Brevet FR2772098A1 — publié le 19990611

COLONNETTE DE FREIN A DISQUE AUTO-ALIGNEE La présente invention concerne une colonnette de frein à disque, notamment colonnette de verrouillage, solidaire de l'étrier flottant et logée de manière coulissante dans un alésage de la chape. Dans les freins à disque à étrier flottant relié à la chape par une colonnette de guidage et une colonnette de verrouillage, après démontage de l'étrier pour le remplacement des plaquettes de frein, on rencontre des difficultés pour respecter le parallélisme nécessaire entre la colonnette de guidage et la colonnette de verrouillage puisque ces deux colonnettes, solidaires en général de l'étrier, glissent dans des alésages d'axes parallèles réalisés dans la chape. Or, tout défaut d'alignement de la colonnette de verrouillage (la colonnette de guidage n'est jamais démontée) se traduit par un coulissement plus ou moins difficile de l'étrier par rapport à la chape. Or, ce coulissement difficile risque de retenir l'une ou l'autre des plaquettes de frein en appui contre le disque et de provoquer une usure et une consommation excessives de carburant. Il convient de souligner que lors d'une intervention sur le frein à disque, par exemple pour le remplacement des plaquettes, le remontage se fait sur le véhicule, c'est-à-dire dans des conditions non idéales, aussi arrive-t-il fréquemment, comme le confirme la pratique, qu'il est difficile de respecter l'alignement entre la colonnette de guidage et la colonnette de verrouillage. La présente invention a pour but de créer une colonnette de frein à disque qui puisse s'aligner automatiquement sur l'autre colonnette, c'est-à-dire une colonnette de verrouillage s'alignant automatiquement sur la colonnette de guidage au moment du remontage du frein, sans nécessiter la mise en oeuvre de moyens (temps et équipements) incompatibles avec les conditions dans lesquelles se remonte un frein à disque. A cet effet, I'invention concerne une colonnette de frein à disque caractérisée en ce qu'elle comprend : - un corps cylindrique de section circulaire, correspondant à celle de l'alésage qui le reçoit, - un prolongement tronconique pour la partie de la colonnette restant à l'extérieur de l'alésage, - une extrémité filetée à la suite de la partie tronconique pour recevoir un écrou de blocage, -une plaquette d'alignement ayant un perçage de section intermédiaire à celle des extrémités de la partie tronconique de la colonnette, cette plaquette s'appliquant contre la face intérieure de l'étrier (du côté du corps cylindrique et l'écrou venant contre la face extérieure de l'étrier. La colonnette de frein à disque selon l'invention, qui est généralement la colonnette de verrouillage, se fixe d'une manière extrêmement simple sur l'étrier. Comme au moment du serrage, cette colonnette est introduite dans son alésage de l'étrier et qu'elle présente une section correspondant à la section de l'alésage, elle est maintenue parallèle à la colonnette de guidage, les perçages de la chape qui reçoivent l'étrier étant parfaitement parallèles). La colonnette de verrouillage se bloque alors au moment du serrage dans la position qu'elle occupe dans son logement de la chape. Le blocage se réalise en général dès l'amorce de serrage de la colonnette par l'écrou appliqué contre la face extérieure de l'étrier. Par convention, dans toute la description et les revendications, on appellera face intérieure de l'étrier, la face tournée vers la chape et face extérieure de l'étrier, la face opposée, toumée vers l'extérieur du frein à disque. Suivant une caractéristique avantageuse, L'écrou s'applique contre l'étrier par l'intermédiaire d'une rondelle. Cette rondelle, interposée entre l'écrou et la surface de l'étrier, facilite le serrage sans risquer que le contact direct de l'écrou que l'on serre, ne déplace la colonnette, même légèrement, dans son logement. Suivant une autre caractéristique avantageuse, - la rondelle comporte une cuvette bordant son perçage, - I'écrou s'appuie sur la rondelle à cuvette par l'intermédiaire d'une rondelle bombée. Cette forme complémentaire, entre la face de la rondelle contre laquelle s'appuie l'écrou et la rondelle complémentaire bombée venant directement contre l'écrou, facilite l'auto-alignement de la colonnette sans risquer d'induire dans la colonnette des contraintes risquant de décaler la colonnette et par suite de gêner le libre mouvement de l'étrier. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la plaquette d'appui a un perçage évasé vers les deux faces de la plaquette. Bien que la pratique a montré que la partie tronconique de la tige s'appliquait fermement (quelle que soit sa position d'orientation) contre l'arête de la plaquette d'appui et restait bloquée dans cette position, il peut néanmoins être intéressant que la plaquette d'appui comporte un perçage formant intérieurement un col contre lequel se bloque la partie tronconique de la collerette, col dont l'arête n'est pas aussi vive que l'arête usuelle d'un perçage comme cela est envisagé dans une autre réalisation de l'invention. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la plaquette d'appui a une surface creuse du côté tourné vers l'étrier et s'applique contre la face de l'étrier par son bord extérieur. La plaquette d'appui vient ainsi contre la surface intérieure de l'étrier. Elle s'appuie contre cette surface suivant un contact linéaire, circulaire, périphérique, offrant l'avantage d'un contact linéaire relativement éloigné de l'axe de la colonnette donnant une ligne d'appui particulièrement importante. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la plaquette d'appui a une forme choisie dans le groupe comprenant - une plaquette rectangulaire, une plaquette carrée, une plaquette ronde, une plaquette ronde à deux méplats diamétralement opposés, une plaquette hexagonale. Suivant une autre caractéristique avantageuse, I'orifice de passage de la colonnette, au niveau de l'étrier, est bordé par un lamage et la section de la plaquette d'appui est légèrement inférieure à celle du lamage. Le lamage réalisé dans la face intérieure de l'étrier permet à la plaquette de s'arc-bouter le cas échéant contre les côtés du lamage et de compléter le blocage du serrage. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: -la figure I est une vue de dessus schématique, partiellement coupée, d'un frein à disque selon invention, - la figure 2 est une vue de détail partiellement coupée de la fixation d'une colonnette de verrouillage selon l'invention correspondant à un second mode de réalisation, - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 d'un troisième mode de réalisation, - la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2 d'un quatrième mode de réalisation, - la figure 5 est une vue analogue à celle des figures 2 à 4 d'un cinquième mode de réalisation, - la figure 6 est une vue d'une variante de réalisation d'une plaquette d'appui avec deux méplats, - la figure 7 est une vue en perspective d'une variante de la plaquette d'appui selon la figure 6. Selon la figure 1, I'invention concerne une colonnette pour frein à disque. Un tel frein à disque est représenté schématiquement . il se compose d'une chape I reliée solidairement à une partie fixe de la roue équipée du disque 2. La chape 1 porte un étrier coulissant 3 par l'intermédiaire d'une colonnette de guidage 4 et d'une colonnette de verrouillage 5. La colonnette de guidage 4 est vissée solidairement dans l'étrier 3. Elle permet l'ouverture par pivotement de l'étrier 3 par rapport à la chape 1 autour de l'axe Xo-Xo pour dégager par exemple les plaquettes 6, 7 et les remplacer. Puis on referme l'étrier et on le bloque à l'aide de la colonnette de verrouillage 5 d'axe Xl-Xl. L'étrier 3 comporte un moteur 31 (non représenté en détail), qui pousse la plaquette 6 pour l'appliquer contre la face correspondante du disque 2 et, par réaction, le nez 32 de l'étrier pousse la plaquette 7 contre l'autre face du disque 2. Au cours de ce mouvement et surtout au cours du mouvement de dégagement des plaquettes 6, 7, lors du défreinage, les colonnettes 4, 5 coulissent dans les alésages 11, 12 de la chape 1. Ces alésages 11, 12 ont des axes parallèles réalisés par usinage. Par contre, selon les techniques connues, il est difficile d'aligner la colonnette de verrouillage 5 parallèlement à l'axe Xo-Xo suivant son axe Xl-Xl, par des moyens aussi compliqués et peu fiables de l'art antérieur. Ces moyens consistent en général à réaliser une colonnette de verrouillage 5 de section très inférieure à celle de son alésage 12 dans la chape I de manière à laisser un jeu suffisant pour absorber les défauts