Brevet FR2925634A1 — publié le 20090626

L'invention se rapporte à un dispositif de montage d'un patin de frein dans des logements d'une chape d'un frein à disque et notamment un dispositif permettant de faciliter le déplacement d'un support de plaquette de frein qui se produit lors d'un freinage et qui permette d'éviter des bruits qui sont souvent engendrés lors d'un tel fonctionnement. L'invention concerne également un frein à disque équipé de dispositifs de montage selon l'invention. Dans un véhicule équipé de freins à disques, chaque roue qui doit être freinée par un tel système de freinage comporte un disque de freinage solidaire de la roue et un dispositif de freinage solidaire du châssis du véhicule qui vient par friction freiner le mouvement de rotation du disque. Le dispositif de freinage comporte, de chaque côté du disque de freinage, un patin de frein constitué d'un support de plaquette portant une plaquette de frein. Chaque patin de frein est mobile perpendiculairement au plan du disque (selon une direction que nous appellerons direction axiale) et.est guidé par deux de ses extrémités appelées "oreilles" dans des logements d'une chape. Des organes de commande permettent d'exercer une pression sur les patins de freins selon la direction axiale. Les deux patins de freins disposés de part et d'autre d'un disque permettent donc, lors d'un freinage, d'enserrer le disque et de freiner sa rotation. Lors d'un freinage, les patins de freins sont entraînés selon une direction tangentielle au disque et les oreilles viennent buter, parfois brutalement, contre le fond de leur logement de guidage provoquant un bruit appelé "klonk" ou claquement. Pour amortir le choc des oreilles dans leur logement et ainsi atténuer le bruit, il est prévu, de manière connue, un ressort situé entre chaque oreille et son logement Cet effet d'amortissement est obtenu par déformation du ressort. La forme du ressort doit donc être adaptée à la force exercée par le patin de frein lors de son déplacement tangentiel. Cette force est fonction de la masse du patin et de sa vitesse d'entraînement. Le calibrage du ressort doit donc, en principe, tenir compte du type de véhicule et du type de patin. Par ailleurs, le patin doit pouvoir se déplacer axialement comme cela a été expliqué précédemment. Les oreilles du patin doivent donc glisser dans le ressort de maintien. On a donc un effet glissière et un effet ressort sur une seule et unique pièce. Une fois le patin en place et, du fait des défauts géométriques et de l'effet ressort, le système glissière se déforme et entraîne la création d'effet ressert/raideur influant sur la génération de bruit, au freinage. L'objet de l'invention est donc un dispositif dans lequel les deux effets "glissière" et "ressort" ne sont pas liés. Le fait de supprimer cette interaction des deux effets l'un sur l'autre (découplage des fonctions) permet de diminuer, voir supprimer certaines conditions d'apparition de bruit et notamment dans le cas de faibles pressions de freinage type manoeuvres de stationnement. L'invention a donc pour objet un dispositif de montage d'un patin de frein dans des logements d'une chape d'un frein à disque, ledit patin de frein comprenant à deux de ses extrémités deux oreilles de montage et chaque oreille étant montée dans un logement d'une chape d'un frein à disque. Selon l'invention, ce dispositif de montage comporte une première plaque de glissement destinée à être intercalée entre une face latérale d'une oreille de montage du patin et une face latérale d'un logement de la chape. Cette première plaque de glissement possède une première extrémité qui est couplée mécaniquement, par une charnière élastique, à une extrémité d'une deuxième plaque de glissement appartenant à un dispositif de fixation qui est destiné à être fixé à la chape. Ladite deuxième plaque de glissement est destinée à être plaquée contre une face radiale dudit logement de la chape. L'angle formé par la première et par la deuxième plaque de glissement, lorsque le dispositif de montage n'est pas monté sur une chape de frein à disque, est supérieur à l'angle formé par la face latérale et par la face radiale du logement d'une chape sur laquelle le dispositif de montage est destiné à être monté. De cette façon une deuxième extrémité de la première plaque de glissement opposée à la première extrémité de cette plaque de glissement est destinée à exercer un effort de pression sur la face latérale dudit logement de la chape lorsque ledit dispositif de montage est monté sur la chape. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, ladite charnière comporte au moins un élément de raccordement dont la longueur est inférieure à la longueur desdites extrémités des première et deuxième plaques de glissement. Avantageusement, l'angle formé par la première et la deuxième plaque de glissement (44, 42), lorsque le dispositif de montage n'est pas monté sur une chape de frein à disque, pourra être supérieur à 90 degrés. Selon une forme de réalisation de l'invention, le dispositif de fixation comporte une première lame ressort qui coopère ave la deuxième plaque de glissement pour enserrer une pièce de fixation appartenant à la chape. Selon une variante de réalisation, le dispositif de fixation comporte une deuxième et une troisième lame ressort qui enserrent ladite pièce de fixation appartenant à la chape. Avantageusement, la première plaque de glissement et/ou la deuxième plaque de glissement sont en acier inoxydable. L'invention concerne également une application à un frein à disque comportant un ou plusieurs dispositifs de montage ainsi décrits pour guider les patins de frein. Avantageusement, une telle application à un frein à disque prévoit un dispositif de montage associé à chaque oreille des patins de frein.30 Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre ainsi que dans les figures annexées qui représentent: - la figure 1, un exemple de montage d'un patin de frein dans une chape d'un frein à disque selon une technique connue, - la figure 2a, une vue de côté d'un exemple de réalisation du dispositif de montage selon l'invention 10 d'un patin de frein dans des logements d'une chape d'un frein à disque, - la figure 2b, une vue de côté du dispositif de la figure 2a monté sur une chape d'un frein à disque, - la figure 2c une vue en perspective du 15 montage de la figure 2b, - la figure 3a une vue en perspective permettant d'expliquer les fonctions des éléments du dispositif de montage d'un patin de frein selon l'invention, 20 - les figures 3b et 3c, des vues en perspectives des dispositifs de montage des deux oreilles d'un patin, - la figure 4a, une vue de côté du dispositif de montage de la figure 2a sur laquelle sont indiquées 25 les caractéristiques de ce dispositif, - la figure 4b, une vue de côté du dispositif de la figure 4a monté sur une chape d'un frein à disque avec indiqués les efforts exercés, - la figure 4c une vue en perspective du 30 dispositif selon l'invention sur laquelle les articulations élastiques du dispositif sont mises en évidence. En se reportant à la figure 1, on va donc 5 tout d'abord décrire un système de montage d'un patin de frein dans une chape d'un frein à disque tel que connu dans la technique. Dans la description qui va suivre on désignera par: 10 "radial", un élément situé selon l'axe radial du système (l'axe Y sur la figure 1), "latéral", un élément situé selon un axe parallèle à une tangente au disque 1 (l'axe X sur la figure 1), 15 "axial", un élément situé selon un axe perpendiculaire au plan du disque 1 (l'axe 7 sur la figure 1). La chape 2 comporte deux bras tel que 20 disposés de part et d'autre d'un disque 1 (représenté en 20 trait mixte sur la figure 1). Ces deux bras sont reliés par deux pontets 21 et 21' s'étendant axialement et disposés radialement au-delà du disque 1. Chaque bras possède à ses extrémités des gorges ou logements 11 et 11' dans lesquelles sont 25 placées les oreilles d'extrémités 10 et 10' d'un patin de frein. Les oreilles d'extrémités 10 et 10' du patin sont montées dans les logements 11 et 11' à l'aide de ressorts 3 et 3'. Les oreilles 10 et 10' coulissent 30 axialement dans les ressorts 3 et 3' (c'est-à-dire perpendiculairement au plan de la figure). Le fonctionnement d'un tel frein à disque est bien connu dans la technique et ne sera pas décrit plus en détail. Le rôle des ressorts 3 et 3' est d'amortir les chocs des oreilles des patins contre le fond des logements lorsque les patins sont entraînés par le disque 1 durant un freinage. Cet amortissement est obtenu par la déformation des ressorts lorsqu'ils sont écrasés sous l'effet de la force des patins. Cependant, lors d'un freinage, les patins de freins doivent se déplacer axialement et il est fréquent que le glissement des oreilles des patins dans ces ressorts soient à l'origine de bruits perceptibles dans l'habitacle du véhicule. L'invention