Brevet FR2904990A1 — publié le 20080222

FREIN A DISQUE, EN PARTICULIER POUR VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne un frein à disque, en particulier pour véhicule automobile. Un frein à disque comprend de façon générale, deux patins de frein placés de part et d'autre d'un disque solidaire d'une roue du véhicule et serrés sur le disque par une pression de liquide hydraulique développée dans un circuit de freinage par action du conducteur de véhicule sur une pédale de frein. Chaque patin de frein est monté à au moins l'une de ses extrémités sur un support par un ressort à lame ayant pour fonction de guider le patin dans son déplacement vers le disque et dans le sens opposé et d'exercer sur le patin des forces de rappel dans des directions tangentielle et radiale par rapport au disque de frein, qui compensent les efforts exercés dans ces directions sur le patin lors d'un freinage et qui évitent que le patin soit projeté sur son support en engendrant un bruit audible par les occupants du véhicule. Dans une réalisation connue, c'est la même patte élastique du ressort qui exerce d'une part une force de rappel tangentielle et d'autre part une force de rappel radiale sur l'extrémité du patin. Ces deux forces de rappel ne sont donc pas indépendantes l'une de l'autre, la déformation de la patte élastique dans une direction se traduisant aussi par une déformation dans l'autre direction. Dans u ne autre réalisation connue, 1 e ressort à 1 ame comprend deux pattes élastiques qui s'étendent parallèlement à l'axe de rotation du disque, le long d'une face radiale et le long d'une face tangentielle respectivement de l'extrémité du patin, pour exercer sur celui-ci les forces de rappel précitées. Avec ce ressort connu, la position du patin dans le ressort varie en fonction de l'usure de la garniture de frein montée sur ce patin, ce qui se traduit par 2904990 2 des modifications des forces de rappel tangentielle et radiale exercées sur le patin. L'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure grâce à un nouveau ressort à lame qui permette d'une 5 part de régler facilement les forces de rappel exercées sur le patin et d'autre part d'exercer sur ce patin des forces de rappel constantes et indépendantes de l'usure de la garniture de frein. Elle propose à cet effet un frein à disque, en particulier pour véhicule automobile, comprenant des patins de frein dont au moins une extrémité est 10 guidée sur un support par un ressort à lame sollicitant les patins dans une direction tangentielle et dans une direction radiale par rapport à l'axe de rotation du disque, caractérisé en ce que le ressort est axialement déplaçable sur le support par le patin pour compenser l'usure de celui-ci. Le déplacement du ressort sur le support, qui s'effectue en fonction de 15 l'usure de la garniture de frein, permet de conserver une même position relative d u patin et d u ressort quelle que soit l'usure de la g arniture. Cela rend les forces de rappel exercées sur le patin indépendantes de l'usure de la garniture. Selon une autre caractéristique de l'invention, le ressort est relié au 20 patin par un moyen élastique autorisant une course axiale du patin par rapport au ressort et exerçant sur le patin une force élastique de rappel vers une position de repos. Ce rappel élastique du patin vers sa position de repos évite ou au moins réduit très fortement les couples résiduels de freinage. 25 Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ce moyen élastique est une lame de ressort qui s'étend parallèlement au patin en direction circonférentielle ou tangentielle et qui est fixée au patin du côté opposé au disque de frein. Avantageusement, cette lame de ressort comprend une ouverture ou 30 une découpe centrale, qui augmente son élasticité. 2904990 3 La fixation de cette lame élastique sur le dos du patin garantit le rappel du patin vers sa position de repos après un freinage. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, cette lame de ressort fixée au patin est raccordée à une patte élastique qui prend appui sur le 5 support et sollicite le patin dans une direction radiale, cette patte élastique s'étendant parallèlement au patin et dans un plan perpendiculaire à la lame de ressort fixée au patin. Par ailleurs, cette lame de ressort comprend, à son extrémité côté support, un rebord perpendiculaire qui s'étend dans un plan radial et qui 10 forme une face d'appui et de friction sur le support. Ce rebord est raccordé, à son extrémité radialement externe, à une autre patte prenant appui sur le support et sollicitant élastiquement le patin dans une direction tangentielle. Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, cette autre 15 patte est coudée en U. Dans ce mode de réalisation, les deux pattes qui sollicitent le patin en direction radiale et en direction tangentielle, ne sont pas reliées directement l'une à l'autre et peuvent donc agir indépendamment l'une de l'autre, la déformation de l'une de ces pattes n'ayant pas d'effet sur l'autre patte. 