FR3033011A1 - "frein a disque comportant au moins un ressort perfectionne de rappel elastique d'un patin de freinage, ressort de rappel elastique, kit de remplacement et procede de montage" - Google Patents
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Abstract
L'invention propose un frein à disque de véhicule automobile qui comporte un disque de frein, un support fixe, un patin de freinage monté coulissant axialement dans le support fixe, et au moins un ressort de rappel élastique (48) du patin de freinage (18) vers sa position de repos. Le ressort de rappel élastique (48) comporte une branche (B4) de raccordement qui se prolonge par une partie active (62) fixée sur une partie associée du patin de freinage (18), caractérisé en ce que ladite partie active (62) est solidaire d'une oreille latérale (26) de la plaque porte garniture (19).
Description
1 "Frein à disque comportant au moins un ressort perfectionné de rappel élastique d'un patin de freinage, ressort de rappel élastique, kit de remplacement et procédé de montage" DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention se rapporte à un frein à disque de véhicule automobile. L'invention se rapporte notamment à frein à disque dont un ressort de rappel élastique d'un patin de freinage comporte des moyens de rattrapage du jeu d'usure d'une garniture de friction du patin de freinage. ARRIERE PLAN TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention se rapporte par exemple à un frein à disque de véhicule automobile du type décrit et représenté dans la demande de brevet français FR-A1-3.004.500 qui comporte : - un disque de frein qui s'étend dans un plan transversal à un axe d'orientation axiale de rotation du disque ; - un support fixe par rapport à un châssis du véhicule ; - au moins un patin de freinage dont chacun comporte une garniture de friction dont une face transversale de friction coopère avec une piste de freinage associée du disque, le patin de freinage étant monté coulissant axialement dans le support entre une position avant active dans laquelle ladite face de friction est en appui contre la piste annulaire associée du disque, et une position arrière inactive dans laquelle ladite face de friction est espacée axialement de ladite piste annulaire associée du disque, d'un jeu déterminé de fonctionnement ; - au moins un ressort de rappel élastique du patin de freinage vers sa position inactive, qui est par exemple interposé entre le patin de freinage et le support.
3033011 2 Dans un frein à disque, le coulissement des patins de freinage vers leur position active est commandé par un piston. Les deux patins de freinage pincent alors fortement le disque pour ralentir sa rotation. L'opération de freinage est ainsi une 5 opération active. Les patins de freinage sont repoussés vers leur position inactive par le disque en rotation. Il s'agit donc d'une opération passive. Il arrive cependant que le disque ne repousse pas les 10 patins de freinage avec suffisamment de force pour les écarter à distance suffisante du disque. Ceci peut par exemple se produire lorsque le coulissement des patins de freinage est de qualité insuffisante, voire grippé, ou bien si la conception crée de la "restitution".
15 Bien que les patins de freinage ne soient plus serrés activement contre le disque, chacune des pistes annulaires de ce dernier frotte néanmoins en permanence contre la garniture de friction portée par le patin de freinage associé. Les garnitures de friction subissent ainsi une usure non fonctionnelle prématurée.
20 De plus, ce frottement permanent est susceptible de provoquer un échauffement dommageable pour certains organes du frein à disque. Ce frottement permanent provoque aussi l'apparition d'un couple résiduel qui s'oppose à la rotation du disque. Ceci 25 augmente la consommation du véhicule, tout en diminuant les performances du véhicule. Pour résoudre ces problèmes d'usure et d'échauffement, le document mentionné précédemment propose un frein à disque dans lequel le ressort de rappel élastique comporte des moyens 30 de rattrapage d'un jeu d'usure de la garniture de friction du patin de freinage qui se déforment plastiquement lorsque la course du patin de freinage jusqu'à sa position active est supérieure audit jeu déterminé de fonctionnement.
3033011 3 A cet effet, le ressort de rappel élastique, qui est interposé entre le support fixe du frein à disque et un patin de freinage associé, comporte au moins un tronçon d'orientation axiale qui est déformable élastiquement par traction entre un état de repos et 5 un état d'élongation maximale dont la valeur est égale au jeu déterminé de fonctionnement, le ressort comportant au moins un tronçon déformable plastiquement, sous l'effet d'un effort de traction axiale, formant lesdits moyens de rattrapage du jeu d'usure, ce tronçon déformable plastiquement étant conformé 10 pour être allongé plastiquement lorsque la course du patin de freinage jusqu'à sa position active est supérieure au jeu déterminé de fonctionnement. Dans ce document, le ressort de rappel élastique comporte une portion de fixation du ressort de rappel élastique sur le 15 support fixe, et une branche de raccordement, rigide et d'orientation générale axiale dont le tronçon d'extrémité libre est conformé pour coopérer avec le patin de freinage associé. Selon une autre conception connue, le tronçon d'extrémité libre est fixé sur le patin de freinage, par exemple par rivetage.
