FR2612586A1 - Frein a disque comportant un ressort de garnitures de frein - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN FREIN A DISQUE, DESTINE EN PARTICULIER A UN VEHICULE AUTOMOBILE, COMPRENANT UN ETRIER DE FREIN CHEVAUCHANT LE BORD D'UN DISQUE DE FREIN ET DES GARNITURES DE FREIN DISPOSEES DE CHAQUE COTE DU DISQUE DE FREIN, ET COMPRENANT UN RESSORT 102 QUI PREND APPUI SUR L'ETRIER DE FREIN ET SUR LES GARNITURES DE FREIN POUR SOLLICITER CES DERNIERES L'UNE VERS L'AUTRE. POUR OBTENIR UNE FORCE DE PRECONTRAINTE APPROPRIEE ET POUR PERMETTRE LA COURSE NECESSAIRE, IL EST PREVU, CONFORMEMENT A L'INVENTION, QUE LE RESSORT 102 COMPORTE DEUX BRAS ELASTIQUES CIRCONFERENTIELS 110, 112 QUI PEUVENT ETRE APPLIQUES CONTRE UNE PORTION 122, 124 REPLIEE SENSIBLEMENT EN FORME DE U ET SITUEE SUR UNE FACE D'APPUI DE LA GARNITURE DE FREIN 154, 156 ET CONTRE UNE AUTRE PORTION D'UNE FACE D'APPUI SITUEE SUR L'ETRIER DE FREIN 56. LES BRAS ELASTIQUES 110, 112 FORMENT UN ANGLE OBTUS 130, 132 PAR RAPPORT A UNE PORTION CENTRALE 104.

Description

La présente invention concerne un frein à disque, destiné en particulier à

un véhicule automobile, comprenant un étrier de frein chevauchant le bord d'un disque de frein

et des garnitures de frein disposées de chaque côté du dis-

que de frein, et comprenant un ressort qui prend appui sur

l'étrier de frein et sur les garnitures de frein pour solli-

citer ces dernières l'une vers l'autre et qui comporte deux bras élastiques circonférentiels dont une portion repliée sensiblement en forme de U peut être appliquée contre une

face d'appui de la garniture de frein et dont une autre por-

tion peut être appliquée contre une face d'appui prévue sur

l'étrier de frein.

Dans des freins à disque de ce type, on fait ap-

pel à des ressorts dits "centraux" pour solliciter l'étrier

et les garnitures l'un vers l'autre et, respectivement, con-

tre le support. Cette précontrainte empêche tout mouvement relatif indésirable des pièces susceptibles de provoquer un cliquetis ou un déccllement. Un ressort de ce type a déjà

été décrit dans la demande de brevet principale P 35 33 931.

A cet effet, le brevet DE-32 20 632.1 a déjà di-

vulgué un agencement dans lequel les garnitures de frein sont munies, dans leur partie supérieure, de ressorts à boudin prenant appui, d'une part, sur la plaque arrière de la garniture et, d'autre part, sur l'étrier de frein. Les ressorts à boudin sont enroulés de manière hélicoïdale et

logés dans des gorges en U des plaques arrière et ils com-

portent des branches appliquées contre le fond de l'étrier de frein, ce qui a pour effet de solliciter les garnitures contre le support de frein et contre l'étrier de frein. Un ressort similaire fait l'objet du brevet DE-P 32 27 195.6 et est réalisé en tôle et fixé à une broche de la plaque

arrière des garnitures.

Le brevet GP-B 15 91 735 représente un frein à disque muni d'un ressort à lame cruciforme comprenant deux branches circonférentielles qui chevauchent des broches de retenue de garniture solidarisées à l'étrier de frein, et deux branches axiales appliquées contre les plaques arrière des garnitures de frein pour éloigner les garnitures de frein l'une de l'autre après actionnement. Cependant, l'utilisation de ressorts cruciformes de ce type exige que les garnitures de frein soient maintenues dans l'étrier de frein au moyen de broches de fixation de garniture. Cette solution et d'autres présentent un inconvénient, à savoir qu'en fonction de la conception et, respectivement, de la place disponible, il est

impossible soit d'appliquer une force de précontrainte appro-

priée, soit de parcourir la course nécessaire (équilibre des tolérances) en raison d'une augmentation excessive des forces

élastiques ou d'une déformation plastique.