20 Avantageusement, le rebord précité comporte, du côté du disque, au moins une patte recourbée qui limite la course axiale du patin par rapport au ressort. Lorsque, du fait de l'usure de la garniture de frein, le patin vient en appui sur cette patte recourbée, il peut ensuite entraîner le ressort en 25 direction du disque en compensant ainsi automatiquement l'usure supplémentaire de sa garniture de frein. Le rebord précité peut également comporter, du côté du disque, au moins une patte qui s'étend vers le disque et qui forme un moyen de signalisation sonore d'usure de la garniture de frein. 30 La dimension de cette patte est déterminée de telle sorte que, quand l'usure de la garniture de frein a atteint une certaine valeur, l'extrémité de la 2904990 4 patte vient frotter sur le disque en rotation et produit un signal sonore à l'attention du conducteur. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la 5 description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une chape de frein à disque, équipée d'un ressort selon l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle de face, à plus grande échelle, 10 représentant l'extrémité d'un patin de frein guidé sur la chape par le ressort selon l'invention ; - les figures 3 et 4 sont des vues en perspective du ressort ; - les figures 5 et 6 sont des vues partielles en perspective illustrant le fonctionnement du ressort. 15 On a représenté en figure 1 une chape 10 de frein à disque, comprenant deux bras 12 réunis à leurs extrémités par des pontets 14 comprenant des perçages 16 de passage des colonnettes de guidage d'un étrier de frein (non représenté). Deux patins de frein 18, dont un seul est représenté, sont guidés à leurs 20 extrémités sur des montants 19 reliant les extrémités des bras 12 aux pontets 14, chaque patin de frein comprenant une plaque support 20 sur laquelle est fixée, par exemple par collage, une garniture de frein 22 destinée à être serrée sur un disque de frein (non représenté) dont la périphérie s'étend entre les bras 12, parallèlement à ceux-ci. 25 Comme on le voit mieux en figure 2, la plaque support 20 comprend à chaque extrémité une oreille rectangulaire 24 supportée et guidée sur le montant 19 par un ressort 26 formé par découpe et pliage d'une tôle d'acier. Au moins une extrémité de chaque patin 18 est équipée d'un tel ressort 26, et de préférence les deux extrémités du patin en sont équipées. 30 Ce ressort 26 comprend (figures 3 et 4) une lame élastiquement déformable 28 qui est fixée sur le dos du patin 18, c'est-à-dire sur la plaque 2904990 5 support 20 du côté opposé à la garniture 22, au moyen d'un rivet ou analogue passant dans un trou 30 de la lame 28. La partie de cette lame 28 s'étendant en direction du montant 19 comporte une découpe ou fenêtre centrale 34 délimitant deux bras parallèles 5 36 élastiquement déformables qui relient la lame 28 au reste du ressort 26. La partie d'extrémité de la lame 28 vooisine du montant 19, est pliée à angle droit et forme une face plane 38 d'appui sur le montant 19. Avantageusement, la zone 40 de raccordement entre la lame 28 et cette face plane d'appui 38 est de forme semi-cylindrique comme on le voit mieux en 10 figure 4. La lame 28 est raccordée par son bord inférieur ou radialement interne, du côté opposé à la face plane 38, à une patte élastiquement déformable 42 qui s'étend en direction de la face plane 38 dans un plan perpendiculaire à la lame 28 et à cette face plane 38. L'extrémité libre de cette patte 42 est 15 destinée à prendre appui sur le bras 12 pour exercer sur l'extrémité du patin de frein 18 une force radiale dirigée vers l'extérieur. Une autre patte élastiquement déformable 44 est raccordée au bord supérieur de la face plane d'appui 38 et est coudée en U, cette patte 44 étant destinée être logée entre un épaulement de la plaque support 20 du patin de 20 frein et un épaulement correspondant du montant 19 pour exercer une force de rappel en direction circonférentielle ou tangentielle sur le patin de frein. La face d'appui 30 du ressort comporte encore, du côté du disque de frein, des pattes 46 qui sont coudées à angle droit et qui s'étendent parallèlement à la lame 28 pour la retenue du patin de frein. Les deux pattes 25 de retenue 46 sont formées par exemple aux extrémités radialement interne et radialement externe respectivement de la face d'appui 38. La partie médiane de cette face d'appui est raccordée à une patte 48 qui s'étend en direction du disque de frein, légèrement en oblique par rapport à la face d'appui 38, pour former un avertisseur sonore de l'usure de la garniture de 30 frein 22. 2904990 6 Le ressort 26 est fixé sur la plaque support 20 du patin de frein par sertissage d'un rivet ou plot 50 de cette plaque support dans l'orifice 30 de la lame 28. Le patin de frein muni de ce ressort 26 est positionné et supporté par ce ressort sur la chape 10 du frein à disque comme représenté aux 5 figures 1 et 2. Au repos, un jeu J existe entre la face de la plaque support 20 tournée du côté du disque de frein et les pattes de retenue 46 du ressort 26 comme représenté en figure 5. Lors d'un freinage, chaque patin de frein est poussé vers le disque de 10 frein dans le sens indiqué par la flèche en figure 5 jusqu'à ce que sa garniture 22 soit appliquée et serrée sur le disque de frein. Cela se traduit par un fléchissement des bras 36 de la lame 28, comme représenté en figure 6. Lorsque la garniture de frein 22 est neuve ou relativement peu usée, le déplacement du patin de frein vers le disque de frein se fait sans 15 déplacement du ressort 36 par rapport au montant 19 de la chape, la face d'appui 38 étant appliquée avec une certaine pression sur le montant 19. Lorsque la pression de freinage est relachée, l'élasticité des bras 36 rappelle le patin de frein dans sa position de repos, en écartant la garniture 22 du disque de frein et en évitant les couples résiduels de freinage. 