Brevet FR2735195A1 — publié le 19961213

FREIN A DISQUE UTILISANT UN PATIN SOLLICITE EN ROTATION La présente invention concerne un frein à disque pour véhicule à moteur, comprenant deux éléments de frein mobiles l'un par rapport à l'autre, dont l'un est un étrier chevauchant un disque de frein, et dont l'autre est une chape fixée au véhicule; des moyens de serrage comprenant un nez d'étrier constitué par une conformation plane de l'étrier ménagée en regard d'une première face du disque, et un cylindre lié à l'étrier et fermé par un piston tourné vers une seconde face du disque; des moyens de guidage permettant un coulissement de l'étrier par rapport à la chape sous l'effet d'une sollicitation des moyens de serrage; et des premier et second patins de friction respectivement tournés vers les première et seconde faces du disque, enserrés entre le piston et le nez d'étrier, et déplacés suivant une direction axiale du piston par sollicitation des moyens de serrage jusqu'à être appliqués sur le disque; chacun des deux patins présentant deux faces sensiblement planes dont la première est partiellement recouverte d'un matériau de friction, et deux oreilles latérales; les première et seconde oreilles du premier patin coopérant avec des premier et second supports respectifs de la chape; et le premier patin portant, sur sa seconde face, un ressort allongé à deux branches principales, orienté suivant une direction tangentielle du disque, destiné à assurer le maintien du premier patin sur le nez d'étrier, et enserrant élastiquement le nez d'étrier entre des extrémités libres respectives de ses deux branches et la seconde face du premier patin. Des dispositifs conformes à cette définition, qui englobe un certain nombre de freins à disques, sont bien connus dans l'art antérieur, comme le montrent par exemple les documents US-4 082 166 et EP-A-O 112 255. L'un des problèmes qui se posent dans les freins à disque, en particulier ceux qui utilisent des patins du type précédemment identifié, réside dans la difficulté de donner au patin, et en particulier au patin dit "extérieur" qui est à distance du piston, une position prédéterminée et reproductible. Cette difficulté est particulièrement gênante dans le cas où le patin est accroché à la chape et/ou supposé être en appui permanent sur elle, une mauvaise position du patin par rapport à la chape provoquant alors au freinage un régime transitoire à la fois bruyant et inefficace. L'invention se situe dans ce contexte et a pour but de proposer un dispositif de freinage qui, bien que de structure simple, assure au patin extérieur une position prédéterminée et reproductible par rapport à la chape. A cette fin, le frein de l'invention, par ailleurs conforme au préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que les extrémités des deux branches principales du ressort pointent vers le nez d'étrier et sont en appui élastique sur des surfaces d'appui respectives du nez d'étrier, en ce que les surfaces d'appui sont inclinées à la fois par rapport à la direction axiale du piston et par rapport à la première face du disque, et en re que les surfaces d'appui présentent des pentes contraires par rapport à la direction axiale du piston, de manière à transformer partiellement l'appui élastique des extrémités libres des branches du ressort sur les surfaces d'appui en un couple sollicitant le premier patin en rotation autour d'un axe parallèle à la direction axiale du piston Par exemple, les surfaces d'appui peuvent être formées par des versants de deux gorges en "V" respectives creusées dans le nez de l'étrier, et les extrémités libres des branches du ressort sont de préférence taillées en pointe à bout arrondi. Les caractéristiques de l'invention sont particulièrement utiles dans un frein tel que la première oreille latérale du premier patin au moins, et le premier support de la chape, présentent des profils partiellement complémentaires assurant l'accrochage du premier patin par rapport à la chape, et tel que la seconde oreille latérale du premier patin au moins, et le second support de la chape, présentent des plages respectives en contact l'une avec l'autre et assurant un appui permanent du premier patin sur la chape. Selon un mode de réalisation possible de l'invention, les oreilles latérales du premier patin peuvent être arrondies. Quel que soit le mode de réalisation, il peut être avantageux de prévoir en outre que le ressort comporte une branche additionnelle prenant appui sur le nez d'étrier pour solliciter le premier patin en translation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus d'un frein à disque conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue de face du frein à disque de la figure 1, vu suivant l'incidence repérée par les flèches 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue analogue à celle la figure 2, ne s'en distinguant que par le fait qu'elle illustre, de façon moins complète et plus schématique, un autre mode de réalisation d'un frein à disque conforme à l'invention; - la figure 4 est une vue en coupe partielle réalisée suivant les flèches 4-4 de la figure 3 et agrandie; - la figure 5 est une vue agrandie du ressort illustré sur la figure 3; et - la figure 6 est une vue en coupe partielle réalisée suivant les flèches 6-6 de la figure 3 et agrandie. Comme le montrent notamment les figures 1 et 2, I'invention concerne de façon générale un frein à disque, un tel frein comprenant classiquement : deux éléments de frein mobiles l'un par rapport à l'autre, dont l'un est un étrier 1 chevauchant un disque de frein D, et dont l'autre est une chape 2 fixée au véhicule; des moyens de serrage comprenant un nez d'étrier 10 constitué par une conformation plane de l'étrier ménagée en regard d'une première face D1 du disque D, et un cylindre 3 lié à l'étrier 1 et fermé par un piston 31 tourné vers une seconde face D2 du disque D; des moyens de guidage, tels que des colonnettes 11, 12 liées à l'étrier et coulissant dans des alésages 21, 22 de la chape, pour permettre un coulissement de l'étrier 1 par rapport à la chape 2 sous l'effet d'une sollicitation des moyens de serrage; et des premier et second patins de friction 41 et 42. Ces premier et second patins de friction 41 et 42 sont respectivement tournés vers les première et seconde faces D1 et D2 du disque D (figure 1), sont enserrés entre le piston 31 et le nez 10 de l'étrier 1, et sont suceptibles d'être déplacés suivant la direction axiale A du piston 31, par une augmentation de pression dans le cylindre 3, grâce à laquelle le piston 31 d'une part, et le nez 10 de l'étrier 1 d'autre part les appliquent sur le disque D. Chaque patin, tel que 41 ou 42, comporte deux faces sensiblement planes telles que 411, 412, et 421, 422, dont la première 411, 421 est partiellement recouverte, dans une plage centrale, d'un matériau de friction F (figure 1). Chaque patin comporte en outre, de part et d'autre de cette plage centrale, deux oreilles latérales, telles que 41a et 41b, les oreilles du premier patin au moins coopérant avec des supports respectifs 23a, 23b de la chape 2. En outre, le premier patin 41 porte, sur sa seconde face 412, un ressort allongé 5, à deux branches principales 51 et 52, orienté suivant une direction tangentielle du disque D, destiné à assurer le maintien du premier patin 41 sur le nez d'étrier 10, et enserrant élastiquement le nez d'étrier 10 entre des extrémités libres respectives 510, 520 de ses deux branches et la seconde face 412 de ce premier patin. Il est important pour l'invention que le ressort 5 soit rendu solidaire de la seconde face 412 du premier patin 41 d'une façon qui interdit toute rotation relative de ce ressort et de ce patin, et par exemple au moyen de deux points d'ancrage 53, 54 distants l'un de l'autre. Selon l'invention, les extrémités 510, 520 des deux branches principales 51, 52 du ressort 5 pointent vers le nez d'étrier 10 (figures 4 et 6) et sont en appui élastique sur des surfaces d'appui respectives 130, 140 du nez d'étrier 10. Par ailleurs, ces surfaces d'appui 130, 140 sont inclinées à la fois par rapport à la direction axiale A du piston et par rapport à la première face D1 du disque, et présentent des pentes contraires par rapport à la direction axiale A du piston, de manière à transformer partiellement l'appui élastique des extrémités libres 510, 520 des branches 51, 52 du ressort 5 sur les surfaces d'appui 130, 140 en un couple C-C sollicitant le premier patin 41 en rotation autour d'un axe X parallèle à la direction axiale A du piston, et en l'occurrence confondu avec l'axe du piston sur les figures 2 et 3. Comme le montrent les figures 4 et 6, les surfaces d'appui 130, 140 peuvent être adéquatement formées par des versants de deux gorges en "V" respectives, 13 et 14, creusées dans le nez de l'étrier 10. En outre, les extrémités libres 510, 520 des branches principales 51, 52 du ressort 5 sont de préférence taillées en pointe à bout arrondi pour pouvoir mieux glisser sur les surfaces d'appui 130, 140. L'invention est particulièrement avantageuse dans le cas, illustré sur les figures 2 et 3, où la première oreille latérale 41a du premier patin 41 au moins, et le premier support 23a de la chape 2, présentent des profils partiellement complémentaires assurant l'accrochage du premier patin 41 par rapport à la