FR2572482A1

FR2572482A1 - Machoire de frein avec systeme de rappel

Info

Publication number: FR2572482A1
Application number: FR8515645A
Authority: FR
Inventors: Hans-Georg Madzgalla; Rainer-Lorenz Duing; Heinz-Willi Baum
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1984-10-29
Filing date: 1985-10-22
Publication date: 1986-05-02
Also published as: GB8526396D0; BR8505310A; IT8522558A0; JPS61109928A; GB2166822A; DE8431730U1; IT1200804B; ZA857847B

Abstract

INVENTION CONCERNANT NOTAMMENT LE FREINAGE DES VEHICULES. UN RESSORT DE RAPPEL 30 AU MOINS, EN MATERIAU PLASTIQUEMENT DEFORMABLE, QUI POSSEDE UNE ELASTICITE RESIDUELLE, EST ASSOCIE A UNE MACHOIRE DE FREIN 10 ET FIXE A CELLE-CI PAR UNE PARTIE DE MONTAGE 32 FORMEE SUR LE RESSORT DE RAPPEL. A PARTIR DE CET ENDROIT IL S'ETEND VERS L'ARRIERE EN S'ECARTANT DE LA SURFACE DE FREINAGE 16 DE LA MACHOIRE DE FREIN 10. LE RESSORT DE RAPPEL 30 COMPORTE UN ENROULEMENT 36 ET UNE PARTIE SUPPORT 44 FORMEE PAR L'ENROULEMENT 36 LUI-MEME ET SERVANT DE SUPPORT SUR UN ORGANE DE FREIN STATIONNAIRE 46. APPLICATION AUX SYSTEMES DE FREINS.

Description

- 1 - L'invention concerne une mâchoire de frein pour freins à disque

comportant au moins un ressort de rappel qui: - est constitué en matériau plastiquement déformable et présente une élasticité résiduelle,

- est fixé à la mâchoire de frein dans une partie de fixa-

tion formée dans cette mâchoire, - qui s'étend à-partir de cette partie vers l'arrière, en s'écartant de la surface de freinage de la mâchoire et - comporte un enroulement ainsi qu'une partie de support,

constituée sur une partie de frein stationnaire.

Dans une mâchoire de frein connue de ce genre (US-A-4 364 455) comprenant une plaque support dont les côtés latéraux sont dépourvus de garniture de friction, un ressort de rappel en fil métallique rond est attaché sur chacun des deux bords de la plaque. Chacun des ressorts de rappel comporte une partie de fixation droite passant au travers d'une ouverture dans le bord correspondant de la plaque arrière et comportant une tête à son ctté avant, au moyen de laquelle le ressort de rappel exerce une force de

rappel dirigée vers l'arrière sur la mâchoire de frein.

Derrière la partie de fixation droite, à l'arrière de la plaque arrière, le ressort de rappel forme un enroulement

ayant la forme d'une hélice cylindrique. Celle-ci se con-

tinue par une branche pratiquement droite s'étendant dans la direction circonférentielle de la mâchoire de frein

correspondante et supportée sur un support de frein sta-

tionnaire. Lorsque la mâchoire de frein est sensiblement neuve, de sorte que sa garniture de friction a, au moins 3r approximativement, l'épaisseur originale, les branches des

deux ressorts de rappel sont inclinées par rapport au sup-

port de frein de façon qu'ils soient chacun en contact avec ce dernier seulement par une petite surface de soutien qui est écartée d'une grande distance de l'enroulement et qui est située près de l'extrémité légèrement incurvée de la branche. Au fur et à mesure que l'usure de la garniture

de friction s'accentue, la branche s'applique progressive-

ment sur une grande partie de sa longueur contre le support de frein, ce qui fait que l'écartement de la région support

par rapport à l'enroulement devient de plus en plus petite.