prévoit donc un dispositif permettant de monter un patin de frein dans une chape de frein à disque et qui permette de diminuer ou d'éliminer ces bruits. La figure 2a représente une vue de côté d'un 20 dispositif de montage 4. Ce dispositif comporte une plaque 44, que nous appellerons plaque de glissement, et un dispositif de fixation 40-41-42. La plaque de glissement est reliée par une extrémité 45 au dispositif de fixation par une 25 charnière 43. Elle est destinée à être plaquée contre la face latérale 22 du logement 11 de la chape, cette face latérale 22 constituant le fond du logement. Le dispositif de fixation comporte une autre lame de glissement 42 destinée à être plaquée contre la 30 face radiale 26 (ou face supérieure) du logement 11. Le dispositif de fixation comporte en outre une lame ressort 40 qui, en coopération avec la plaque de glissement 42, enserre un plot 25 appartenant à la chape. Comme cela est représenté sur la vue de face de la figure 2b et sur la figure en perspective 2c, lorsque le dispositif de fixation est monté sur la chape, le dispositif de fixation est embroché sur le plot 25 avec la lame 40 et la plaque 42 situées de part et d'autre du plot 25. De plus, avantageusement, le dispositif de 10 fixation peut comporter deux lames ressort 41 et 41' (voir figure 2c) qui enserrent les côtés ou faces radiales du plot 25. Lorsque le dispositif de montage selon l'invention est monté sur la chape, le dispositif de 15 fixation est emmanché sur le plot 25 et les lames ressort 40, 41 et 41' le maintiennent efficacement en position (figure 2c). Les plaques de glissement 42 et 44 sont plaquées respectivement contre les faces latérales 22 et radiale 26 du logement 11. 20 La figure 3a représente un mode de réalisation préféré de l'invention dans lequel l'extrémité 45 de la plaque de glissement 44 est reliée par deux éléments charnières 43 et 43' à la plaque de glissement 42. Ces éléments charnières ont une longueur 25 axiale L1 très faible comparée à la longueur de l'arête de l'extrémité 45 de la plaque 44. De cette façon, les charnières 43 et 43' présente une grande souplesse élastique. Les plaques 44 et 42 peuvent être plaquée efficacement contre les faces du logement 11 de la chape. 30 Les faces de glissement PA et PB (figure 3a) contre lesquelles viendra glisser une oreille d'un patin de frein sont donc des faces qui présenteront une grande stabilité. Les figures 3b et 3c représentent deux dispositifs selon l'invention permettant le montage d'un patin de frein. Le dispositif de montage 4 servira au montage d'une oreille du patin et le dispositif 4' servira au montage de l'autre oreille. Les figures 4a à 4c représentent plus en détails la conception du dispositif de montage selon 10 l'invention. En effet selon l'invention, lorsque le dispositif de montage n'est pas monté sur une chape d'un frein à disque, les plaques de glissement 44 et 42 présentent un angle AB1 lorsque le dispositif est au 15 repos et ne supporte aucune sollicitation. Cet angle est supérieur à l'angle AB2 que forment les faces latérale et radiale (26 et 22 sur la figure 2b) du logement 11 de la chape. Lorsque le dispositif de montage est monté 20 sur le plot 25 de la chape avec les plaques de glissement 44 et 42 située à l'intérieur du logement: la plaque de glissement 42 se trouve plaquée contre la face radiale supérieure (26 sur la figure 2b) du logement en raison de l'effort Fl exercé 25 par la lame ressort 40 (figure 4b), - la plaque de glissement 44 est plaquée contre la face latérale 22 du logement de la chape. Les plaques de glissement adoptent entre elles un angle AB2 égal à l'angle formé par les faces 30 latérale et radiale du logement de la chape. En raison du fait que l'angle AB1 est supérieure à l'angle AB2 et que l'extrémité 45 se trouve plaqué contre la face latérale 22 du logement, l'extrémité 48 appui sur la face 22 et un effort de réaction est exercé par la face 22 sur l'extrémité 48 de la plaque 44. On voit donc que: - la fonction coulissement de l'oreille du patin se fera sur deux plans angulairement orientés par l'intermédiaire d'une seule et unique pièce, - les deux plaques de glissement en place 10 sont parfaitement en appui sur les deux plans du logement de la chape. Par ailleurs, le dispositif de fixation et notamment la lame ressort 40 qui exerce un effort de pression Fl assure un plaquage de la plaque de glissement 15 42 contre la face en regard de la chape avec un effort de plaquage Fl. Lors du montage du dispositif de montage selon l'invention sur la chape, la plaque de glissement 44 vient au contact de la face (face latérale) en regard 20 du logement par déformation des charnières 43 et 43' (représentées en figure 3a). La conception de ces charnières minimise la déformation de la surface. de contact de la plaque de glissement 44 avec la face 22 du logement. 