chape 2, et où la seconde oreille latérale 41b du premier patin 41 au moins, et le second support 23b de la chape 2, présentent des plages respectives en contact l'une avec l'autre et assurant un appui permanent du premier patin sur la chape. En effet, dans une telle configuration, dans laquelle le disque D est supposé avoir un sens de rotation privilégié indiqué par la flèche R, le couple C-C qui sollicite le premier patin 41 en rotation autour de l'axe X a pour effet de confirmer le maintien, par la chape, de chacune des deux extrémités de ce patin. A titre indicatif, et comme montré sur la figure 3, les oreilles latérales 41a, 41b du premier patin au moins peuvent être arrondies. Quelle que soit la forme de ces oreilles, il peut en outre être avantageux, comme illustré aux figures 2, 3, et 5, que le ressort 5 comporte une branche additionnelle 55 prenant appui sur le nez d'étrier 10 pour solliciter le premier patin 41 en translation et confirmer ses contacts avec la chape. REVENDICATIONS 1. Frein à disque pour véhicule à moteur, comprenant deux éléments de frein (1, 2) mobiles l'un par rapport à l'autre, dont l'un est un étrier (1) chevauchant un disque de frein (D), et dont l'autre est une chape (2) fixée au véhicule; des moyens de serrage comprenant un nez d'étrier (10) constitué par une conformation plane de l'étrier ménagée en regard d'une première face (D1) du disque, et un cylindre (3) lié à l'étrier et fermé par un piston (31) tourné vers une seconde face (D2) du disque (D); des moyens de guidage (11, 21; 12, 22) permettant un coulissement de l'étrier par rapport à la chape sous l'effet d'une sollicitation des moyens de serrage; et des premier et second patins de friction (41, 42) respectivement tournés vers les première et seconde faces CD1, D2) du disque, enserrés entre le piston et le nez d'étrier, et déplacés suivant une direction axiale (A) du piston par sollicitation des moyens de serrage jusqu'à être appliqués sur le disque; chacun des deux patins présentant deux faces (411, 412) sensiblement planes dont la première (411) est partiellement recouverte d'un matériau de friction (F), et deux oreilles latérales (41a, 41b); les première et seconde oreilles (41a, 41b) du premier patin (41) coopérant avec des premier et second supports respectifs (23a, 23b) de la chape; et le premier patin (41) portant, sur sa seconde face (412), un ressort allongé (5) à deux branches principales (51, 52), orienté suivant une direction tangentielle du disque, destiné à assurer le maintien du premier patin (41) sur le nez d'étrier (10), et enserrant élastiquement le nez d'étrier entre des extrémités libres respectives (510, 520) de ses deux branches et la seconde face (412) du premier patin, caractérisé en ce que les extrémités (510, 520) des deux branches principales du ressort pointent vers le nez d'étrier et sont en appui élastique sur des surfaces d'appui respectives (130, 140) du nez d'étrier, en ce que les surfaces d'appui (130, 140) sont inclinées à la fois par rapport à la direction axiale (A) du piston et par rapport à la première face (D1) du disque, et en ce que les surfaces d'appui (130, 140) présentent des pentes contraires par rapport à la direction axiale (A) du piston, de manière à transformer partiellement l'appui élastique des extrémités libres des branches du ressort sur les surfaces d'appui en un couple (C-C) sollicitant le premier patin (41) en rotation autour d'un axe (X) parallèle à la direction axiale (A) du piston. 2. Frein à disque suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites surfaces d'appui (130, 140) sont formées par des versants de deux gorges en "V" respectives (13, 14) creusées dans le nez de l'étrier (10). 3. Frein à disque suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites extrémités libres (510, 520) des branches du ressort (5) sont taillées en pointe à bout arrondi. 4. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première oreille latérale (41a) du premier patin au moins, et le premier support (23a) de la chape, présentent des profils partiellement complémentaires assurant l'accrochage du premier patin par rapport à la chape, en ce que la seconde oreille latérale (41b) du premier patin au moins, et le second support (23b) de la chape, présentent des plages respectives en contact l'une avec l'autre et assurant un appui permanent du premier patin sur la chape. 5. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les oreilles latérales (41a, 41b) du premier patin au moins sont arrondies. 6. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ressort comporte une branche additionnelle (55) prenant appui sur le nez d'étrier (10).