Brevet FR2764658A1 — publié le 19981218

FREIN A DISQUE A TUBE DE GUIDAGE PRECONTRAINT La présente invention concerne uni 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 tiun disque de firein, et dont l'autre est un support fixé au véhicule, le disque adoptant uni premier sens de rotation pour un déplacement du véhicule en marche avant; - des moyens de serrage comprenant uni cylindre solidaire de l'étrier et présentant en regard du disque une ouverture fermée par un piston mobile, le disque passant entre ce piston et un nez d'étrier - deux éléments de friction comprenant chacun au moins une garniture et une plaque support présentant une première et une seconde extrémité, les éléments de friction étant tournés vers des tfaces opposées du disque, enserrés entre le piston et le nez d'étrier, et appliqués sur le disque lors de l'actionnement des moyens de serrage, la seconde extrémité de chaque élément de friction succédant à la première extrémité de cet élément dans le premier sens de rotation, et la première extrémité au moins de chaque élément de friction comprenant des moyens d'accrochage permettant à cette extrémité de garder une position fixe, pour le premier sens de rotation, par rapport au support des moyens de guidage permettant un coulissement de l'étrier par rapport au support lors d'un actionnement des moyens de serrage, ces moyens de guidage comprenant au moins une première colonnette fixée à l'étrier perpendiculairement au disque et un premier alésage dans lequel la première colonnette peut coulisser axialement De tels fireins sont bien connus de l'art antérieur, comme le montrent par exemple les documents WO 91/13267 et WO 94/24452. Un problème qui se pose dans les fireins de ce type, dits "à étrier coulissant", est la difficulté d'envisager l'utilisation des alliages légers pour la réalisation des étriers et des supports fixes du fait de la délicate mise en oeuvre d'inserts obtenus de fonderie, spécialement au niveau des glissières de patins et de la nécessité de renforts pour limiter les déformations sous contrainte. L'invention se situe dans ce contexte et a pour but de proposer uin frein à disque à étrier coulissant, de structure simple, dans lequel les moyens de guidage soht conçus de manière à éviter le recours aux inserts et à permettre la mise en précontrainte du support. A cette fin, le frein de l'invention, par ailleurs contforme au préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent en outre au moins un premier tube de guidage lié au support fixe, perpendiculaire au disque, et dans lequel est percé le premier alésage, et en ce qu'une surface externe dudit premier tube de guidage reçoit à coulissement les premières extrémités respectives des éléments de friiction. Commoe c'est fréquemment le cas dans l'art antérieur les moyens de guidage comprennent uni second tube de guidage lié au support fixe, perpendiculaire au disque, et dans -2 - lequel est percé un second alésage, et en ce qu'une surface externe dudit second tube de guidage, reçoit à coulissement les secondes extrémités des éléments de friction L'invention prévoit également que les moyens d'accrochage des premières extrémités respectives sont en tforme de crochet dont l'ouverture est tournée vers le bas tandis que les secondes extrémités respectives présentent des moyens d'accrochage en forme d'encoche. Dans une application privilégiée de l'invention le support fixe est constitué par un porte-fusée présentant au moins des première et seconde branches radiales s'étendant axialement de part et d'autre d'une ouverture chevauchant le disque, à l'intérieur de laquelle vient se placer l'étrier. Il est alors avantageux, dans une telle application, de prévoir qu'au moins la première branche radiale du porte-fuisée présente, de part et d'autre de ladite ouverture, deux alésages alignés, jercés entre des première et seconde Faces d'appui du support, respectivement intérieure et extérieure, et recevant le premier tube de guidage, et en ce que le premier tube de guidage au moins comprend des moyens de serrage séparés par une distance réglable et propres à venir enserrer lesdites pr-emière et seconde face d'appui du support, ce dont il résulte une contrainte d'extension dans le premier tube de guidage au moins, et une contrainte de compression dans lesdites première et seconde branches radiales. Grâce à l'invention, le support et l'étrier peuvent être réalisés en un matériau de faible densité tel qu'un alliage léger ou unt composite, pourvu que les tubes de guidage soient réalisés en un matériau plus résistant tel que l'acier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention, ressortiront clairement de la description qui en est tfaite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif; en réfétrence aux dessins annexés dans lesquels: -La Figure I est une vue perspective du fiein à dislque de la présente invention les éléments mobiles étant représentés dé(montés du support fixe. -La Figure 2 est une vue en coupe d(les éléments mobiles du frein à disque de la présente invention selon les lignes 11-1I1 de la Figure I. - La Figure 3 est une vue perspective du firein à disque de la présente invention représenté assemblé, en coupe partielle selon les lignes 111-111 de la Figure 2. On a représenté sur les Figures I et 3 un fi'rein à disque composé d'un étrier 10 et d'un