Brevet FR2705748A1 — publié le 19941202

FREIN A DISQUE A ETRIER COULISSANT La présente invention a pour objet un frein à disque à étrier coulissant, pouvant notamment équiper les véhicules automobiles. Les freins à disque de ce type comprennent un support fixe solidaire d'une partie fixe du véhicule, et un étrier coulissant sur ce support fixe et comportant un moteur de frein pour appliquer un premier élément de friction sur une des faces d'un disque tournant solidaire d'une roue du véhicule, l'étrier appliquant par réaction un deuxième élément de friction sur 7'autre face du disque. L'étrier coulisse à l'aide de deux colonnettes axiales, ou d'une colonnette axiale et d'une broche axiale, fixées sur l'étrier ou le support fixe, et coopérant avec des alésages formés dans le support fixe ou l'étrier respectivement. Les machines d'usinage actuelles sont capables de réaliser dans une même pièce des alésages, éventuellement taraudés, pratiquement parfaitement parallèles. Cependant, il est toujours nécessaire de prévoir une tolérance de fabrication en ce qui concerne la distance entre les axes de ces alésages. On connaît, du document US-A-4 061 209, un frein à disque du type rappelé plus haut, dans lequel, pour tenir compte de cette tolérance de fabrication, au moins un des alésages est surdimensionné, et la colonnette coopérant avec cet alésage est sollicitée dans une position excentrée en contact de glissement avec la paroi de cet alésage par le ressort qui assure normalement la sollicitation des éléments de friction dans le support fixe. Une telle disposition impose donc un jeu important de la colonnette dans l'alésage correspondant, de sorte qu'un manchon élastique doit être disposé autour de la colonnette pour éviter les bruits et amortir les vibrations générées lors de l'actionnement du frein à disque. De plus, le guidage de l'étrier lors de cet actionnement est très imparfait. La présente invention a par conséquent pour but de remédier aux inconvénients rappelés ci-dessus en proposant un frein à disque dans lequel les tolérances de fabrication soient prises en compte, et dont le coulissement soit cependant optimal lors du fonctionnement du frein a disque. Dans ce but, l'invention propose un frein à disque, comportant un étrier coulissant sur un support fixe au moyen d'au moins une colonnette axiale, l'étrier comportant des moyens d'actionnement susceptibles de solliciter au moins un élément de friction, reçu en ancrage et coulissement dans le support fixe, contre un disque tournant, une broche axiale de verrouillage de l'étrier en rotation autour de la colonnette axiale sur le support fixe, la broche axiale de verrouillage comportant une tige coulissant dans un alésage formé dans le support fixe ou l'étrier, et un pied formant une surface de butée plane perpendiculaire à l'axe de la broche axiale et destinée à venir s' appuyer sur une partie plane de l'étrier ou du support fixe, le pied de la broche axiale coopérant avec un organe de blocage traversant avec jeu une ouverture de montage pratiquée dans l'étrier ou le support fixe afin de permettre un centrage axial de la broche lors de l'assemblage du frein. Selon l'invention, un organe de maintien est disposé au voisinage de l'ouverture de montage pour immobiliser en rotation le pied de la broche axiale lors de l'assemblage du frein. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques et avantages apparaîtront clairement de la description qui va maintenant être faite d'un exemple de mode de réalisation donné à titre non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - La Figure 1 est une vue de dessus, en coupe partielle, d'un frein à disque réalisé conformément à un premier mode de réalisation de la présente invention - La Figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la Figure 1 - La Figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la Figure 1 ; - La Figure 4 est une vue de face du frein à disque de la Figure 1, après son assemblage - La Figure 5 est une vue de face du frein à disque de la Figure 1, avant son assemblage - La Figure 6 est une vue en perspective et à plus grande échelle de l'organe de maintien utilisé dans le premier mode de réalisation du frein à disque de l'invention - La Figure 7 est une vue de face du frein à disque réalisé conformément à