 2 et du piston 1, ces surfaces étant déplacées l'une vers l'autre sensiblement en translation, ainsi que dans l'alésage 4 correspondant au support de frein 5, par pulverisation de plasma selon des épaisseurs définies, en fonction des opérations de traitement ultérieures. De plus, le revêtement peut être composé, pour l'essentiel d'un matériau céramique ou émaillé, l'épaisseur de la couche céramique appliquée sur les surfaces coulissantes du piston ne correspondant qu'à une fraction de l'épaisseur de couche dans l'espace creux et au niveau de l'épaisseur annulaire du piston. La douille contenant pour l'essentiel des substan- ces de base céramique est au moins retenue par engage- ment positif dans le support de frein, de préference en formant une partie intégrante du support de frein. Une portion d'arbre de la broche est revêtue partiellement de céramique sur une longueur définie. Le revêtement de la broche et de l'alésage peut être composé de matériau émaillé. REVENDICATIONS 1. Système de guidage coulissant, en particu- lier pour un frein à disque hydraulique à garnitures partielles du type comprenant un étrier de frein corres- pondant qui entoure un disque de frein et des mâchoires de frein et est monté sur un support de frein, l'Vtrier de frein comportant au moins un piston et/ou une broche guidé dans des alésages correspondants, caractérisé en ce que le piston (1) et/ou la broche (2) qui est déplacé de manière coulissante et en translation comporte des matériaux non métalliques non organiques dans les surfa- ces de coulissement. 2. Système de guidage coulissant conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins la broche (2) qui absorbe les forces principales lors du freinage est munie d'un revêtement (3). 3. Système de guidage coulissant conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins l'alésage (4) du suport de frein (5),dm la bude (2) absorbe pour l'es- sentiel les forces principales lors du freinage, est munie d'un revêtement (3). 4. Système de guidage coulissant conforme l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le piston (1) de l'étrier de frein (6) est muni d'un revêtement (3) qui est composé, pour l'essentiel, d'un matériau céramique ou émaillé, l'épaisseur de la couche céramique appliquée sur les surfaces coulissantes du piston (1) ne correspondant qu'à une fraction de l'épaisseur de couche dans l'espace creux (7) et au ni- veau de l'épaulement annulaire (8) du piston (1). 5. Système de guidage coulissant conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le revêtement (3) de la broche (2) et de l'alé- sage (4) est composé de matériau céramique ou émaillé. 6. Système de guidage coulissant conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la surface coulis- sante de la broche (2) dans le support de frein (5) est conque sous la forme d'une douille (9) contenant des ma- tériaux céramiques. 7. Système de guidage coulissant conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que la douille (9) contenant pour l'essentiel des susbtances de base céra- miques est au moins retenue par engagement positif dans le support de frein (5), de préférence en formant une partie intégrante du support de frein (5). 8. Système de guidage coulissant conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, carac- térisé en ce que la douille (9) contenant pour l'essen- tiel des substances céramiques de base coopère avec la broche à revêtement céramique (2). 9. Système de guidage coulissant conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, carac- térisé en ce qu'une portion d'arbre (10) de la broche (2) est revêtue partiellement de céramique sur une lon- gueur définie. 10. Système de guidage coulissant conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, carac- térisé en ce que la portion d'arbre (10) de la broche (2) du support de frein (5) a la forme d'un cylindre creux. 11. Procédé pour revêtir un système de guidage coulissant, en particulier pour un frein à disque hydrau- lique a garniture partielle du type comprenant un étrier de frein correspondant (6) qui entoure un disque de frein et des mâchoires de frein et est monté sur un sup- port de frein (5), l'étrier de frein (6) comportant au moins un piston (1) et/ou une broche (2} guidé dans des alésages correspondants (4) de l'étrier de frein (6) et du support de frein (5), en particulier conforme au moins à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une substance céramique est appli- quée, avec une épaisseur de couche définie, sur des surfaces, en particulier sur des parties de surfaces déplacées par coulissement, par pulvérisation de plas- ma.