Il s'ensuit que la courbe caractéristique, pour les deux ressorts de rappel, devient de plus en plus raide, de sorte que les ressorts de rappel exercent de plus grandes forces de rappel sur la mâchoire de frein lorsque l'usure de la garniture a progressé que pour une garniture de friction non usée. Quel que soit l'état d'usure de la garniture, on rencontre des difficultés avec la conception connue des ressorts de rappel, dues au fait que leur partie de montage À.axial/

fixée à la mâchoire de frein présente un écartemenb, /rap-

porté à l'enroulement, vis à vis de la branche qui est supportée par le support de frein et il en résulte que les ressorts de rappel exercent des moments qui tendent à faire basculer la mâchoire de frein autour d'un axe tangent à la

surface de freinage.

Par conséquent l'un des objets de l'invention consiste à améliorer une mâchoire de frein du genre décrit initialement pour que les moments perturbateurs et les variations des forces de rappel soient évitées, ou tout au

moins limitées, jusqu'à ne pas être gênantes.

Ce problème est résolu, conformément à l'inven-

tion, grace au fait que la partie support est formée par

l'enroulement lui-même. Au fur et à mesure que le rev9te-

ment de friction continue à s'user, l'enroulement se dérou-

le de l'organe de frein stationnaire et, ce faisant, ne

modifie pas sa position ou son diamètre, ou seulement légè-

rement. C'est pourquoi il est avantageux que le ou chaque ressort de rappel soit supporté, conformément à l'invention,

directement par son enroulement sur l'organe de frein sta-

tionnaire. La partie support est de préférence formée par le contour extérieur cylindrique, au moins approximativement, de l'enroulement. Néanmoins il est également possible que l'enroulement soit supporté par son contour intérieur sur

un organe de frein stationnaire, par exemple sur une bro-

che passant à travers l'enroulement ou faisant au moins

saillie dans celui-ci.

Si l'on prévoit une paire de ressorts de rappel, fixés chacun à un bord latéral de la mâchoire de frein, les ressorts de rappel selon l'invention, contrairement à la

disposition comme décrite, sont alors de préférence enrou-

lés en s'écartant l'un de l'autre, partant de leur partie

de montage respective fixée à la mâchoire de-frein, de sor-

te que leurs enroulements font saillie latéralement vers l'extérieur au delà du bord latéral correspondant de la mâchoire de frein. Cette conception et disposition des ressorts de rappel convient particulièrement bien pour les supporter sur un support de frein au voisinage étroit d'un perçage dans le rev8tement dans lequel la mâchoire de frein

est guidée.

Il est particulièrement avantageux que la partie de montage et la partie support du ou de chaque ressort de rappel présentent un plan commun de symétrie normal à l'axe

d'enroulement.

Dans le cas d'un ressort de rappel en fil métal-

lique rond, la symétrie peut être réalisée par exemple en

divisant l'enroulement en deux parties bobinées hélicolda-

lement qui sont reliées entre elles par une partie de mon-

tage commune fixée à la mâchoire de frein, en ayant par

exemple une forme en épingle à cheveux.

Cependant la symétrie souhaitable du ressort de rappel global est obtenue de façon particulièrement simple, selon un autre développement de l'invention, en réalisant 3c l'enroulement sous la forme d'une spirale d'Archimède. Dans ce cas, le ressort de rappel est constitué de préférence

par une ttle métallique et il convient en outre que la lar-

geur du ressort de rappel diminue constamment sur la lon-

gueur constituant l'enroulement et vers son extrémité in-

térieure. En vertu de cette réduction de la largeur du

ressort, l'influence du diamètre de l'enroulement est com-

pensée, lequel diamètre diminue légèrement lorsque l'usure -4 de la garniture progresse et ainsi la force élastique est

maintenu sensiblement constante.

Si la mâchoire de frein comprend, d'une façon en

soi connue, une plaque support comportant des bords laté-

raux dépourvus de garniture de frein, la partie de montage du ou de chaque ressort de rappel fixé à la mâchoire de frein est alors de préférence incurvée en forme de crochet et s'engage, au travers du bord latéral correspondant de la plaque support, dans un évidement formé à l'avant de la

plaque support. Et, entre la partie de montage et l'enrou-

lement, le ressort de rappel comporte une paire de bras qui

sont supportés à l'arrière de la plaque support.