un second mode de réalisation de la présente invention - La Figure 8 est une vue en coupe selon la ligne VIII-VIII de la Figure 7 ; et - La Figure 9 est une vue en coupe selon la ligne IX-IX de la Figure 8. On voit sur les Figures un frein à disque, comportant un étrier 10 monté coulissant sur un support fixe 12, prévu pour être solidarisé à une partie fixe du véhicule (non représentée). Dans le mode de réalisation pris pour exemple, l'étrier 10 coulisse sur le support fixe 12 au moyen d'une colonnette axiale 14, reçue en coulissement avec un jeu réduit dans un alésage 16 formé dans le support fixe 12, la colonnette étant par ailleurs solidaire d'un bras 18 de l'étrier 10, par exemple en moyen d'une vis 20. Le frein à disque comporte également deux éléments de friction 22 et 24 destinés à venir en engagement de friction avec un disque tournant 26 lors de l'actionnement d'un moteur de frein 28, constitué par exemple d'un piston soumis à l'action d'un fluide hydraulique sous pression. Un moyen de verrouillage désigné dans son ensemble par la référence 30, est prévu pour empêcher toute rotation de l'étrier 10 autour de la colonnette 14. Dans l'exemple représenté sur les Figures 1 à 6, le moyen de verrouillage 30 comporte une broche axiale, qui comporte une tige 32 reçue à coulissement par une partie coulissante 33 dans un alésage 34 formé dans le support fixe 12, et un pied 36. Le pied comporte une surface plane 38, perpendiculaire à l'axe de la broche et formant, lorsque le frein à disque est assemblé, une butée en appui sur une partie plane 40 de l'étrier 10. Selon une caractéristique importante de l'invention, il est prévu un jeu réduit pour le coulissement de la partie 33 dans l'alésage 34, ce jeu réduit étant de préférence égal à celui qui existe entre la colonnette axiale 14 et l'alésage 16. La partie coulissante 33 pourra être, comme on l'a représenté, rapportée sur la tige 32, par exemple par emmanchement à force, ou être réalisé d'une seule pièce avec la tige 32. Le pied 36 est formé avec un alésage taraudé 42 débouchant dans la surface 38, destiné à recevoir un organe de blocage 44, tel qu'une vis, traversant avec jeu une ouverture de montage 46 pratiquée dans un bras 48 de l'étrier 10. Le montage du frein s'effectue de façon classique : l'étrier 10 équipé de a colonnette 14 est mis en place sur le support fixe 12 en introduisant cette colonnette dans l'alésage 16. L'étrier 10 est basculé de façon à faire coulisser la partie 33 de la tige 32 de la broche axiale dans l'alésage 34. La broche axiale se trouve donc en position centrée dans l'alésage 34, étant donné le jeu réduit existant entre ce dernier et la partie coulissante 33 de la tige 32. L'étrier est alors basculé dans l'autre sens pour aligner l'ouverture 46 avec l'alésage 42 du pied 36 de la broche. La vis 44 peut alors être introduite dans l'ouverture 46 pour solidariser la broche axiale avec l'étrier, et ainsi verrouiller celui-ci en rotation autour de la colonnette 14. Le jeu entre l'ouverture 46 et la tige 44 permet de tenir compte des tolérances de fabrication dans la distance entre les axes des alésages 16 et 34, et de centrer axialement la surface plane 38 de la broche sur la partie plane 40 de l'étrier lors de l'assemblage du frein, sans y introduire de contraintes parasites. De telles contraintes peuvent cependant être engendrées si le pied de la broche se déplace lors du serrage de la vis 44, notamment en raison de la valeur élevée du couple de serrage, typiquement de l'ordre de 10 mdaN. Conformément à l'invention, il est prévu un organe de maintien de la broche au cours de l'opération d'assemblage du frein. Selon un premier mode de réalisation, cet organe est constitué d'une pince à ressort, désignée dans son ensemble par le référence 50, et représentée en perspective sur la Figure 6. La pince 50 est destinée à être enfilée sur le bras 48 de l'étrier 10, et comporte principalement quatre faces, enserrant élastiquement deux à deux le bras 48. La face 52 située du côté extérieur du bras 48 est pourvue d'une ouverture 54 de dimensions supérieures à celle de la tête de la vis 44. La face opposée 56, située du côté intérieur du bras 48, est également pourvue d'une ouverture 58, débouchant du côté de la face 56 opposé à un côté 60 de la pince 50 destiné à venir en appui