support fixe 40, faisant partie intégrante ou étant solidaire, par exemple par vissage, d'une partie fixe 41 du véhicule telle qu'un porte-fuisée. L'étrier 10 chevauche un disque de firein 30 solidaire d'une roue du véhicule, tournant par exemple dans le sens de la flèche A (Figure 3) lorsque le véhicule se déplace en marche avant. L'étrier 10 comporte sur un de ses côtés appelé par convention côté intérieur des moyens d'actionnement ou de serrage tformés d'un cylindre 9 contenu dans un bossage 11 ouvert du côté du disque 30 et portant un piston 12 susceptible de coulisser lorsqu'un fluide sous pression est introduit dans une chambre de travail 13 par un conduit i4 destiné à être relié à une source de fluide sous pression, telle qu'un maître-cylindre (non représenté) commandant le circuit de freinage du véhicule automobile. Un joint carré (non représenté) logé dans une gorge du cylindre assure l'étanchéité du coulissement du piston 12. Le piston 12 est ainsi susceptible d'amener uin élément de friction 17, comprenant au moins une garniture 18 et une plaque support 19 (Figure 2), directement en contact d'une face du disque 30, et un autre élément de fi-iction 20, comprenant au moins une garniture 21 et une plaque support 22, contre l'autre tface du disque 30 par réaction au moyen d'un nez d'étrier 23 formé sur l'autre côté de l'étrier 10, appelé par convention côté extérieur, lorsque l'étrier coulisse axialement par rapport au support 40 Comme on l'a représenté sur les Figures, le coulissement de l'étrier sur le support fixe est obtenu au moyen de deux appuis coulissant axialemient 42 et 43 Dans l'exemple de réalisation représenté sur les Figures, le support 40 est d'une seule pièce avec le porte- tfisée 41. Ce dernier est formé avec au moins deux branches radiales 44 et , s'étendant axialement de part et d'autre d'une ouverture 46 chevauchant le disque 30, à l'intérieur de laquelle vient se placer l'étrier 10 et présentant une tface intérieure 47 ainsi qu'une face extérieure 48 Les deux branches radiales 44 et 45 du support 40 présentent de part et d'autre de ladite ouverture 46, des alésages 51 et 52 percés entre la face intérieure 47 et la face extérieure 48, alignés selon une direction perpendiculaire au disque 30 et recevant les tubes de guidage 49 et 50. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les Figures, les premier et second tubes de guidage 49 et 50 sont constitués de tubes cylindriques présentant un alésage 53, 54 et une surface externe 55, 56 dont une première extrémité se termine par une collerette 57, 58 venant en appui sur la face intérieure 47 des branches radiales 44 et 45 du support 40 et dont une seconde extrémité est dotée d'un moyen de serrage, par exemple un filetage et son écrou 59 et l'écrou venant s'appuyer, lors du serrage au montage, sur la faice extérieure 48 des branches radiales 44 et 45 du support 40 et faisant naître une contrainte d'extension dans les tubes de guidage et par réaction une contrainte de compression dans les branches radiales 44 et 45. Conformément à la présente invention le premier appui coulissant 42 est formé d'une première colonnette axiale 11 1 solidaire de l'étrier 10 par exemple par vissage, et reçue avec jeu dans le premier alésage 53 du premier tube de guidage 49. La colonnette axiale 111 s'étend à partir de l'étrier 10 axialement, parallèlement à l'axe du disque 30. Le second appui coulissant 43 est formé d'une seconde colonnette axiale 121 elle aussi solidaire de l'étrier 10, et reçue dans le second alésage 54 du deuxième tube de guidage 50. La colonnette axiale 12 1 s'étend à partir de l'étrier 10 axialement, parallèlement à l'axe du disque 30. -4 Toujours selon l'invention les plaques support 19 et 22 comportent dans l'ordre défini par le sens de la marche avant du véhicule (A) des premières extrémités 24 et 25 présentant des moyens d'accrochage 34 et 35 en forme de crochet dont l'ouverture est tournée vers le bas et reçus à coulissement sur la surface externe 55 du premier tube de guidage 49, auquel ils sont susceptibles de transmettre une première partie des forces de réaction dûes au frottement des garnitures 18 et 21 sur le disque 30, ainsi que des secondes extrémités 26 et 27 présentant des moyens d'accrochage 36 et 37, en forme d'encoche 70, reçus à coulissement sur la surface externe 56 du second tube de guidage 50. Selon un mode de réalisation préféré, les encoches 70 présentent chacunes deux faces d'appui sensiblement perpendiculaires dont la première sensiblement horizontale n'est pas au contact de la surface externe 56 du second tube de guidage 50, tandis que la seconde en appui sur ladite surface externe 50 est susceptible de lui transmettre une seconde partie des forces de réaction dures au frottement des garnitures 18 et 21. Lors d'une action de tfreinage, le véhicule se déplaçant en marche avant, un fluide sous pression est fourni à la chambre 13 pour faire avancer le piston 12 vers le disque 30 et, par réaction, faire s'approcher le nez 23 du disque 30). Les garnitures 18 et 21 sont ainsi amenées en contact avec les faces du disque 30 pour en ralentir la vitesse de rotation. On voit donc bien que, grâce à l'invention, les forces de réaction dûes au frottement des garnitures 18 et 21 sur le disque 30 sont transmises au support 40 par les tubes de guidage 49 et 50 sans action