20 De telles conceptions aboutissent à un montage et un assemblage complexes pour assurer la coopération du ressort de rappel avec le patin de freinage, ou sa fixation sur le patin de freinage et sur le support fixe, ou chape, du frein à disque. Ces inconvénients existent aussi lorsque le ressort de 25 rappel ne comporte pas de tronçon déformable plastiquement. BREF RESUME DE L'INVENTION Afin de remédier à cet inconvénient, l'invention propose un 30 frein à disque qui comporte : - un disque de frein qui s'étend dans un plan transversal à un axe d'orientation axiale de rotation du disque ; - un support fixe par rapport à un châssis du véhicule ; 3033011 4 - au moins un patin de freinage qui comporte une plaque transversale verticale porte-garniture qui : -- porte une garniture de friction dont une face transversale de friction coopère avec une piste de freinage 5 associée du disque, le patin de freinage étant monté coulissant axialement dans le support fixe entre une position avant active dans laquelle ladite face de friction est en appui contre la piste de freinage associée du disque, et une position arrière inactive dans laquelle ladite face de friction est espacée axialement de ladite 10 piste de freinage associée du disque, d'un jeu déterminé de fonctionnement ; -- et qui comporte, à chacune de ses deux extrémités transversales opposées, une oreille latérale d'orientation transversale qui est montée coulissante dans une coulisse 15 associée du support fixe ; - et au moins un ressort de rappel élastique du patin de freinage vers sa position inactive comportant : -- une portion de fixation du ressort de rappel élastique sur le support fixe qui est reliée à l'extrémité d'une 20 première branche du ressort de rappel élastique ; -- une branche de raccordement, d'orientation axiale parallèle à la direction de coulissement du patin de freinage, qui se prolonge par une partie active fixée sur une partie associée du patin de freinage, 25 caractérisé en ce que ladite partie active est solidaire d'une oreille latérale de la plaque porte garniture. Selon d'autres caractéristiques du frein à disque : - ladite partie active délimite un logement de forme complémentaire de celle de l'oreille latérale, et la partie active est 30 montée sur l'oreille latérale par insertion de l'oreille latérale dans ledit logement ; - la partie active est montée serrée sur l'oreille latérale ; 3033011 5 - ladite partie active est conformée en une boucle qui délimite intérieurement ledit logement ; - l'oreille latérale est de forme parallélépipédique rectangle, et ladite boucle comporte un brin plan arrière qui 5 prolonge ladite branche de raccordement et qui s'étend en regard d'une facette verticale et transversale arrière de l'oreille latérale ; - ladite boucle comporte deux brins horizontaux plans, supérieur et inférieur, dont chacun s'étend en regard d'une facette horizontale supérieure et d'une facette horizontale 10 inférieure de l'oreille latérale, respectivement ; - ladite boucle comporte deux brins plans avant verticaux, supérieur et inférieur dont chacun prolonge ledit brin horizontal plan supérieur et inférieur respectivement, et dont chacun s'étend en regard d'une facette verticale avant de l'oreille latérale ; 15 - l'oreille latérale est munie d'un ressort de patin qui comporte une branche de fixation qui pince élastiquement l'oreille latérale pour assurer la fixation du ressort de patin) sur l'oreille latérale ; - la branche de fixation du ressort de patin coopère avec 20 une facette verticale avant de l'oreille latérale et avec une face en vis-à-vis dudit brin plan arrière ; - en position montée sur l'oreille latérale, le ressort de patin verrouille la partie active en position sur l'oreille latérale ; - le ressort de rappel élastique comporte des moyens de 25 rattrapage d'un jeu d'usure de la garniture de friction du patin de freinage, qui se déforment plastiquement lorsqu'une course du patin de freinage jusqu'à sa position active de freinage, est supérieure audit jeu déterminé de fonctionnement ; - le ressort de rappel élastique est réalisé en une seule 30 pièce par découpe et formage d'une feuille de matériau ; - ladite branche est une branche rigide conformée en une bande qui s'étend dans un plan parallèle à un plan axial.
3033011 6 L'invention propose un ressort de rappel élastique axial d'un patin de freinage qui comporte : - une portion de fixation du ressort de rappel élastique sur le support fixe qui est reliée à l'extrémité d'une première branche 5 du ressort de rappel élastique ; - une branche de raccordement, d'orientation axiale parallèle à la direction de coulissement du patin de freinage qui se prolonge par une partie active fixée sur une partie associée du patin de freinage, 10 caractérisé en ce que ladite partie active délimite un logement de forme complémentaire de celle d'une oreille latérale de la plaque porte garniture du patin de freinage pour monter la partie active sur l'oreille latérale par insertion de l'oreille latérale dans ledit logement 15 Selon d'autres caractéristiques du ressort : - ladite partie active est conformée en une boucle qui délimite intérieurement ledit logement ; - le ressort comporte des moyens de rattrapage d'un jeu d'usure d'une garniture de friction du patin de freinage, qui sont 20 interposés entre ladite portion de fixation et ladite branche de raccordement, et qui se déforment plastiquement lorsqu'une course du patin de freinage, selon une direction axiale de déplacement jusqu'à une position active de freinage, est supérieure à un jeu déterminé de fonctionnement ; 25 - le ressort est réalisé en une seule pièce par découpe et formage d'une feuille de matériau. L'invention propose un kit de remplacement pour un frein à disque de véhicule automobile selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un patin de freinage et deux ressorts de 30 rappel élastique appariés audit patin de freinage dont chacun est réalisé selon l'invention. Le kit de remplacement peut comporter de plus deux ressorts de montage du patin de freinage dans le frein à disque.
