FR2552181A1 - Frein a disque - Google Patents

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE L'INDUSTRIE AUTOMOBILE. LE FREIN A DISQUE FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST CARACTERISE EN CE QUE LES DOIGTS 15, 16 SERVANT A ORIENTER LA PARTIE MOBILE DU FREIN PAR RAPPORT A SON SUPPORT FIXE 1 SONT FIXES SUR LADITE PARTIE MOBILE AVEC POSSIBILITE DE DEBATTEMENT ANGULAIRE DANS L'ESPACE PAR RAPPORT A LEUR POINT DE FIXATION ET AVEC POSSIBILITE DE POSITIONNEMENT AUTOMATIQUE SUR AU MOINS DEUX SURFACES D'APPUI OUVERTES 17 PREVUES SUR LE SUPPORT 1 ET SE TROUVANT AU-DESSUS DES SURFACES 2, 3 RECEVANT LES EFFORTS DE FREINAGE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX FREINS DE ROUES DES MOYENS DE TRANSPORT AUTOMOBILES POURVUS DE MECANISMES DE FREINAGE A COMMANDE HYDRAULIQUE.

Description

La présente invention concerne les freins à disques des moyens de transport et a notamment pour objet un frein à disque à commande unique agissant sur les deux segments de frein.
L'invention peut être utilisée dans les freins de roues des moyens de transport automobiles pourvus de mécanismes de freinage à commande hydraulique.
A l'heure actuelle les véhicules de tourisme utilisent de plus en plus fréquemment, en tant que mécanismes de freinage, les freins à disques à commande unique agissant sur les deux segments, qui constituent une construction plus avantageuse du point de vue technologique et qui demandent moins de métal en comparaison des constructions équipées de commandes indépendantes pour chaque segment (cf. brevet des Etats-Unis d'Kmérique NO 3841446 ci.
188/73, 5, 1974 et nO 3677372, cl. 188/73, 3, 1972).
La partie mobile du frein avec le dispositif de commande doit être orientée par rapport au support. On con nait plusieurs constructions utilisées à cette fin.
Par exemple, le support présente certaines surfaces ou des rainures servant de guides suivant lesquels se déplace un cadre prenant appui sur ces éléments de guidage du support par des portions plates (cf., par exemple, brevet Grande Bretagne nO 1473933, cl.F2E, 1977). Cependant, la construction considérée se caractérise par une fiabilité médiocre à cause de l'accumulation de la boue projetée de la route et pénétrant entre les surfaces d'appui.
Actuellement, on connaît une autre construction utilisée pour orienter la partie mobile à l'aide de doigts fixés rigidement sur le support. Les doigts sont entourés par les guides cylindriques de la partie mobile. Les doigts et les guides sont dotés d'une protection spéciale contre la boue (cf. par exemple, brevet Etats-Unis d'Amérique nO 3917033,-cl. 188/73, 3, 1973, et brevet Etats-Unis d'Amérique nO 3677372, cl. 188/73, 3, 1972).
Parmi les inconvénients de la construction considérée, il faut mentionner le coût élevé de la production, car il faut assurer la coaxialité des doigts et des surfaces conjuguées ainsi qu'une protection efficace contre la boue.
On connalt des freins à disques comprenant un support fixe à deux surfaces recevant directement les efforts de freinage des segments de frein, une partie mobile du frein qui est réalisée sous forme d'un cadre ou d'un étrier embrassant une partie du disque de frein et couplée rigidement au dispositif de commande placé d'un côté du disque de frein et agissant sur l'un des segments directement, et sur l'autre, par l'intermédiaire du cadre ou de l'étrier, et un ressort serrant le cadre ou l'étrier contre les surfaces d'appui du support (cf., par exemple, brevet Grande Bretagne nO 1473933, cl.F2E, 1977).
L'inconvénient de ces freins réside dans le fait que les surfaces d'appui planes du cadre s'appliquent contre les surfaces planes du support d'une manière insuffisamment étroite, d'où l'apparition d'un espace dans lequel s'accumule la boue pendant le fonctionnement.
La pénétration de la boue dans les espaces mentionnés augmente la résistance au déplacement de la partie mobile, ce qui aboutit pendant l'utilisation à un engagement permanent des freins de roues pendant le mouvement du véhicule et, par conséquent, à une usure accélérée des couples de friction (garnitures de friction et surface active du disque) et à une consommation élevée d'essence.