La présente invention a donc pour but de fournir un frein à disque du type indiqué précédemment, permettant d'appliquer une force de précontrainte appropriée et de

maintenir la course nécessaire.

Conformément à la présente invention, ce but est atteint en ce que chacun des bras élastiques forme un angle

obtusavec une portion centrale du ressort. Des modes de ré-

alisation de la présente invention sont décrits plus avant.

Les différents objets et caractéristiques de

l'invention seront maintenant détaillés dans la description

qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent:

- la figure 1, une vue de côté d'un premier mode de ré-

alisation d'un ressort; - la figure 2, une vue de dessus du ressort représenté à la figure 1; - la figure 3, une vue de face du ressort représenté

aux figures 1 et 2, une garniture de frein munie d'un con-

tact d'avertissement d'usure de la garniture et la position de montage du ressort étant représentées; - la figure 4, une vue en coupe partielle d'un ressort monté, une garniture de frein et un étrier de frein étant partiellement représentés; - la figure 5, une vue de dessus d'un deuxième mode de réalisation d'un ressort; - la figure 6, une vue de côté du ressort représenté à la figure 5;

- la figure 7, sous forme schématique, un frein à dis-

que comprenant un ressort monté conforme aux figures 5 et 6; - la figure 8,-un ressort d'expansion; - la figure 9, l'effet du ressort synchronisé avec une surface inclinée;

- la figure 10, l'effet du ressort sur une surface pla-

ne; - la'figure 11, l'effet du ressort contre une surface inclinée; - la figure 12, une vue de côté d'un ressort à patin;

- la figure 13, un vue en coupe d'un ressort à patin.

En référence au premier mode de réalisation d'un

ressort 2 représenté aux figures 1 à 4, le ressort 2 compor-

te deux portions allongées parallèles 4, 6 qui, lorsqu'il est monté, sont parallèles à l'axe du disque de frein. Les deux portions parallèles 4, 6 sont reliées entre elles par une portion centrale 8 qui, en coupe transversale, présente sensiblement la forme d'un U. La portion centrale 8 comprend une portion supérieure sensiblement rectangulaire 10 et deux parties latérales 12, 14. Par rapport à l'axe médian de la

portion centrale sensiblement en forme de U, les parties la-

térales s'étendent selon un angle aigu en direction de l'axe

médian. Des coudes en U 16, 18 sont prévus dans le prolonge-

ment des parties latérales 12, 14 et se terminent par des

portions extrêmes libres et repliées 20, 22. Les parties la-

térales 12, 14, les coudes 16, 18 et les portions extrêmes , 22 forment donc des bras élastiques 24, 26 s'étendant dans le sens circonférentiel. Comme le montre notamment la figure 2, les portions extrêmes 20, 22 des bras élastiques sont situées sensiblement dans la zone centrale du ressort, sont de forme sensiblement rectangulaire et comportent des passages rectangulaires 28, 30, Sur le côté gauche lorsqu'on regarde la figure, les portions 4 et 6 dépassent de la portion centrale 8, de

manière à ménager un espace libre 32 entre elles, De l'au-

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tre côté, la portion centrale 8 se prolonge sensiblement jusqu'à la zone extrême des portions 4, 6 pour y former un

évidement 34 dans lequel peuvent passer les fils de raccor-

dement du dispositif d'avertissement d'usure de garniture.

Dans les zones extrêmes de la portion centrale 8 sont prati-

qués des évidements ou des creux allongés 36, 38 s'étendant

dans le sens circonférentiel.