d'alignement. L'appui entre la colonnette de verrouillage 5 et son alésage 12 se flirt dans l'art antérieur par l'intermédiaire d'un élément d'appui et de glissement tel qu'une pièce en forme d'olive, en métal ou d'un joint en caoutchouc est logé dans une gorge à l'extrémité de la colonnette. Contrairement à cela, la colonnette 5 selon l'invention présente une section égale à celle de l'alésage 12 qui la reçoit (au jeu près, nécessaire au coulissement relatif de la colonnette 5 suivant l'axe Xl-Xl, dans l'alésage 12). Cette colonnette 5 comporte un corps cylindrique 51 qui se trouve à l'intérieur de l'alésage 12. Ce corps 51 se prolonge par une partie tronconique 52 dont la grande base 521 est tournée vers le corps 51 et la petite base 522 se poursuit par une partie filetée 53. L'extrémité 33 de l'étrier recevant la colonnette 5 est munie d'un perçage 34 de diamètre relativement grand pour ne pas entrer en contact avec la colonnette. Sur la face intérieure 33 1 de cette extrémité 33 (face tournée vers le disque) la colonnette 5 s'appuie contre une plaque d'appui 54 dont l'orifice 541 a une section inférieure à la section de la grande base 521 et supérieure à celle de la petite base 522 de la partie tronconique 5 de la colonnette. De l'autre côté, la colonnette s'appuie contre la face extérieure 332 de l'extrémité 33 de l'étrier 3 par l'intermédiaire d'une rondelle 55 et d'un écrou de serrage 56 vissé sur l'extrémité filetée 53. Dans certains cas, la rondelle 55 peut même être supprimée. Au moment du remontage du frein à disque, on place la colonnette 5 dans l'extrémité 33 de l'étrier 3, librement. Comme son corps 51 est tenu par l'alésage 12, lorsqu'on serre l'écrou, la partie tronconique 52 se bloque immédiatement contre le bord en saillie de la plaque d'appui 54, en général sans même qu'il soit nécessaire de retenir la plaque 54 contre la face 33 1 de l'étrier 33, 3. Toutefois, il peut être intéressant de réaliser un lamage 333 dans la face 331. Comme le montre la figure 8, dans le cas d'une plaque d'appui 54 de forme carrée, ses coins 541, 542 s'arcboutent contre les côtés 3331, 3332 du lamage 333 et complètent le blocage. Enfin, comme le montre la figure 1, le corps 51 de la colonnette 5 comporte une rainure longitudinale 511 permettant une communication des fluides (air, gaz, agent lubrifiant) entre la poche 121 formée à l'extrémité de la colonnette 5 dans l'alésage 12 et l'alésage au contact de la colonnette. Cette poche est fermée par un bouchon 13. La ou les rainures longitudinales 511 permettent un échange de fluide ou du moins un déplacement du fluide compensant les mouvements relatifs de la colonnette 5 et de l'alésage 12. La variante de réalisation de la figure 2 se distingue de celle de la figure 1 uniquement par la forme de la rondelle 55A contre laquelle s'appuie l'écrou 56A. Cette rondelle 55A est munie d'une cuvette 551A qui borde son perçage traversé par la partie filetée 53A de la colonnette 5A. L'écrou 56A s'appuie par l'intermédiaire d'une rondelle bombée 552A dans la cuvette 551A pour l'alignement, au moment du serrage de l'écrou 56A. De l'autre côté, sur la face intérieure 33 1 A, il peut être prévu un lamage 333A pour la plaque d'appui 54A, identique à celle décrite précédemment. Les autres parties de cette vue partielle portent les mêmes références que les parties correspondantes de la figure 1, avec le sutfixe A. La figure 3 montre une autre variante de réalisation sur un dessin de même type que celui de la figure 2. Cette variante concerne également la partie au niveau de l'écrou 56B et de la rondelle 55B. La partie 33B au niveau de l'orifice 34B présente une surface bombée convexe 341B et la rondelle 55B est bombée de façon complémentaire pour former avec la surface bombée 341B une liaison de type rotule permettant ou facilitant l'alignement de l'axe Xl-X1 de la colonnette 5A. Par ailleurs, au niveau de la partie tronconique 52B, la plaque d'appui 54B comporte un orifice 541 B évasé de chaque côté pour former la section 542B coopérant avec la partie tronconique 52B. Les autres éléments du montage sont les mêmes que ceux décrits précédemment. La variante de la figure 4 se distingue des réalisations précédentes par la forme de la plaque d'appui 54C dont l'orifice 541C est cylindrique circulaire mais dont la face 542C, tournée vers la