On s'est donc proposé de mettre au point un frein à disque ayant un système de surfaces de contact qui, en orientant la partie mobile du frein, assurerait pour un mécanisme de freinage fonctionnant en présence d'une quantité importante de boue, une faible résistance au déplacement de la partie mobile le long de l'axe des vérins. On obtient ceci en créant entre la partie mobile et les surfaces d'appui du support des contacts linéaires qui sont dirigés le long du déplacement utile de la partie mobile.
Ce problème est résolu du fait que le frein à disque comprenant un support fixe à deux surfaces recevant directement les efforts de freinage des segments de frein, une partie mobile de frein réalisée sous forme d'un cadre ou d'un étrier encerclant une partie du disque de frein et couplée rigidement au dispositif de commande placé d'un côté du disque de frein et agissant sur un segment de frein directement, et sur l'autre, par l'intermédiaire du cadre ou de l'étrier, un ressort appliquant le cadre ou l'étrier sur les surfaces dap- pui du support, deux doigts disposés sensiblement perpendiculairement au plan de rotation du disque de frein et servant à orienter la partie mobile par rapport au support, est caractérisé, suivant l'invention, en ce que les doigts sont fixés sur l'élément mobile avec possibilité de débattement angulaire dans l'espace par rapport au point de fixation et avec possibilité de positionnement automatique sur deux surfaces d'appui ouvertes ménagées sur le support et se trouvant audessus des surfaces recevant les efforts de freinage.
Une telle solution technique permet de réaliser la partie mobile du frein, disposée au contact des surfaces d'appui du support, suivant des lignes parallèles au déplacement utile de la partie mobile, tandis que les espaces ouverts autour des lignes de contact permettent un autonettoyage facile, ce qui rend aisé le déplacement de la partie mobile en cas d'encrassement considérable.
Il est avantageux que les surfaces ouvertes du support soient réalisées inclinées par rapport au plan passant par les axes des doigts.
Cette solution permet d'assurer un contact permanent entre les surfaces d'appui du support et les doigts orientant la partie mobile, ainsi que d'éviter des jeux indési rables à la suite des déformations de l'étrier et de l'usure naturelle des pièces. En plus, il est devenu possible de fabriquer des pièces de frein d'une classe de précision inférieure.
Il est rationnel que les surfaces d'appui ouvertes du support soient réalisées planes ou qu'elles présentent une courbure à rayon supérieur à celui du doigt.
Cette solution permet de créer les conditions interdisant le tassement des impuretés et contribuant à l'autonettoyage des surfaces. De plus, elle permet de profiter plus pleinement de la technique de fabrication.
Il est utile de réaliser les surfaces de contact des doigts et les surfaces ouvertes du support de façon que, avant l'usure des segments de frein, le contact soit le plus étendu et qu'il diminue à mesure que les segments de frein s'usent.
Cette solution permet d'éviter la nécessité de "couper" par le support les encrassements superficiels des doigts et la résistance élevée au déplacement de la partie mobile du frein.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaltront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente un frein à disque dont la partie mobile est réalisée sous forme d'un cadre (vue d'ensemble);
- la figure 2 représente un frein à disque dont la partie mobile est réalisée sous forme d'un cadre (vue de côté);
- la figure 3 représente un frein à disque dont la partie mobile est réalisée sous forme d'un cadre (vue de dessus);;
- la figure 4 représente un mode de réalisation des surfaces d'appui du support
- la figure 5 illustre la fixation du doigt d'appui dans le corps du cylindre
- la figure 6 représente une variante dans laquelle le doigt d'appui est fixé sur le corps des cylindres, par l'intermédiaire d'un élément élastique
- la figure 7 représente un frein à disque dont la partie mobile est réalisée sous forme d'un étrier (vue d'ensemble)
- la figure 8 représente un frein à disque dont la partie mobile est réalisée sous forme d'un étrier (vue de côté).