De la portion centrale 8 partent deux bras élas-

tiques supplémentaires 40, 42 qui s'étendent sensiblement à l'opposé des parties latérales 12, 14. Les extrémités des bras élastiques 40, 42 sont repliées vers l'axe médian et s'étendent radialement au-delà de la partie supérieure 10

de la portion centrale 8. Dans le sens axial, les bras élas-

tiques 40, 42 sont sensiblement adjacents aux portions ex-

trêmes 20, 22. Comme le montre notamment la figure 1, les

parties latérales 12, 14 comportent des passages en U 44.

La figure 3 représente le ressort 2 en trait plein lors- -

qu'il est détendu et en trait discontinu ou mixte lorsqu'il est monté. La partie supérieure d'une garniture de friction

48 et un contact d'avertissement 50 sont également représen-

tés en trait discontinu. Comme le montre la figure 3, les coudes 16, 18 du ressort 2 reposent sur la partie supérieure de la garniture de friction 48 et, notamment, sur sa plaque arrière. Les portions extrêmes 20, 22 sont appliquées contre des premières faces de butée 52, 54 qui sont prévues sur

l'étrier de frein (non représenté à la figure 4) et qui s'é-

tendent de manière'sensiblement horizontale et, respective-

ment, périphérique. Les faces d'appui sont désignées par la lettre de référence F. La figure 3 représente un ressort 2 monté, un étrier de frein 56 et la garniture de friction 48 étt rLrans. ce a nit= i frictian 48 ctri éui ten U 58 amInt remvoir

leoatatdavxtissant5O.L'étrier de frein 56 est muni d'un pas-

sage 60 formant des parois latérales verticales et radiales

62, 64, comprenant des secondes faces de butée contre les-

quelles sont appliquées les parties extrêmes coudées des

bras élastiques 40, 42. Les parois latérales 62, 64 compor-

tent des épaulements 66, 68 qui sont chevauchés par les portions extrêmes des bras élastiques 40, 42, ce qui empêche le ressort de glisser vers le bas. Au lieu d'être repliées vers l'axe médian, les parties extrêmes des bras élastiques , 42 peuvent également être repliées à l'opposé et leurs faces extrêmes peuvent prendre appui sur lés épaulements

66, 68.

On se référera maintenant au mode de réalisation

d'un ressort 72 tel qu'il est représenté aux figures 5 à 7.

Le ressort 72 correspond dans ses principales caractéristi-

ques au ressort 2. Cependant, contrairement au ressort 2,

le ressort 72 comporte, dans la portion centrale 74, un pas-

sage central 76 qui sert à guider des pièces d'un contact d'avertissement. A l'une des extrémités du passage 76 est

prévue une languette 78 gui protège les conducteurs du con-

tact d'avertissement. Comme le montrent notamment les figu-

res 6 et 7, les portions parallèles 80, 82 du ressort 72

sont repliées selon un angle 0 défini, ce qui permet d'ob-

tenir un effet de raopel sur les garnitures de frein. Le

sommet de l'angle est adjacent-à la zone des bras élasti-

ques 92, 94.

Les portions extrêmes 88, 90 des bras élasticues 92, 94 s'étendent selon un angle t réduit par rapport à la partie restante des portions 80, 82. La figure 7 représente

le ressort 72 monté dans un étrier de frein 96. Les extrémi-

tés des portions 80, 82 sont en appui sur les plaques arrië-

re 98, 100 des garnitures de frein. Les portions extrêmes 88, 90 des bras élastiques sont sensiblement parallèles à l'axe du disque de frein, tandis que les portions 80, 82 s'étendent selon un angle réduit par rapport à cet axe, ce

qui produit l'effet de rappel indiqué précédemment.