Le mode de réalisation de l'invention décrit en dernier peut être encore développé pour une mâchoire de frein comportant une couche d'amortissement des vibrations, en soi connue, à l'arrière de la plaque support, en ce sens

que la couche d'amortissement s'étend au travers des ré-

gions des bords latéraux o le ressort de rappel est fixé

dans l'évidement correspondant situé à l'avant de la pla-

que support et la partie de montage en forme de crochet, aussi bien que les deux bras de chaque ressort de rappel, sont supportés exclusivement par la couche d'amortissement

des vibrations de la plaque support. Le résultat ainsi ob-

tenu consiste en ce que la couche en question amortit éga-

lement les vibrations des ressorts de rappel.

Si l'enroulement est une spirale d'Archimède, un comportement de déroulement particulièrement reproductible

avec exactitude peut être obtenu, selon une autre caracté-

ristique de l'invention, grâce au fait qu'une tale sup-

port est fixée sur la mâchoire de frein contre la partie d'extrémité du ressort de rappel et s'étend vers l'arrière,

au-delà de l'enroulement.

L'invention sera décrite plus en détail à titre d'exemple avec référence aux dessins ci-annexés, parmi lesquels: - la fig.1 est une vue en élévation d'une mâchoire de frein selon l'invention, comportant une paire de ressorts de rappel; - 5 - - la fig.2, la section II-II de la fig.1; la fig.3, la section III-III de la fig.1; - la fig.4, une coupe IV sur la fig.2, avec un ressort de rappel fortement agrandi; - la fig.5, une vue correspondant à la fig.4 du ressort de rappel seul; - la fig.6, la vue du ressort de rappel dans la direction de la flèche VI de la fig.5; - la fig. 7, la vue du ressort de rappel dans la direction de la flèche VII de la fig.5; - la fig.8, le développement du ressort de rappel à échelle réduite en comparaison des fig.5 à 7; - la fig.9, une présentation, correspondant aux figures 4 et 5, d'un ressort de rappel modifié;

- la fig.10, une variante de la fig.9.

Les fig.1 à 4 montrent une mâchoire de frein 10 comprenant une plaque support 12 en acier et une garniture

de friction 14 comportant une surface de freinage 16 fai-

sant face à un observateur regardant la fig.1. Deux bords

latéraux 18 parallèles de la plaque support 12 sont dépour-

vus de garniture de friction 14. Ils incluent chacun un évidement latéral rectangulaire 20 à côté duquel il est formé, parallèlement au bord latéral correspondant 18, un autre évidement rectangulaire 22 dans le ctté avant de la plaque support 12. L'arrière de la plaque support 12 est couvert d'une couche-24 amortissant les vibrations, qui est par exemple constituée par une feuille de tôle mince

attachée par collage et/ou revêtue d'une masse plastique.

Ainsi qu'on peut le voir en particulier sur la fig.4, cette feuille est incurvée en passant dans les deux évidements

latéraux 20 et s'étend jusque dans l'évidement voisin 22.

Dans la région centrale supérieure de la plaque support 12, qui est également dépourvue de garniture de -friction 14, un rivet creux 26 fixe un ressort de pression 28 de façon que la plaque puisse pivoter de façon limitée autour de l'axe du rivet creux 26, dirigé normalement à la

surface de freinage 16.

-6 - Dans la région des deux évidements latéraux 20, un ressort de rappel 30 est chaque fois fixé à la plaque support 12. Chacun de ces deux ressorts de rappel 30 est une pièce emboutie de tôle d'acier présentant à plat la conformation représentée sur la figure 6, semblable à une épée. L'extrémité de la pièce emboutit correspondant au manche de l'épée forme une partie de montage 32 en forme de crochet dans le ressort de rappel 30 fini. Dans la région de la pièce emboutie correspondant à la poignée de l'épée, la partie de montage 32 est prolongée par deux bras 34 pliés à angle droit dans le ressort de rappel 30 fini, de sorte que dans cette région le ressort de rappel présente une section transversale en forme de U. Tout le reste de la partie emboutie, correspondant à la lame de l'épée,

présente une largeur diminuant de manière continue, en par-

tant des bras 34. Dans le ressort de rappel 30 fini, cette partie restant forme un enroulement en spirale d'Archimède, dont la partie d'extrémité intérieure 38 est droite pour

des raisons de technique de fabrication. L'ensemble du res-

sort de rappel 30 est symétrique par rapport à un plan de

symétrie 40 faisant un angle droit avec l'axe 42 de l'en-

roulement 36.