Le frein à disque conforme à l'invention comprend un support fixe 1 (figure 1) avec deux surfaces 2 et 3 (figure 2) recevant directement les efforts de freinage des segments de frein 4 et 5 (figure 3). La partie mobile du frein est réalisée sous forme d'un cadre 6 (figure 1) encerclant une partie du disque de frein 7. Les segments de frein 4 et 5 sont disposés de part et d'autre du disque de frein (figure 3). Sur le cadre 6 est rigidement fixé un dispositif de commande constitué par un corps 8 de cylindre dans lequel sont logés les pistons 9, 10 avec les bagues d'étanchéité 11, 12 et les capuchons 13, 14 de protection contre la boue. Le dispositif de commande se situe d'un côté du disque de frein. Il agit sur le segment de frein 4 directement et sur le segment 5 par l'intermédiaire du cadre 6.Ce dernier est monté sur le support 1 (figure 1) à'l'aide des doigts de guidage 15, 16 (figure 2) qui peuvent glisser sur les surfaces d'appui inclinées-17 du support 1 à surfaces planes. Les surfaces d'appui 17 a du support peuvent être réalisées curvilignes et le rayon de courbure dans les zones de contact dépasse le rayon des doigts (figure 4). Les doigts de guidage 15, 16 sont engagés par l'une de leurs extrémités dans le corps 8 de cylindres (figure 3) avec possibilité de réglage automatique en vue d'assurer le contact en longueur avec les surfaces d'appui 17 (figure 2) du support 1. A cette fin, les doigts d'appui 15, 16 présentent un débattement angulaire possible grâce à l'existence d'un jeu entre le logement de fixation des doigts 15, 16 sur le corps 8 de cylindres du dispositif de commande et la portée des doigts (figure 5).De cette façon, le jeu assure la possibilité de rotation angulaire des axes de doigts qui peuvent, lors de la déformation des pièces des mécanismes de freinage, s'appliquer d'une façon étanche sur les surfaces d'appui du support dont les positions ont changé sous 1-' action de la déformation, et assurent le contact linéaire des surfaces d'appui. Dans ce but, les doigts 15, 16 peuvent être réunis au dispositif de commande à laide d'un élément élastique,par exemple à l'aide d'une douille en caoutchouc (figure 6). Un ressort d'arrêt 18 (figure 1) engagé dans les orifices des doigts 15, 16 (figure 3) bloque ces doigts 15, 16 en interdisant leur déplacement axial par rapport au corps 8 de cylindres (figure 3).Du côté du disque 7 opposé au dispositif de commande, le cadre 6 repose sur l'épaulement 19 pratiqué sur la surface extérieure de la plaque d'appui du segment 5 extérieur du frein (figure 3). A son tour, le segment 5 prend appui par ses épaulements 20 (figure 2) sur les extrémités libres des doigts 15, 16 (figure 3). Le contact permanent entre les doigts 15, 16 et les surfaces du support est assuré au moyen du ressort 21 (figure 2) prenant appui sur le support des deux côtés du disque.
Les extrémités des doigts 15 et 16 sur lesquelles s'appuie le segment extérieur 5 (figure 3) ne sont pas fixées et les doigts mus par le ressort 21 (figure 2) portent d'une façon étanche sur toute la longueur de la ligne de contact avec les surfaces d'appui 17 se trouvant sur le support 1 (figure 1).
Les doigts de guidage 15 et 16 servent aussi à empêcher les segments 4 et 5 de tomber (figure 3).
Les figures 7 et 8 représentent une variante du frein à disque dont la partie mobile est réalisée sous forme d'un étrier.
L'étrier 22 encercle une partie du disque de frein. A cet étrier 22 est raccordé rigidement un dispositif de commande-23 constitué par un corps 8 de cylindres à pistons et analogue au dispositif de commande représenté sur la figure 3.
Sous l'action du ressort 24, la partie mobile, réalisée sous forme d'un étrier avec un dispositif de commande, se trouve en contact, par intermédiaire des doigts d'appui 25 (figure 8), avec les surfaces d'appui inclinées 26 du support 27.
L'organisation des doigts 25 et le mode de fixation aux dispositifs de commande sont analogues à ceux utilisés dans le cas de la partie mobile réalisée sous forme d'un cadre.
La fixation des segments 28 de frein est assurée au moyen du doigt 29.
Les segments de frein 28 présentent desépaulementa 30 sur lesquels peuvent s'appuyer les doigts 25.
La partie mobile comporte des tronçons 31 limitant la possibilité des doigts 25 de se rapprocher.