3033011 7 L'invention propose encore un procédé de montage d'un ressort selon l'invention sur un frein à disque selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives de : a) montage d'un ressort de rappel élastique sur une oreille 5 latérale d'un patin de freinage ; b) montage d'un ressort de patin sur ladite oreille latérale munie du ressort de rappel élastique ; c) montage du patin de freinage dans le support fixe 10 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins 15 annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée qui représente un frein à disque comportant un exemple de ressort de rappel élastique en une seule pièce selon l'état de la technique ; - la figure 2 est une vue de face qui représente le support 20 fixe du frein à disque de la figure 1 muni de coulisses pour recevoir des ressorts de rappel élastique d'un patin de freinage associé ; - la figure 3A est une vue schématique en perspective qui illustre un exemple de réalisation dans lequel chaque oreille d'un 25 patin de freinage est équipée d'un ressort « radial » ; - la figure 3B est une vue de détail de la représentation à la figure 3A ; - la figure 4 est une vue partielle en perspective illustrant l'assemblage d'un patin de freinage avec un ressort radial dans 30 un bras d'une chape formant support fixe muni d'une glissière rapportée ; - la figure 5 est une vue de détail en perspective qui représente un ressort de rappel élastique du patin de freinage en 3033011 8 une seule pièce déformable plastiquement selon une alternative de conception ; - la figure 6 est une vue en perspective illustrant le montage d'un ressort de rappel élastique selon l'invention sur une 5 oreille radiale d'un patin de freinage, avant le montage d'un ressort de patin associé ; - la figure 7 est une vue en perspective analogue à celle de la figure 6, après le montage du ressort de patin associé ; - la figure 8 est une vue des composants illustrés à la 10 figure 7, selon un autre angle de vue. DESCRIPTION DETAILLEEE DES FIGURES Dans la suite de la description, des éléments présentant 15 une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références. On adoptera à titre non limitatif et sans référence à la gravité terrestre, des orientations axiales, verticales et transversales en référence au trièdre "A,V,T" des figures.
20 L'orientation axiale "A" est dirigée d'arrière en avant, parallèlement à un axe "B" de rotation du disque 12. On définit le plan horizontal comme étant un plan axial transversal. On a représenté schématiquement à la figure 1 un frein à 25 disque 10 de véhicule automobile. Il s'agit ici d'un frein à disque 10 dit à "étrier flottant" ou "étrier coulissant". De manière connue, le frein à disque comporte un disque 12 qui est monté tournant autour d'un axe "B" de rotation d'orientation axiale. Le disque 12 est solidaire en rotation avec 30 une roue (non représentée) du véhicule automobile. Le frein à disque 10 comporte un support 14, aussi appelé chape, qui est monté fixe par rapport au châssis (non représenté) 3033011 9 du véhicule. Le support fixe 14 chevauche un bord périphérique 16 du disque 12. Deux patins de freinage opposés 18, arrière et avant (aussi appelés intérieur et extérieur) sont montés coulissant axialement 5 dans le support fixe 14 de part et d'autre du disque 12. Les deux patins de freinage 18, arrière et avant, présentent une structure et un agencement sur le support fixe 14 qui sont identiques par symétrie par rapport à un plan transversal vertical médian.
10 Par la suite, on ne décrira que le patin de freinage 18 arrière, à gauche en considérant la figure 1, la description étant applicable au patin de freinage 18 avant en inversant les directions avant et arrière. Le patin de freinage arrière 18 se présente sous la forme 15 d'une plaque transversale verticale 19 support de garniture de friction. Le patin de freinage arrière 18 présente une face avant 20, qui est orientée vers une face arrière 22 en vis à vis du disque 12 qui est en forme d'une piste annulaire. La face avant 20 porte une garniture de friction 24 dont une face transversale et 20 verticale avant de friction 25 est apte à coopérer avec la face 22 du disque 12. Chacune des extrémités transversales opposées du patin de freinage 18 comporte une oreille latérale 26 qui est montée coulissante, avec jeu, dans une coulisse 28 associée d'un bras 25 associé 27 de la chape ou support fixe 14. Chaque coulisse 28 est d'orientation axiale et présente, en section par un plan vertical et transversal orthogonal aux axes A et B, une forme de "C" ouvert transversalement vers l'oreille latérale associée 26 du patin de freinage 18. La coulisse 28 est 30 délimitée transversalement par un fond 30 d'orientation axiale et globalement verticale. Outre le fond vertical 30, la coulisse est délimitée par un fond horizontal supérieur 33 et par un fond horizontal inférieur 35, tous deux d'orientation axiale.