Les deux ressorts de rappel sont fixés chacun comme des pinces à un bord latéral 18, de manière que les

deux bras 34 soient soutenus à l'arrière de la plaque sup-

port 12 par la couche 24 d'amortissement des vibrations

dans laquelle ils pénètrent légèrement. La partie de mon-

tage 32 en forme de crochet, s'appliquant également contre la couche 24 d'amortissement des vibrations, passe à travers l'évidement latéral 20 jusqu'à l'avant de la plaque support 12 o elle s'engage dans l'évidement voisin 22. Les ressorts de rappel 30 sont suffisamment élastiques pour permettre

la fixation décrite ci-dessus avec déclic et sans déforma-

tion plastique, digne d'être mentionnée, de la partie de

montage 32.

La partie extérieure sensiblement cylindrique de

l'enroulement 36 forme une pièce support 44, grâce à laquel-

-7-

le le ressort de rappel respectif 30 s'appuie sur un orga-

ne de frein stationnaire 46, en particulier sur un support

de frein. Pour tout état d'usure de la garniture de fric-

tion 14, seule une petite région de la pièce support 44 sert effectivement; celle-ci a sensiblement la forme d'une ligne parallèle à l'axe 42 et son espacement 48 vis à vis du bord latéral 18 de la mâchoire de frein 10 est quasi

constant. -

Lorsque la mâchoire de frein 10 est poussée con-

tre le disque de frein correspondant (non représenté), par exemple par un piston hydraulique et un étrier ou pince

flottante, normalement les ressorts de rappel 30 se défor-

ment de manière purement élastique, de sorte qu'après

actionnement ils ramèneront le disque de frein dans sa po-

sition originale, au moins approximativement. Néanmoins, si l'usure de la garniture de friction 14 avait tellement progressé qu'un plus grand intervalle correspondant devrait

9tre franchi pour appliquer le frein, les ressorts de rap-

pel 30 seront également déformés de façon plastique. En conséquence, lors de l'actionnement, la mâchoire de frein sera ramenée par les ressorts de rappel 30 seulement d'une distance correspondant à l'élasticité résiduelle des

ressorts. De cette façon on maintient un intervalle de re-

lâchement du frein sensiblement constant, quel que soit le

degré d'usure de la garniture de friction 14.

L'espacement 48 détermine le bras de levier de la

force exercée par la mâchoire de frein 10, à chaque action-

nement du frein sur chaque ressort de rappel 30. Lorsque l'enroulement 36 de chaque ressort de rappel 30 se déroule en même temps qu'avance l'usure de la garniture de friction 14, le diamètre de l'enroulement est légèrement réduit. La tendance correspondante de l'enroulement 36 à résister de plus en plus, à ce déroulement est compensée par le fait

que la largeur de la tôle de l'enroulement 36 diminue cons-

tamment vers la partie d'extrémité 38 de cet enroulement.

-- 8 --:

-8- !.,e mode de réalisation représenté sur la fig.9 diffère de celui selon les fig.1 à 7, essentiellement en

ce que la partie de montage 32 du ressort de rappel 30 re-

présenté est tout à fait droite et est fixée à la plaque support 12 de la mâchoire de frein 10, conjointement avec une tôle support 50, par soudage par points ou rabattement à l'intérieur de l'évidement latéral correspondant 20. La tôle support 50 s'étend à angle droit vers l'arrière, vis à vis du plan de la plaque support 12 et supporte la partie de l'enroulement 36 qui est déroulée au fur et à mesure que progresse l'usure dela garniture de friction 14. On obtient de cette façon un comportement de déroulement défini de façon particulièrement précise et donc reproductible pour

le ressort de rappel 30.