La position des extrémités libres des doigts 25 est déterminée par la position mutuelle des surfaces d'appui 26 ménagées sur le support, des surfaces limitatrices 31 faites sur la partie mobile et des surfaces 30 sur les épaulements du segment de frein extérieur. Sous l'action du ressort 24, la partie mobile serre, par l'intermédiaire du segment de frein extérieur fixé sur ladite partie, les doigts 25 contre les surfaces d'appui du support, les doigts fixés dans le dispositif de commande avec possibilité de débattement angulaire se positionnant automatiquement en assurant le contact linéaire avec les surfaces du support, ce qui assure le déplacement facile de la partie mobile du frein en présence de boue.
Le frein à disque fonctionne de la façon suivante.
Sollicités par la pression transmise par le liquide moteur dans la cavité du corps 8 de cylindres (figure 3), les pistons 9 et 10 appliquent le segment de frein 4 sur la surface utile du disque 7. En même temps, la pression du liquide moteur agit sur le fond des cylindres en dépla çant la partie mobile avec le cadre 6 sur les doigts de guidage 16 (figure 2) et les surfaces d'appui 17 dans la direction opposée à celle des pistons 9 et 10 (figure S).
Le segment de frein extérieur s'applique contre le disque de frein. Lorsque la pression du liquide moteur est nulle, les pistons 9 et 10 reviennent en position initiale sous l'action des forces de déformation élastique des bagues d'étanchéité 11 et 12 (figure 3) et libèrent le segment 4. En même temps, l'effort n'est plus appliqué au segment extérieur 5 et ce dernier s'écarte du disque sous l'action des battements de ce dernier.
Le frein utilisant la partie mobile réalisée sous forme d'un étrier fonctionne d'une manière analogue.
En utilisant en tant qu'appuis dans le frein à disque comprenant une partie mobile sous forme d'un cadre ou d'un étrier, les doigts fixés sur l'élément mobile avec possibilité de débattement angulaire dans l'espace par rapport au point de fixation et avec possibilité de positionnement automatique sur deux surfaces ouvertes du support, on a réussi à réduire à un minimum l'aire de contact des surfaces de glissement et d'exclure le risque d'apparition d'un jeu entre les appuis en contact. il en résulte une baisse de la résistance opposée óU déplacement du cadre et une diminution de l'usure des couples de friction et de la consommation d'essence.

Claims (5)

REVENDICATIONS
1. Frein à disque comprenant un support fixe (1,27) avec deux surfaces (2, 3) recevant directement les efforts de freinage des segments de frein (4, 5, 28), une partie mobile de frein réalisée sous forme d'un cadre (6) ou d'un étrier (22) encerclant une partie du disque de frein (7) et couplée rigidement au dispositif de commande (23) situé d'un côté du disque de frein et agissant sur un segment de frein (4, 28) directement, et sur l'autre (5, 28), par l'intermédiaire du cadre (6) ou de l'étrier (22), un ressort (21, 24) serrant le cadre (6) ou l'étriér (22) contre les surfaces d'appui du support 91), et au moins deux doigts (15, 16, 25) disposés sensiblement perpendiculairement au plan de rotation du disque de frein (7) et servant à orienter ladite partie mobile par rapport au support (1, 27), caractérisé en ce que les doigts (15, 16, 25 ) sont fixés sur la partie mobile du frein avec possibilité de débattement angulaire dans l'espace par rapport à leur point de fixation et avec possibilité de positionnement automatique sur au moins deux surfaces d'appui ouvertes (17, 26) prévues sur le support (1, 27) et se trouvant au-dessus des surfaces (2, 3) recevant les efforts de freinage.
2. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces d'appui ouvertes (17, 26) sont inclinees par rapport au plan passant par les axes des doigts (15, 16, 25).
3. Frein à disque selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les surfaces d'appui ouvertes (17, 26) du support (1, 27) sont réalisées planes.
4. Frein à disque selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les surfaces d'appui ouvertes (17a) du support (1) ont en section transversale un rayon de courbure supérieur à celui des doigts (15, 16).
5. Frein à disque selon l'une des revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé en ce que les doigts (15, 16, 25) en contact avec les surfaces d'appui ouvertes (17, 26) du support (1, 27) suivant une ligne de contact qui diminue à mesure que les segments de frein (4, 5, 28) s'usent.
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