3033011 10 Dans l'exemple représenté aux figures, une glissière 32 est interposée transversalement entre chaque oreille latérale 26 et la coulisse 28 associée. Chaque glissière 32 est un élément lamellaire formé par un 5 ressort à lame de section en "C" qui épouse les parois de la coulisse 28 associée (voir notamment figure 4). La glissière comporte une aile supérieure de glissement et d'appui, d'orientation générale horizontale, qui est interposée entre l'oreille 26 du patin de frein 18 et le fond supérieur 33 du 10 logement 28, un fond 34 d'orientation verticale, qui est interposée entre l'oreille 26 du patin de frein et le fond vertical 30, et une aile élastique de maintien qui est agencée sous l'oreille 26 du patin de frein 18. La glissière 32 comporte ainsi un fond 34 d'orientation 15 verticale et axiale qui est agencé en regard du fond vertical 30 de la coulisse 28. La glissière 32 permet un degré déterminé de mouvement du patin de freinage 18 dans le support fixe 14, c'est-à-dire, généralement mais de manière non limitative, un mouvement de 20 coulissement axial, et un mouvement de coulissement transversal accompagnant la rotation du disque 12, lors d'une action de freinage. Le patin de frein 18 comporte deux oreilles 26 latérales opposées de montage dont chacune est reçue dans un logement, 25 ou coulisse, 28 associé d'un bras associé de la chape ou support fixe 14. Comme représenté aux figures 3A et 3B, chaque oreille 26 est de forme générale parallélépipédique rectangle et elle est délimitée verticalement par une facette plane supérieure 26S 30 d'orientation générale horizontale et axiale et par une facette plane inférieure26l d'orientation générale horizontale et axiale. Chaque oreille 26 est aussi délimitée axialement par une facette plane avant 26F d'orientation générale verticale et 3033011 11 transversale, et par une facette plane arrière 26B d'orientation générale verticale et transversale. Chaque oreille latérale 26 s'étend dans le prolongement de la plaque porte-garniture 19 et la distance axiale séparant les 5 facettes 26F et 26B est ici égale à l'épaisseur axiale de la plaque porte-garniture 19. De manière non limitative, chaque oreille latérale 26 peut être équipée d'un ressort dit de montage, du type de celui décrit et représenté dans le document FR-A1-2.925.636 et dont un 10 exemple est illustré en détail aux figures 3A, 3B et 4. La figure 4 illustre l'assemblage d'un ressort de montage sur une oreille latérale 26 et le montage de l'oreille ainsi équipée dans une glissière associée 32. On a représenté schématiquement, aux figures 3A, 3B et 4, 15 un ressort 100 de montage du patin de freinage 18, aussi appelé ressort radial ou "ressort escargot", susceptible d'équiper les oreilles 26 d'un patin de freinage 18 pour le montage et le guidage du patin de freinage 18 dans les coulisses axiales associées 28 du support fixe 14, avec, ou non, la présence de 20 glissières 32. De manière connue, chaque ressort 100 de patin comporte une branche inférieure 102 de glissement qui coopère avec un fond horizontal inférieur 35 de la coulisse associée et qui sollicite la facette horizontale supérieure 26S de l'oreille 26 en appui 25 verticalement vers le haut contre le fond horizontal 33 supérieur en vis-à-vis de la coulisse 28. Selon la conformation illustrée, le ressort 100 de patin est communément appelé "ressort escargot" et il comporte une branche supérieure 104 prenant appui sous la facette inférieure 30 horizontale 261 de l'oreille 26 du patin de freinage 18 Cette branche 104 fait partie d'une branche de fixation, ou agrafe, 106 qui pince élastiquement l'oreille 26 pour assurer la fixation du ressort 100 de patin sur l'oreille 26.
3033011 12 Le ressort 100 de patin comporte encore une branche incurvée 108 qui relie la branche de fixation 106 à la branche inférieure 102 de glissement en assurant principalement l'élasticité du ressort de patin 100 5 Le ressort de patin 100 comporte enfin une branche libre 110 qui prolonge la branche inférieure 102 de glissement et qui ferme le profil de manière à éviter l'entrelacement des ressorts stockés avant montage. Le patin de freinage 18 est ainsi monté coulissant selon 10 une direction axiale, parallèle à l'axe de rotation B du disque 12, dans le support fixe 14 sur une course de fonctionnement entre : - une position avant active dans laquelle la face transversale avant de friction 25 de la garniture de friction 24 est en appui contre la face 22 en vis à vis du disque 12 ; et 15 - une position arrière inactive dans laquelle la face transversale avant de friction 25 de la garniture de friction 24 du patin de freinage 18 est écartée axialement par rapport à la face associée 22 du disque 12, d'un jeu déterminé de fonctionnement "J1".
20 Lors d'une opération de freinage, le serrage des patins de freinage 18, depuis leur position inactive jusqu'à leur position active, est commandé par un étrier de frein 36 du frein à disque 10. De manière connue, l'étrier 36 comporte une voûte 38 qui 25 s'étend axialement au-dessus du support fixe 14 en le recouvrant et deux ailes arrière 40 et avant 42 qui s'étendent radialement depuis des bords d'extrémité arrière et avant de la voûte 38 vers l'axe "B". L'aile avant 42 s'étend en regard du patin de freinage 18 30 avant, et l'aile arrière 40 s'étend en regard du patin de freinage 18 arrière. L'étrier 36 est ici monté coulissant axialement par rapport au support fixe 14 par l'intermédiaire de deux colonnettes 3033011 13 parallèles 44 de guidage dont chacune est reçue en coulissement dans un alésage axial associé 45 du support fixe 14. De manière connue, l'aile arrière 40 de l'étrier 36 porte au moins un piston 46 axial dont une face transversale avant d'appui 5 est susceptible, lors d'une opération de freinage, de coopérer avec la face transversale en vis à vis du patin de freinage arrière 18 pour le solliciter axialement vers l'avant, pour exercer un effort axial de serrage de la face transversale avant de friction 25 de la garniture de friction 24 en appui contre la face 22 en vis à vis du 10 disque 12. Par réaction, l'étrier 36 coulisse axialement vers l'arrière et, de manière symétrique, l'aile avant 42 sollicite le patin de freinage 18 avant pour serrer la face transversale arrière de friction 25 de la garniture de friction 24 du patin