25 Les charnières sont conçues pour avoir un éffort de plaquage F2 de la plaque de glissement 44 inférieur à l'effort radial (ou tangentiel) aFl résultant de l'effort Fl de la lame ressort 40. Une fois le patin de frein mis en place, le 30 fait de découpler la fonction ressort de la fonction glissement permet de diminuer voir de supprimer certaines conditions d'apparition de bruit et notamment dans le cas de faibles pressions de freinage type manoeuvres parking. La force F2 sera d'autant plus faible que le système de charnière présentera une grande souplesse. Selon une forme de réalisation de l'invention, les plaques de glissement 44 et 42 sont acier inoxydable assurant un bon glissement des oreilles de patins de freins. On notera qu'il conviendra de prévoir une longueur L2 de la plaque de glissement 42 supérieure à la hauteur Hl du bossage 25 de façon que l'extrémité 45 de la plaque 44 puise être plaquée contre la face 22 du logement de la chape. REVENDICATIONS 1. Dispositif de montage d'un patin de frein dans des logements d'une chape d'un frein à disque, ledit patin de frein comprenant à deux de ses extrémités deux oreilles de montage (10, 10') et chaque oreille étant montée dans un logement (11, 11') d'une chape (2) d'un frein à disque, caractérisé en ce qu'il comporte une première plaque de glissement (44) destinée à être intercalée entre une face latérale d'une oreille de montage du patin et une face latérale (22) d'un logement de la chape, cette première plaque de glissement avant une première extrémité (45) couplée mécaniquement, par une charnière élastique (43), à une extrémité d'une deuxième plaque de glissement (42) appartenant à un dispositif e fixation (40, 41, 42) destiné à être fixé à la chape, ladite deuxième plaque de glissement (42) étant destinée à être plaquée contre une face radiale (26) dudit logement de la chape, l'angle formé par la première et la deuxième plaque de glissement )44, 42) lorsque le dispositif de montage n'est pas monté sur une chape de frein à disque est supérieur à l'angle formé par la face latérale (22) et par la face radiale (23) du logement d'une chape sur laquelle le dispositif de montage est destiné à être monté, de telle façon qu'une deuxième extrémité (48) de la première plaque de glissement (44) opposée à la première extrémité (45) de cette plaque de glissement soit destinée à exercer un effort de pression sur la face latérale (22) dudit logement de la chape lorsque ledit dispositif de montage est monté sur la chape. 2. Dispositif de montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que, ladite charnière (43) comporte au moins un élément de raccordement (43) dont la longueur est inférieure à la longueur desdites extrémités des première et deuxième plaques de glissement (44, 42). 3. Dispositif de montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit angle formé par la première et la deuxième plaque de glissement (44, 42), lorsque le dispositif de montage n'est pas monté sur une chape de frein à disque, est supérieur à 90 degrés. 4. Dispositif de montage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de fixation comporte une première lame ressort (40) qui coopère ave la deuxième plaque de glissement (42) pour enserrer une pièce de fixation (25) appartenant à la chape. 5. Dispositif de montage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de fixation comporte une deuxième et une troisième lame ressort (41, 41') qui enserrent ladite pièce de fixation (25) appartenant à la chape. 6. Dispositif de montage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la première plaque de glissement (44) et/ou la deuxième plaque de glissement (42) sont en acier inoxydable. 7. Application à un frein à disque caractérisée en ce qu'il comporte un ou plusieurs dispositifs de montage selon l'une quelconque des revendications précédentes pour guider les patins de frein. 8. Application à un frein à disque selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de montage associé à chaque oreille des patins de frein.10