sur les colonnettes et que, même sous des efforts de freinage élevés, le coulissement des colonnettes 111 et 121 de l'étrier n'est pas contrarié. De plus la disposition décrite ci-dessus permet de s'affi-anchir des caractéristiques de frottement des matériaux utilisés pour la réalisation du support 40 et de l'étrier 10, et d'envisager l'emploi d'alliages légers ou de composites, puisque les coulissemelnts s'effectuent uniquement sur des guides rapportés, réalisés par exemple en acier Par ailleurs la précolntrainite appliquée aux branches radiales 44 et du support 40, par les tubes de guidage en favorise la résistance mécanique. Enfin la disposition proposée permet, par des moyens simples et peu onéreux, d'isoler les surfaces de frottement des colonnettes 111, 121 et des alésages 53, 54 des sources de corrosion habituelles. Bien entendu, I'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été décrit, mais ellé est susceptible au contraire de recevoir de nombreuses modifications qui apparaîtront à l'homme de métier et qui rentrent dans le cadre des revendications annexées. C'est ainsi par exemple que le support fixe 40 pourrait également être constitué d'une chape rapportée sur le porte-fusée 4 1. -5- REVENDICATIONS 1- Frein à disque pour véhicule à moteur, comprenant - deux éléments de fiein (10, 40) mobiles l'un par rapport à l'autre, dont l'un est un étrier (10) chevauchant uni disque de frein (30), et dont l'autre est un support (40) fixé au véhicule, le disque (30) adoptant un premier sens de rotation (A) pour un déplacement du véhicule en marche avant; des moyens de serrage comprenant un cylindre (9) solidaire de l'étrier (10) et présentant en regard du disque (30) une ouverture fermée par uni piston mobile (12), le disque (30) passant entre ce piston (12) et un nez d'étrier (23),; - deux éléments de friction (17, 20) comprenant chacun au moins une garniture (18, 21) et une plaque support (19, 22) présentant une première (24, 25) et une seconde extrémité (26, 27), les éléments de firiction étant tournés vers des faces opposées du disque (30), enserrés entre le piston (12) et le nez d'étrier (23), et appliqués sur le disque (30) lors de l'actionnement des moyens de serrage, la seconde extrémité (26, 27) de chaque élément de friction (17, 20) succédant à la première extrémité (24, 25) de cet élément dans le premier sens de rotation (A), et la première extrémité (24, 25) au moins de chlaque élément de friction comprenant des moyens d'accrochage (34, 35) permettant à cette extrémité de garder une position fixe, pour le premier sens de rotation (A), par rapport au support (40), - des moyens de guidage permettant un coulissement de l'étrier (10) par rapport au support (40) lors d'un actionnement des moyens de serrage, ces moyens de guidage comprenant au moins une première colonnette (111) fixée à l'étrier (10) perpendiculairement au disque (30) et un premier alésage (53) dans lequel la première colonnette peut coulisser axialement; caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent en outre au moins un premier tube de guidage (49) lié au support fixe (40), perpendiculaire au disque (30), et dans lequel est percé le premier alésage (53), et en ce qu'une surface externe (55) dudit premier tube de guidage (49) reçoit à coulissement les premières extrémités respectives (24, 25) des éléments de friction (17, 20). 2- Frein à disque suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent un second tube de guidage (50) lié au support fixe (40), perpendiculaire au disque (30), et dans lequel est percé un second alésage (54), et en ce qu'une surface externe (56) dudit second tube de guidage (50), reçoit à coulissement les secondes extrémités (26, 27) des éléments de fiiction (17, 20). 3- Frein à disque suivanlit les revendications I et 2, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage (34, 35) des premières extrémités respectives (24, 25) sont en forme de crochet dont l'ouverture est tournée vers le bas tandis que les secondes extrémités respectives (26, 27) présentent des moyens d'accrochage (36, 37) en forme d'encoche. 4- Frein à disque suivant les revendications I ou 2, caractérisé en ce que le support fixe (40) est constitué par un porte-fuisée (41) presentant au moins des première et seconde branches radiales (44, 45) s'étendant axialement de part et d'autre d'une ouverture (46) chevauchant le disque (30), à l'intérieur de laquelle vient se placer l'étrier(10). - Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins la première branche radiale (44) du porte-fusée présente, de part et d'autre de ladite ouverture (46), deux alésages alignés (51) percés entre des première et seconde faces d'appui du support, respectivement intérieure (47) et extérieure (48), et recevant le premier tube de guidage (49), et en ce que le premier tube de guidage au moins comprend des moyens de serrage séparés par une distance réglable et propres à venir enserrer lesdites première et seconde face d'appui du support, ce dont il résulte unile contrainte d'extension dans le premier tube de guidage au moins, et unile contrainte de compression dans lesdites première et seconde branches radiales. 6- Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le support (40) et l'étrier (10) sont réalisés en un matériau de faible densité tel qu'un alliage léger ou uin composite.