de freinage 18 15 avant en appui contre la face 22 avant en vis à vis du disque 12. Lorsque, à l'issue de l'opération de freinage, le piston 46 cesse de solliciter le patin de freinage 18 arrière, le retour des patins de freinage 18, depuis leur position active vers leur position inactive, est généralement provoqué par la rotation du 20 disque 12 qui « repousse » chaque patin de freinage 18 vers sa position inactive. Néanmoins, dans certains cas, on a constaté que la force de répulsion exercée par le disque 12 n'est pas suffisante pour repousser chacun des patins de freinage 18 jusqu'à sa position 25 inactive respective. La garniture de friction 24 des patins de freinage 18 continue ainsi à frotter contre le disque 12, alors qu'aucune action de serrage des garnitures de friction des patins de freinage par l'étrier 36 n'est commandée. A l'issue d'une opération de freinage, pour garantir que 30 chaque patin de freinage 18 revient dans une position inactive, le frein à disque 10 est équipé de moyens de rappel élastique du patin de freinage 18 vers sa position inactive. Ces moyens de rappel élastique sont réalisés sous la forme de ressorts de rappel 3033011 14 élastique qui sont interposés entre le patin de freinage 18 et le support fixe 14. Le frein à disque 10 comporte à titre d'exemple non limitatif quatre ressorts de rappel élastique 48, aussi appelés 5 ressorts "écarteurs", dont chacun - à titre non limitatif - est ici agencé entre un bras 27 du support fixe 14 et une oreille latérale associée 26 d'un patin de freinage 18. Ainsi, un patin de freinage 18, arrière ou avant, est ici associé à deux ressorts de rappel élastique 48 dont chacun 10 coopère avec la plaque 19 porte-garniture de friction. A titre non limitatif, les quatre ressorts 48 de rappel élastique sont de même conception globale et ils sont agencés de la même manière sur le support fixe 14. Le principe de conception d'un seul de ces ressorts 48 de rappel élastique du patin de 15 freinage arrière 18 sera donc décrit ici en détail. Un ressort de rappel élastique 48 se présente sous la forme d'une bande métallique, par exemple en acier, de section rectangulaire dont la largeur s'étend verticalement et qui réalisée par exemple par découpe, emboutissage et pliage d'une tôle 20 d'acier inoxydable d'épaisseur constante. En se reportant notamment à la figure 5, un ressort de rappel élastique 48 comporte une première portion 50, dite de fixation, en forme générale d'une patte de fixation 52 du ressort 48 sur le support fixe 14, qui est reliée à l'extrémité d'une 25 première branche rigide B1 et qui s'étend dans un plan orthogonal pour être fixée sur une partie associée du support fixe 14, par exemple par rivetage au moyen d'un rivet non représenté qui s'étend à travers un trou circulaire 53 de la patte de fixation 52. A partir de la première branche rigide rectiligne 30 d'orientation axiale B1, le ressort de rappel élastique 48 se prolonge successivement par trois autres branches rigides rectilignes B2, B3 et B4 respectivement.
3033011 15 La première branche B1 a son extrémité proximale reliée au coude 54, tandis que son extrémité distale est située axialement hors de la coulisse 28 pour être reliée à la deuxième branche rigide B2.
5 La deuxième branche rigide B2 est reliée à la première branche rigide B1 par un premier pli P1 déformable. Comme la première branche B1, la deuxième branche rigide B2 est conformée en une bande dans le prolongement de la première branche rigide B1.
10 De façon à ce que le premier pli P1 en forme de coude constitue une zone déformable plastiquement, cette portion est affaiblie mécaniquement, ici au moyen d'une fenêtre ou lumière F1 qui est ici une découpe débouchante de forme rectangulaire. De la même manière, la troisième branche rigide B3 est 15 reliée à la deuxième branche rigide B2 par un deuxième pli déformable plastiquement P2. Le deuxième pli P2 est une portion coudée de la bande de matériau comportant une fenêtre F2. Enfin, la quatrième branche B4 est reliée à la troisième 20 branche rigide B3 par un troisième pli déformable plastiquement P3. Le troisième pli P3 comporte une fenêtre F3 analogue aux fenêtres F1 et F2. La quatrième branche rigide B4 est rectiligne et 25 d'orientation générale axiale parallèle à la première branche rigide B1 et elle se prolonge ici par un tronçon d'extrémité libre avant destiné à être relié directement au patin de freinage 18 associé. Le tronçon d'extrémité libre avant est ici réalisé par 30 prolongement de la bande constitutive des branches Bi. Selon les conceptions illustrées à la figure 1 ou à la figure 5, le tronçon d'extrémité libre avant du ressort de rappel élastique 48 est conformé en une patte active 62 qui est coudée à angle 3033011 16 droit pour agir directement sur une portion en vis-à-vis de la plaque porte-garniture de friction (figure 1) ou pour être fixée directement sur une partie associée du patin de freinage 18 (figure 5), et par exemple de sa plaque 19 porte-garniture de 5 friction. Dans l'exemple illustré à la figure 5, la patte active 62 s'étend dans un plan orthogonal pour être fixée sur une partie associée du patin de freinage, par exemple par rivetage au moyen d'un rivet non représenté qui s'étend à travers un trou circulaire 10 63 de la patte active 62. Aux figures, le ressort de rappel élastique 48 est représenté dans un état initial "neuf", c'est-à-dire avant toute déformation plastique des plis Pi. Dans cet état, neuf ou initial, la première branche B1 et la 15 quatrième branche rigide B4 sont sensiblement parallèles entre elles et d'orientation axiale en étant agencées à distance transversale l'une de l'autre. Dans l'état - non représenté - de déformation plastique maximale du ressort de rappel élastique 48, les première et 20 quatrième branches rigide B1 et B4 sont toujours sensiblement parallèles, d'orientation axiale et espacées l'une de l'autre sensiblement de la même distance, tandis que les trois plis Pi ont été déformés plastiquement. A titre d'exemple, l'épaisseur de la bande de matériau est 25 comprise entre 0,5 et 0,8 millimètre et le matériau est un acier inoxydable de référence X2CrNbCu21 ou de référence 304L (X2CrNi18-9 / X2CrNi19-11). A titre d'exemple, le déplacement maximal correspondant à une usure maximale "J2" est égal à environ 14 millimètres.