La figure 8 représente un ressort d'expansion

102 comportant une portion centrale 104, deux bras élasti-

ques supportés sur les côtés et dirigés vers le haut 106 et 108, et deux bras élastiques en U dirigés vers le bas 110 et 112 et reliés à la portion centrale 104, Chacun des deux bras élastiques 110 et, respectivement, 112 comporte deux branches 114 et 116 ou, respectivement, 118 et 120, une partie de fond 122 et, respectivement, 124 et une portion extrême 126 et, respectivement, 128. Les portions extrêmes 126 et 128 sont repliées pour être tournées sensiblement vers la portion centrale 104 et sont logées dans l'évidement 142 os05 et, respectivement, 144 de l'étrier de frein 56, Les portions

extrêmes 126, 128 sont repliées vers le plan central de l'é-

trier de frein 56. Chacune des deux branches 114 et, respec-

tivement, 118 forme, avec la portion centrale 104, un angle

obtus 130 et, respectivement, 132 (entre 90 et 180 ). Cha-

cun des deux bras élastiques latéraux 106 et, respectivement,

108 comprend une autre portion extrême repliée 134 et, res-

pectivement, 136 qui est logée dans un évidement 138 et 140 de l'étrier de frein 56. Les parties de fond 122 et 124 des bras élastiques 110 et 112 sont en appui sur un bord 146 de

la garniture de friction 48, désigné ci-après comme le sup-

port de garniture de friction. Les bras élastiques 110 et 112 sont en appui, d'une part, sur l'étrier de frein 56 et,

d'autre part, sur le support de garniture de friction 48.

Par rapport à la portion centrale 104 du ressort 102, les branches 114 et 118 s'étendent selon un angle obtus 130 et 132, de façon que, si l'étrier de frein 56 et la garniture de friction 48 se déplacent l'un par rapport à l'autre, les bras élastiques 110 et, respectivement, 112 soient écartés

dans la direction 146 et, respectivement, 148. A l'état pré-

contraint, les bras élastiques 110 et 112 sont écartés se-

lon l'angle 130 et 132, de façon qu'un capuchon de protec-

tion de piston 150 - désigné ci-après comme la pièce en élastomère - qui protège le piston contre toute intrusion d'impuretés et d'autres déchets, puisse se déplacer entre et à travers les bras élastiques 110 et 112 (c'est-a-dire

perpendiculairement au plan de la figure), sans être tou-

ché ni influencé par le ressort 102.

Le ressort 102 est avantageusement réalisé en tôle à ressorts, par exemple en tôle d'acier inoxydable,

L'agencement des bras élastiques 110 et 112 permet d'insé-

rer le ressort 102 lorsque l'espace 152, qui correspond à l'écartement entre l'étrier de frein 56 et le support de

garniture 48, est très réduit dans le sens radial. Si l'es-

pace de montage est plat et/ou plus allonge, les bras élas-

tiques 110, 112 sont plus longs. Les faces obliques 154 et 156 du support de garniture 48 agissent dans le sens du ressort et soutiennent l'action du ressort, c'est-à-dire que les parties de fond 122 et 124 glissent vers le bas en

oblique. Selon le comportement élastique recherché, un ef-

fet de ressort synchronisé avec une surface inclinée est permis selon la figure 9, un effet de ressort sur un plan selon la figure 10 et/ou un effet de ressort contre un plan incliné selon la figure 11,

La figure 12 représente un ressort 158 vu de cô-

té, comprenant un patin 160 et une surface inclinée termi-

nale 162. De manière avantageuse, la surface inclinée 162 pousse le support de garniture 48 contre l'étrier de frein 96. Un talon 164 empêche l'insertion incorrecte du ressort

158 dans l'étrier 56, 96.

La figure 13 est une vue en coupe d'un ressort

158 comprenant deux patins 16.

Ce ressort comprend deux bras élastiques circon-

férentiels pouvant être appliqués contre une portion repliée sensiblement en forme de U et située sur une face d'appui de la garniture de frein et contre une autre portion d'une face

d'appui prévue sur un étrier de frein.