sur la face radialement extérieure du bras 48 de l'étrier 10, la face 60 étant maintenue au contact du bras 48 par une quatrième face 62, prenant appui sur la face radialement intérieure du bras 48 de l'étrier 10, la face 62 étant formée dans l'exemple représenté par deux bras parallèles de direction axiale. L'ouverture 58 dans la face 56 possède deux côtés parallèles 64 de direction sensiblement parallèle à l'axe de symétrie X-X' du frein à disque lorsque la pince 50 est en place sur le frein à disque en position de fonctionnement (Figure 4). Le pied 36 de la broche comporte lui-même deux méplats 66 parallèles (Figure 5) de même direction que les côtés 64 dans les mêmes conditions. L'épaisseur du pied 36 de la broche entre les méplats 66 est légèrement inférieure à la distance entre les côtés 64 de l'ouverture 58. D'après les explications que précèdent, on aura compris comment l'invention est mise en oeuvre. Lors du montage du frein, après que la colonnette 14 ait été introduite dans alésage 16, la pince 50 est enfilée sur le bras 48 de l'étrier 10, et la tige 32 de la broche axiale est introduite dans l'alésage 34, comme on l'a décrit précédemment. L'étrier 10 est alors basculé vers le support fixe 12 pour aligner l'ouverture 46 avec l'alésage 42 du pied 36 de la broche. Pendant cette opération, les côtés 64 de l'ouverture 58 de la pince 50 coulissent sur les méplats 66 du pied 36 de la broche axiale (Figure 5), de façon à placer la pince 50 sur le bras 48 dans le sens de la double flèche A en fonction de la position du pied 36 de la broche déterminée par le guidage de la partie coulissante 33 dans l'alésage 34. Lorsque la vis 44 est introduite dans l'ouverture 46 de l'étrier et l'alésage 42 du pied 36, ce dernier est ainsi en contact par sa surface 38 sur la surface 40 de l'étrier dans une position correspondant au centrage exact de la broche dans l'alésage 34. La pince 50 maintient alors le pied 36 dans cette position lors du serrage de la vis 44, aussi bien en rotation grâce à la coopération entre les méplats 66 et les côtés 64 de la pince, qu'en translation, la pince ayant adopté une position tangentielle, selon la double flèche A de la Figure 5, lors du basculement de l'étrier vers le support fixe, correspondant au centrage exact de la broche dans l'alésage 34. Il suffit donc de serrer la vis 44 dans le pied 36 de la broche à travers le bras 48 de l'étrier, le pied 36 restant maintenu en place sur le bras 48 grâce à la pince 50. A la fin du serrage de la vis 44, la broche axiale sera ainsi parfaitement alignée dans l'alésage 34, et pourra ainsi permettre un coulissement optimal de l'étrier 10 sur le support fixe 12, quelles que soient les tolérances de fabrication dans la distance entre les axes des alésages 16 et 34. On a représenté sur les Figures 7 à 10 une variante du mode de réalisation qui vient d'être exposé. Sur ces Figures, les éléments identiques ou analogues sont repérés par les mêmes numéros de référence. Selon cette variante, la broche axiale est réalisée en deux parties, une partie externe 70 comportant le pied 36, et formant entretoise pour une partie intérieure 72 comportant à une extrémité la partie 33 coulissant dans l'alésage 34 et à l'autre extrémité une partie filetée 74, au voisinage de deux méplats 76. L'ouverture 46 dans le bras 48 de l'étrier 10 est formée débouchante radialement vers le support fixe 12, et est de forme générale oblongue, d'axe principal parallèle à l'axe XX' lorsque le frein à disque est en position de fonctionnement. L'ouverture 46 comporte ainsi deux côtés sensiblement parallèles 78 espacés d'une distance légèrement supérieure à l'épaisseur de la partie 72 entre les méplats 76. Cette variante de réalisation est mise en oeuvre comme la précédente après que la colonnette 14 ait été introduite dans l'alésage 16, la partie extérieure 70 de la broche est enfilée sur la partie intérieure 72 jusqu'à venir en butée sur la partie coulissante 33, la partie filetée 74 et les méplats 76 dépassant de la surface 38. L'ensemble est alors introduit dans l'alésage 34. L'étrier 10 est alors basculé vers le support fixe 12, les côtés 78 de l'ouverture 46 dans le bras 48 coulissant sur les méplats 76. Un écrou à collerette 80 peut alors être vissé sur le filetage 74 pour verrouiller l'étrier 10 sur le