30 Lorsque le patin de freinage 18 est sollicité vers sa position active par le piston 46, il parcourt tout d'abord le trajet correspondant au jeu "J1" déterminé de fonctionnement.
3033011 17 Lors de cette première partie de la course, le patin de freinage 18 entraîne la branche B4 du ressort de rappel élastique 48 de manière à tendre élastiquement le ressort de rappel élastique 48 entre la portion de fixation 50 fixée au support fixe 5 14, et la branche B4 reliée au patin de freinage 18. Les parties déformables élastiquement du ressort de rappel élastique 48 atteignent alors leur état d'élongation maximale. Les plis Pi se déforment, d'abord élastiquement, puis plastiquement.
10 La face transversale avant de la garniture de friction 24 du patin de freinage 18 est encore écartée, par rapport à la face ou piste annulaire associée du disque 12, d'une distance égale au jeu "J2" d'usure. Le patin de freinage 18 poursuit sa course axiale jusqu'à sa position active.
15 Lors de cette deuxième partie de course, les parties déformables élastiquement ne pouvant plus se déformer "élastiquement", l'effort de serrage est transmis aux plis Pi déformables plastiquement du ressort de rappel élastique 48. Les plis Pi sont alors déformés plastiquement, les 20 déformations élastiques des parties déformables plastiquement étant négligeables par rapport à leur déformation plastique. Lorsque l'opération de freinage prend fin, le patin de freinage 18 est rappelé vers sa position inactive par les parties déformables élastiquement qui reprennent leur état de repos.
25 Le patin de freinage 18 est ainsi à nouveau écarté du disque 12 d'une distance égale au seul jeu "J1" déterminé de fonctionnement ; le jeu "J2" d'usure ayant été absorbé par la déformation plastique des plis Pi déformables plastiquement. Le ressort de rappel élastique 48 permet ainsi de garantir 30 que le patin de freinage 18 est rappelé dans sa position inactive. De plus, l'agencement de plis Pi déformables plastiquement permet d'éviter que l'effort de serrage à exercer 3033011 18 par le piston 46 pour actionner le patin de freinage 18 vers sa position active ne devienne trop élevé En outre, en conservant un jeu "J1" de fonctionnement constant entre le patin de freinage 18 en position inactive et le 5 disque 12, le temps de réponse du système de freinage demeure constant indépendamment de l'usure de la garniture de friction 24. A usure complète maximale de la garniture de friction, le ressort de rappel élastique 48 est déformé plastiquement et, 10 comme le patin de freinage usé 18, il doit être remplacé. Selon les deux conceptions illustrées schématiquement aux figures 1 et 5, le ressort de rappel élastique comporte, de manière intégrée, la patte active 62 destinée à « agir » sur le patin de freinage, et notamment sur la plaque porte-garniture 19.
15 On décrira maintenant en référence aux figures 6 à 9 la conception selon l'invention des moyens de montage et de fixation du ressort de rappel élastique 48 sur le support fixe 14 et sur la plaque porte-garniture 19 du patin de freinage 18. Plus précisément, la plaque transversale porte-garniture 19 20 est munie d'une plaque intermédiaire 120. L'équipement de la plaque porte-garniture 19 avec une telle plaque intermédiaire fonctionnelle 120 est connu, et par exemple illustré à la figure 7. Les fonctions et rôles de ce type de plaque intermédiaire 25 sont bien connus de l'homme de l'art. La plaque 120 est une plaque métallique, par exemple en acier inoxydable, ou en matériau rigide qui est interposée axialement entre la plaque support de garniture de friction 19 et un organe du frein à disque agissant sur le patin de freinage tel 30 que par exemple le piston. La plaque 120 est solidaire axialement du patin de freinage, par exemple au moyen de rivets 124.