20 Au fur et à mesure de l'usure des garnitures de frein 22, la course sur laquelle chaque patin de frein est déplacé pour le freinage augmente de sorte que la plaque support 20 du patin de frein finit par venir en contact avec les pattes de retenue 46 du ou des ressorts 26. Si alors le patin de frein est encore rapproché du disque de frein, ce rapprochement se traduit par un 25 déplacement du ressort 26 en direction du disque de frein par rapport au montant 19 de la chape, jusqu'au serrage voulu des garnitures 22 sur le disque de frein. Ensuite, lorsque la pression de freinage est relâchée, l'élasticité des pattes 36 ramène les patins de frein vers leurs positions de repos mais la position des ressorts 26 par rapport aux montants 19 reste 30 inchangée. 2904990 7 Le déplacement du ou des ressorts 26 en direction du disque de frein permet de compenser au moins en partie l'usure des garnitures de frein. Lorsque cette usure atteint un niveau prédeterminé, par exemple de 80% de l'usure maximale admissible, les ressorts 26 ont été suffisamment 5 rapprochés du disque de frein pour que les extrémités des pattes 48 viennent au contact de ce disque et frottent sur celui-ci, ce qui produit un signal sonore avertissant le conducteur du véhicule de l'usure des garnitures de freins. Les forces d e r appel radiale et tangentielle q ui sont exercées p ar I es 10 pattes 42 et 44 du ressort sur le patin de frein sont indépendantes l'une de l'autre et une déformation d'une patte 42 ou 44 n'a pas d'effet sur l'action exercée sur l'autre patte 44 ou 42 sur le patin de frein. De plus, les forces de rappel exercées sur les patins de freins par les pattes 42 et 44 sont indépendantes du degré d'usure de la garniture de frein. REVENDICATIONS 1. Frein à disque, en particulier pour véhicule automobile, comprenant des patins de frein (18) dont au moins une extrémité est guidée et positionnée sur un support (10) par un ressort à lame (26) sollicitant le patin dans une direction tangentielle et dans une direction radiale par rapport au disques de frein, caractérisé en ce que le ressort (26) est axialement déplaçable sur le support (10) du patin (18) pour compenser l'usure de celui-ci. 2. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (26) est relié au patin (18) par un moyen élastique (28) autorisant une course axiale du patin par rapport au ressort et exerçant sur le patin une force de rappel élastique vers une position de repos. 3. Frein à disque selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen élastique est une lame de ressort (28) qui s'étend parallèlement au patin (18) en direction circonférentielle ou tangentielle et qui est fixée au patin du côté opposé au disque. 4. Frein à disque selon la revendication 3, caractérisé en ce que la lame de ressort (28) comprend une fenêtre ou découpe centrale (34) augmentant son élasticité. 5. Frein à disque selon la revendication 3, caractérisé en ce que la lame de ressort (28) fixée au patin est raccordée à une patte élastique (42) prenant appui sur le support (10) et sollicitant le patin dans une direction radiale. 6. Frein à disque selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite patte élastique (42) s'étend dans un plan perpendiculaire à la lame de ressort (28). 7. Frein à disque selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la lame de ressort (28) fixée au patin comprend, à son extrémité opposée au patin, un rebord perpendiculaire s'étendant dans un plan radial et formant une face (38) d'appui sur le support (10). 2904990 9 8. Frein à disque selon la revendication 7, caractérisé en ce que la patte (44) est logée entre un épaulement de la plaque support (20) du patin de frein et un épaulement correspondant du montant (19) pour exercer une force de rappel en direction circonférentielle ou 5 tangentielle sur le patin de frein. 9. Frein à disque selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite autre patte (44) est coudée en U. 10. Frein à disque selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la lame de ressort (28) est reliée au rebord perpendiculaire (38) par 10 une zone de raccordement (40) semi-cylindrique. 11. Frein à disque selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que ledit rebord (38) comporte, du côté du disque, au moins une patte recourbée (46) limitant la course axiale du patin par rapport au ressort. 12. Frein à disque selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en 15 ce que ledit rebord (38) comporte, du côté du disque, au moins une patte (48) s'étendant vers le disque et formant un moyen de signalisation sonore d'usure du patin.