face intérieure 33 1C de l'extrémité 33C de l'étrier, présente un bord 543C délimitant une surface bombée concave. La plaque 54C s'appuie ainsi contre la face intérieure 331C uniquement par son bord 543 C. Le lamage éventuel de la face 33 lu n'est pas représenté ici. Il peut néanmoins être prévu. Les autres parties de ce montage analogues aux précédentes portent les mêmes références complétées par le suffixe C. La variante de la figure 5 se distingue de celle de la figure 4 uniquement par la forme de la plaquette 54D qui présente un contour polygonal de préférence à 6 pans comme un écrou pour permettre la mise en place, si nécessaire, d'une clef, pour le serrage de la colonnette 5D. Les autres parties de ce mode de réalisation sont les mêmes que ci-dessus et elles portent les mêmes références complétées par le suffixe D. Leur description ne sera pas refaite. La figure 6 montre une forme particulière de contour extérieur de plaque d'appui 54E. Cette plaque est munie d'un méplat 545E et sur une partie diamétralement opposée il y a un autre méplat n'apparaissant pas dans cette figure. Ces méplats permettent d'appliquer une clef pour bloquer éventuellement la plaque d'appui 54E pendant le serrage de l'écrou 56E. La plaque 54D comporte une surface plane ou en cuvette 542D comme celle de la figure 4 avec un moletage sur toute la surface dans un cas et seulement sur le bord dans l'autre cas. La figure 7 montre une autre variante de plaque d'appui 54F ayant un méplat 545F débouchant sur une face de la plaque 54F. Cette figure laisse apparaître l'autre méplat 546F diamétralement opposé. La figure 8, précédemment décrite, montre l'intérêt du lamage 333 pour une plaque d'appui 54 de forme extérieure non circulaire. REVENDICATlONS 1") Colonnette de frein à disque, notamment colonnette de verrouillage (5), solidaire de l'étrier flottant (3) et logée de manière coulissante dans un alésage (12) de la chape (1), caractérisée en ce qu' elle comprend - un corps cylindrique (51) de section circulaire, correspondant à celle de l'alésage (12) qui le reçoit, -un prolongement tronconique (52) pour la partie de la colonnette restant à l'extérieur de l'alésage, - une extrémité filetée (53) à la suite de la partie tronconique (52) pour recevoir un écrou de blocage (56), - une plaquette d'alignement (54) ayant un perçage (541) de section intermédiaire à celle des extrémités de la partie tronconique (52) de la colonnette (5), cette plaquette (54) s'appliquant contre la face intérieure (333) de l'étrier (3) (du côté du corps cylindrique 51) et l'écrou (56) venant contre la face extérieure (332) de l'étrier (3). 2") Colonnette de frein à disque selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'écrou (56) s'applique contre l'étrier (3) par l'intermédiaire d'une rondelle (55). 3 ) Colonnette de frein à disque selon la revendication 2, caractérisée en ce que - la rondelle (55A) comporte une cuvette (551 A) bordant son perçage (541A), -I'écrou (56A) s'appuie sur la rondelle à cuvette (5 SA) par l'intermédiaire d'une rondelle bombée (552A). 4 ) Colonnette de frein à disque selon la revendication l, caractérisée en ce que la plaquette d'appui (54B) a un perçage (541B) évasé vers les deux faces de la plaquette. 5 ) Colonnette de frein à disque selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face extérieure (332B) de l'étrier (3), au niveau de l'orifice (34B) recevant la colonnette (5B), présente une surface bombée (341B) convexe bordant l'orifice. 6 ) Colonnette de frein à disque selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaquette d'appui (54C) a une surface creuse (542C) du côté tourné vers l'étrier (3) et s'applique contre la face (33 lu) de l'étrier (3) par son bord extérieur (543C). 7 ) Colonnette de frein à disque selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaquette d'appui (54) a une forme choisie dans le groupe comprenant - une plaquette rectangulaire, une plaquette carrée, une plaquette ronde, une plaquette ronde à deux méplats diamétralement opposés, une plaquette hexagonale. 8 ) Colonnette de frein à disque selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'orifice (541) de passage de la colonnette (5), au niveau de l'étrier (3), est bordé par un lamage (333) et la section de la plaquette d'appui est légèrement inférieure à celle du lamage.