3033011 19 La plaque intermédiaire 120 comporte une face 121 destinée à être en contact directement ou indirectement, avec le piston. Selon l'invention, pour le montage et la fixation d'un 5 ressort de rappel élastique 48 sur le patin de freinage 18, le ressort de rappel élastique 48 comporte une partie active 62 qui est montée directement sur une oreille latérale associée de la plaque porte-garniture 19. Comme on peut le voir aux figures 6 à 8, la partie active 62 10 délimite un logement interne 64 de forme parallélépipédique rectangle "concave" complémentaire de la forme de l'oreille latérale (26). La partie active 62, en forme de « boucle » est montée sur l'oreille latérale par insertion de l'oreille latérale transversale 26 15 dans le logement 64. La partie active 62 est par exemple montée légèrement serrée sur l'oreille latérale. La partie active 62 est conformée en une "boucle" en forme d'anneau rectangulaire qui délimite intérieurement le logement 64 20 et qui entoure l'oreille latérale sur ses quatre facettes. L'oreille latérale 26 est de forme parallélépipédique rectangle, et la boucle comporte un brin plan arrière 62B qui prolonge la branche de raccordement B4, qui s'étend dans un plan vertical orthogonal à celui de la branche de raccordement 25 B4, et qui s'étend en regard de la facette verticale et transversale arrière 26B de l'oreille latérale 26. La boucle comporte deux brins horizontaux plans, supérieur 62S et inférieur 621 respectivement, dont chacun s'étend en regard d'une facette horizontale supérieure 26S et 30 d'une facette horizontale inférieure 261 de l'oreille latérale 26, respectivement. La boucle comporte deux brins plans avant verticaux, supérieur 62FS et inférieur 62FI respectivement, dont chacun 3033011 20 prolonge le brin horizontal plan supérieur 62S et le brin horizontal plan inférieur 621 respectivement, et dont chacun s'étend en regard de la facette verticale avant 26F de l'oreille latérale 26. Le brin plan avant vertical supérieur 62FS est divisé en 5 deux parties espacées transversalement pour disposer d'une plus grande surface d'appui. L'oreille latérale 26 est ici munie d'un ressort de patin 100 dont la branche 106 de fixation pince élastiquement l'oreille latérale 26 pour assurer la fixation du ressort de patin 100 sur 10 l'oreille latérale 26. Du fait du montage de la partie active 62 du ressort de rappel élastique 48 sur l'oreille latérale 26, la branche 106 de fixation coopère d'une part avec la facette verticale avant 26F de l'oreille latérale 26 et, d'autre part, avec une face 63 en vis-à-vis 15 du brin plan arrière 62B. Du fait de la conformation du ressort de patin 100 et de la partie active 62 du ressort de rappel élastique 48, et comme on peut le voir aux figures, en position montée sur l'oreille latérale 26, le ressort de patin 100 verrouille la partie active 62 en 20 position sur l'oreille latérale 26. La partie active 62 en forme de boucle est une forme rigide, obtenue par découpage puis pliage, qui entoure l'oreille latérale du patin de freinage. La rigidité axiale, pour l'optimisation des performances du ressort de rappel élastique, est garantie par 25 la minimisation des rayons de pliage à l'interface avec l'oreille latérale du patin de freinage. La conception et le mode de montage décrits permettent de garantir le non échappement accidentel d'un ressort de rappel élastique, une fois le patin de freinage monté dans le support fixe.
30 Après le montage du ressort de patin 100, et même si le patin de freinage n'est pas monté dans le support fixe, le ressort de rappel élastique est solidaire du patin.
3033011 21 Ainsi, lors de la manipulation d'un patin de freinage équipé de ses ressorts 48 et 100 (en usine ou en kit de remplacement), il n'y a pas de risques de démontage accidentel et de pertes des ressorts.
5 Comme on peut le voir sur les figures 6 à 8, la branche B1 est représentée de manière tronquée, l'invention n'étant pas limitée à un quelconque mode particulier de conception de la portion de fixation du ressort de rappel élastique 48 sur le support fixe 14.
10 L'assemblage et le montage en usine s'effectue selon le procédé suivant en effectuant successivement les étapes de: a) montage des glissières opposées 32 ; b) montage d'un ressort de rappel élastique 48 sur une oreille latérale 26 d'un patin de freinage 18 ; 15 c) montage d'un ressort de patin 100 sur ladite oreille munie du ressort de rappel élastique 48; d) montage du patin de freinage dans le support fixe 14. Ce montage et cet assemblage permettent aussi un assemblage en série et la maintenance, lors d'un changement de 20 patin de freinage. Les deux ressorts équipant un patin de freinage à ses deux extrémités transversales opposées ne sont pas identiques. Un ensemble ou kit de remplacement d'un jeu usagé de patins de freinage 18 comporte, pour chaque patin de freinage, un 25 patin de freinage 18 neuf proprement dit équipé d'une une paire de ressorts de rappel élastique 48 constituant une paire de ressorts de rappel élastique appariés au patin de freinage associé. Si le patin de freinage est du type équipé de ressorts de 30 montage de patin 100, le kit de remplacement comporte, pour chaque patin de freinage, un patin neuf équipé de ses deux ressorts de patin 100, un pour chacune de ses deux oreilles radiales 26 qui verrouille alors le ressort de rappel élastique 48.
Claims (20)
- REVENDICATIONS1. Frein à disque (10) de véhicule automobile qui comporte: - un disque (12) de frein qui s'étend dans un plan 5 transversal à un axe (A) d'orientation axiale de rotation du disque ; - un support (14) fixe par rapport à un châssis du véhicule ; - au moins un patin de freinage (18) qui comporte une plaque transversale verticale porte-garniture (19) qui : 10 -- porte une garniture de friction (24) dont une face transversale de friction (25) coopère avec une piste de freinage (22) associée du disque (12), le patin de freinage (18) étant monté coulissant axialement dans le support fixe (14) entre une position avant active dans laquelle ladite face (25) de friction est 15 en appui contre la piste de freinage associée (22) du disque (12), et une position arrière inactive dans laquelle ladite face (25) de friction est espacée axialement de ladite piste de freinage associée du disque, d'un jeu (J1) déterminé de fonctionnement ; -- et qui comporte, à chacune de ses deux extrémités 20 transversales opposées, une oreille latérale (26) d'orientation transversale qui est montée coulissante dans une coulisse (28) associée du support fixe (14) ; - et au moins un ressort de rappel élastique (48) du patin de freinage (18) vers sa position inactive comportant : 25 -- une portion de fixation (50) du ressort de rappel élastique (48) sur le support fixe (14) qui est reliée à l'extrémité d'une première branche (B1) du ressort de rappel élastique (48) ; -- une branche (B4) de raccordement, d'orientation axiale parallèle à la direction de coulissement du patin de 30 freinage, qui se prolonge par une partie active (62) fixée sur une partie associée du patin de freinage (18), caractérisé en ce que ladite partie active (62) est solidaire d'une oreille latérale (26) de la plaque porte garniture (19). 3033011 23
- 2. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie active (62) délimite un logement (64) de forme complémentaire de celle de l'oreille latérale (26), et en ce que la partie active (62) est montée sur l'oreille latérale par insertion de l'oreille latérale (26) dans ledit logement (64).