La variante de la figure 10 diffère du mode de réalisation représenté sur la fig.9 seulement par le fait

que la tôle support 50 est une partie incurvée vers l'ar-

rière du ressort de rappel 30 lui-m9me, ce qui procure une

plus grande facilité de fabrication.

- 9 -

Claims

REVENDICATIONS

1. Mâchoire de frein pour freins à disque, com-

portant au moins un ressort de rappel (30) qui: - est constitué en matériau plastiquement déformable et présente une élasticité résiduelle, qui est fixé à la mâchoire de frein (10) dans une partie de fixation (32) formée dans cette mâchoire, - qui s'étend & partir de cette partie vers l'arrière, en s'écartant de la surface de freinage (16) de la mâchoire (10) et

- comporte un enroulement (36) ainsi qu'une région de sup-

port (44), constituée sur une partie de frein stationnai-

re (46), caractérisée en ce que la partie support (44)

est formée par l'enroulement (36) lui-m9me.

2. Mâchoire de frein selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie support (44) est formée

par l'extérieur de l'enroulement (36).

3. Mâchoire de frein selon la revendication 2,

comprenant deux ressorts de rappel (30) dont chacun est fi-

xé à un bord latéral (18) de la mâchoired frein (10), ca-

ractérisée en ce que les ressorts de rappel (30) sont en-

roulés en s'écartant l'un de l'autre, en partant de leur partie de montage (32) de façon que leurs enroulements (36) fassent saillie latéralement vers l'extérieur au-delà du bord latéral correspondant (18) de la mâchoire de frein

(10).

4. Mâchoire de frein selon la revendication 3,

caractérisée en ce que la partie de montage (32) et la par-

tie support (44) du ou de chaque ressort de ranrel (30) ont

un plan commun de symétrie (40) normal à l'axe (42) de l'en-

roulement (36).

5. Mâchoire de frein selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'enroulement (36) est une spirale d'Archimède.

6. M1choire de frein selon la revendication 5, caractérisée en ce que le ou chaque ressort de rappel (30)

est fait en t$le métallique.

- 10 -

7. Mâchoire de frein selon la revendication 6, caractérisée en ce que la largeur du ou de chaque ressort

de rappel (30) va en diminuant progressivement sur la lon-

gueur constituant l'enroulement (36) et vers sa partie d'extrémité intérieure (38).

8. Mâchoire de frein selon l'une des revendica-

tions 1 à 7, comprenant une plaque support (12) comportant des bords latéraux (18) dépourvus de garniture de friction (14), caractérisée en ce que la partie de montage (32) du ou de chaque ressort de rappel (30) est courbée en forme de

crochet et s'engage, à travers le bord latéral correspon-

dant (18) de la plaque support (12), dans un évidement (22) formé au côté avant de la plaque support et en ce que le

ressort de rappel (30) comporte une paire de bras (34) en-

tre cette partie de montage (32) et l'enroulement (36), les bras étant supportés à l'arrière de la plaque support (12).

9. Mâchoire de frein selon la revendication 8, comprenant une couche amortissant les vibrations (24) à l'arrière de la plaque support (12), caractérisée en ce que la couche (24) d'amortissement des vibrations s'étend au travers des régions des bords latéraux (18) o le ressort de rappel (32) est fixé dans l'évidement correspondant (22) situé à l'avant de la plaque support (12) et en ce que la partie de montage (32) en forme de crochet, aussi bien que les deux bras (34) de chaque ressort de rappel (30), sont supportés exclusivement par l'intermédiaire de la couche d'amortissement des vibrations (24) sur la plaque support (12).

10. Mâchoire de frein selon l'une des revendica-

tions 5 à 7, caractérisée en ce qu'une tôle support (50)

est fixée sur la partie de montage (32) du ressort de rap-

pel (30) et s'étend vers l'arrière au-delà du début de

l'enroulement (36).