La solution proposée fournit un frein à disque comprenant un ressort central pouvant être monté facilement

et permettant de solliciter l'étrier de frein et les garni-

tures de frein et, respectivement, le support, une force de

précontrainte appropriée étant prévue et les courses de res-

sort nécessaires étant réalisés sans provoquer de déforma-

tion plastique. Conformément à un mode de réalisation avan-

tageux de l'invention, le ressort comprend une portion cen-

trale sensiblement en forme de U, sur laquelle sont montés

les bras élastiques. En raison de la configuration du res-

sort central conforme à l'invention, le dispositif et, res-

pectivement, les contacts d'avertissement d'usure de garni-

ture peuvent être montés sans poser de problème d'encombre-

ment. Les conducteurs électriques de ces dispositifs peuvent être facilement guidés axialement et/ou radialement hors de

la zone de la portion centrale en U, Pour éviter que le res-

sort ne tombe hors du remplacement de la garniture, il est prévu, conformément à un autre mode de réalisation, que le

ressort comporte deux bras élastiques supplémentaires pou-

vant être appliqués contre d'autres faces de butée de l'é-

trier de frein. A cet effet, un étage est formé en particu-

lier dans la zone d'un passage pratiqué dans l'étrier de frein. De manière appropriée, les autres bras élastiques

sont disposés dans la zone de la portion centrale et, res-

pectivement, y sont reliés.

Pour appliquer les bras élastiques supplémentai-

res contre les faces de butée correspondantes, les extrémi-

tés des bras élastiques peuvent comporter des portions ex-

trêmes repliées.

De manière avantageuse, les bras élastiques sup-

plémentaires s'étendent dans une direction sensiblement op-

posée aux parties latérales de la portion centrale.

Conformément à un autre mode de réalisation avan-

tageux, le ressort comporte deux portions qui sont espacées

dans le sens circonférentiel, qui sont sensiblement paral-

lèles à l'axe du disque de frein, qui dépassent axialement des bras élastiques et qui peuvent être appliquées contre

des faces de butée d'une garniture de frein. De manière ap-

propriée, les portions parallèles à l'axe du disque de frein forment, d'un côté, un évidement central s'étendant jusqu'à

la zone des bras élastiques.

De manière avantageuse, plusieurs évidements sont

ménagés dans la zone des bras élastiques.

Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, la portion centrale s'étend axialement sur un

côté jusqu'à la zone de butée de la garniture de frein cor-

respondante et comporte en particulier, dans cette zone, plusieurs évidements à travers lesquels peuvent être guidés les fils de branchement d'un contact d'avertissement de

garniture de friction.

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Conformément à un autre mode de réalisation, la portion centrale comprend au moins un évidement ou un creux circonférentiel. Des évidements peuvent également être prévus dans

la zone centrale de la portion centrale pour guider des con-

nexions de contact d'avertissement.

Pour réaliser un effet de rappel sur les garnitu-

res de friction, les portions axiales du ressort peuvent être conçues de manière à former un angle l'une par rapport

à l'autre.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1. Frein à disque, destiné en particulier à un

véhicule automobile, comprenant un étrier de frein chevau-

chant le bord d'un disque de frein et des garnitures de

frein disposées de chaque côté du disque de frein, et com-

prenant un ressort qui prend appui sur l'étrier de frein

et sur les garnitures de frein pour solliciter ces derniè-

res l'une vers l'autre et qui comporte deux bras élastiques circonférentiels dont une portion repliée sensiblement en forme de U peut être appliquée contre une face d'appui de la garniture de frein et dont une autre portion peut être appliquée contre une face d'appui prévue sur l'étrier de frein, caractérisé en ce que chacun des bras élastiques (110, 112) forme un angle obtus (130, 132) avec une portion

centrale (104) du ressort (102).

2. Frein à disque conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les bras élastiques (110, 112) sont disposés dans le sens circonférentiel (146, 148) de manière

à pouvoir être écartés.

3. Frein à disque conforme aux revendications 1

ou 2, caractérisé en ce que les portions extrêmes (126, 128) des bras élastiques (110, 112) sont repliées vers le

plan central de l'étrier de frein (56).