support fixe 12. La mise en place correcte de l'étrier peut être validée par un lamage 82 réalisé sur la face extérieure du bras 48, selon un diamètre légèrement supérieur à celui de la collerette de l'écrou 80. Selon cette variante également, à la fin du serrage de l'écrou 80, la broche axiale se trouve parfaitement alignée dans l'alésage 34 par sa partie coulissante 33. La partie extérieure 70 de la broche axiale faisant entretoise entre celle-ci et le bras 48 de l'étrier pour positionner le pied 36 de la broche, et la partie intérieure 72 agissant comme un tirant pour solidariser la broche à l'étrier. Diverses modifications pourront être apportées à cette variante par rapport au mode de réalisation qui a été représenté : la partie coulissante 33 pourra être constituée d'une bague maintenue axialement par serrage entre le tirant 72 et l'entretoise 70, et elle pourra également être d'une seule pièce avec l'entretoise 70 ou le tirant 72, ou être rapportée, par exemple montée à force, sur l'un de ces deux éléments. D'autres modifications peuvent également être apportées aux deux variantes. Par exemple, la colonnette axiale 14 et/ou la broche de verrouillage pourront être fixées sur le support fixe 12 et coulisser dans un alésage pratiqué dans l'étrier. De même, la broche de verrouillage pourra être réalisé sous forme de colonnette, et être pourvue d'un organe de maintien conformément à la présente invention. REVENDICATIONS 1. Frein à disque, comportant un étrier (10) coulissant sur un support fixe (12) au moyen d'au moins une colonnette axiale (14), l'étrier (10) comportant des moyens d'actionnement (28) susceptibles de solliciter au moins un élément de friction (22, 24), reçu en ancrage et coulissement dans le support fixe (12), contre un disque tournant (26), un moyen de verrouillage (30) de l'étrier (10) en rotation autour de la colonnette axiale (14) sur le support fixe (12), constitué d'une broche axiale comportant une tige (32 ; 70, 72) dont une partie (33) coulisse dans un alésage (34) formé dans le support fixe (12) ou l'étrier (10), et un pied (36) formant une surface de butée plane (38) perpendiculaire à l'axe de la broche axiale et destinée à venir s'appuyer sur une partie plane (40) de l'étrier (10) ou du support fixe (12), le pied (36) de la broche axiale coopérant avec un organe de blocage (44; 74, 80) traversant avec jeu une ouverture de montage (46) pratiquée dans l'étrier (10) ou le support fixe (12) afin de permettre un centrage axial de la broche lors de l'assemblage du frein, caractérisé en ce qu'un organe de maintien (50, 76) est disposé au voisinage de l'ouverture de montage (46) pour immobiliser la broche axiale lors de l'assemblage du frein. 2. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de maintien (50) est constitué d'une pince à ressort (50) enserrant une partie (48) de l'étrier (10) ou du support fixe (12) dans laquelle est pratiquée l'ouverture de montage (46). 3. Frein à disque selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pince à ressort (50) comporte une ouverture (58) coopérant avec le pied (36) de la broche axiale pour immobiliser celle-ci lors de l'assemblage du frein. 4. Frein à disque selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ouverture (58) est formée avec deux côtés parallèles (64) coopérant avec deux méplats (66) parallèles formés sur le pied (36) de la broche axiale. 5. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que la broche axiale est formée d'une partie extérieure (70) formant entretoise et d'une partie intérieure (72) formant tirant, l'organe de maintien (76) étant formé par une partie (76) du tirant coopérant avec une partie (78) de l'ouverture de montage (46). 6. Frein à disque selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie intérieure (72) de la broche axiale est formée avec deux méplats (76) parallèles coopérant avec deux côtés parallèles (78) formés dans l'ouverture de montage (46). 7. Frein à disque selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie coulissante (33) de la broche axiale coulisse avec un jeu réduit dans l'alésage (34). 8. Frein à disque selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie coulissante (33) de la broche axiale et la colonnette (14) coulissent avec le même jeu dans leurs alésages respectifs (34, 16).