- 3. Frein à disque selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie active (62) est montée serrée sur l'oreille latérale.
- 4. Frein à disque selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite partie active (62) est conformée en une boucle qui délimite intérieurement ledit logement (64).
- 5. Frein à disque selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'oreille latérale (26) est de forme parallélépipédique rectangle, et en ce que ladite boucle comporte un brin plan arrière (62B) qui prolonge ladite branche de raccordement (B4) et qui s'étend en regard d'une facette verticale et transversale arrière (26B) de l'oreille latérale (26).
- 6. Frein à disque selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite boucle comporte deux brins horizontaux plans, supérieur (62S) et inférieur (621), dont chacun s'étend en regard d'une facette horizontale supérieure (26S) et d'une facette horizontale inférieure (261) de l'oreille latérale (26), respectivement.
- 7. Frein à disque selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite boucle comporte deux brins plans avant verticaux, supérieur (62FS) et inférieur (62FI) dont chacun prolonge ledit brin horizontal plan supérieur (62S) et inférieur (621) respectivement, et dont chacun s'étend en regard d'une facette verticale avant (26F) de l'oreille latérale (26).
- 8. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'oreille latérale (26) est munie d'un ressort de patin (100) qui comporte une branche (106) de fixation qui pince élastiquement l'oreille 3033011 24 latérale (26) pour assurer la fixation du ressort de patin (100) sur l'oreille latérale (26).
- 9. Frein à disque selon la revendication 8 prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que la 5 branche (106) de fixation du ressort de patin (100) coopère avec une facette verticale avant (26F) de l'oreille latérale (26) et avec une face (63) en vis-à-vis dudit brin plan arrière (62B).
- 10. Frein à disque selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que, en position montée sur l'oreille latérale 10 (26), le ressort de patin (100) verrouille la partie active (62) en position sur l'oreille latérale (26).
- 11. Frein à disque (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort de rappel élastique (48) comporte des moyens de rattrapage d'un jeu d'usure (J2) de la garniture de 15 friction (24) du patin de freinage (18), qui se déforment plastiquement lorsqu'une course du patin de freinage jusqu'à sa position active de freinage, est supérieure audit jeu déterminé de fonctionnement (J1).
- 12. Frein à disque (10) selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que le ressort de rappel élastique (48) est réalisé en une seule pièce par découpe et formage d'une feuille de matériau.
- 13. Frein à disque (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite branche (B1, B4) est une branche 25 rigide conformée en une bande qui s'étend dans un plan parallèle à un plan axial.
- 14. Ressort (48) de rappel élastique axial d'un patin de freinage (18), d'un frein à disque (12), vers une position inactive, dans lequel le ressort de rappel élastique (48) comporte : 30 - une portion de fixation (50) du ressort de rappel élastique (48) sur le support fixe (14) qui est reliée à l'extrémité d'une première branche (B1) du ressort de rappel élastique (48) ; 3033011 25 - une branche (B4) de raccordement, d'orientation axiale parallèle à la direction de coulissement du patin de freinage (18), qui se prolonge par une partie active (62) fixée sur une partie associée du patin de freinage (18), 5 caractérisé en ce que ladite partie active (62) délimite un logement (64) de forme complémentaire de celle d'une oreille latérale (26) de la plaque porte garniture (19) du patin de freinage (18) pour monter la partie active (62) sur l'oreille latérale (26) par insertion de l'oreille latérale (26) dans ledit logement (64). 10
- 15. Ressort selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite partie active (62) est conformée en une boucle qui délimite intérieurement ledit logement (64).
- 16. Ressort selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de rattrapage d'un jeu d'usure (J2) 15 d'une garniture de friction (24) du patin de freinage (18), qui sont interposés entre ladite portion de fixation et ladite branche de raccordement (B4), et qui se déforment plastiquement lorsqu'une course du patin de freinage (18), selon une direction axiale de déplacement jusqu'à une position active de freinage, est 20 supérieure à un jeu déterminé de fonctionnement (J1).
- 17. Ressort selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il est réalisé en une seule pièce par découpe et formage d'une feuille de matériau.
- 18. Kit de remplacement pour un frein à disque de véhicule 25 automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un patin de freinage (18) et deux ressorts (48) de rappel élastique appariés audit patin de freinage (18).
- 19. Kit de remplacement selon la revendication 18, 30 caractérisé en ce qu'il comporte de plus deux ressorts (100) de montage du patin de freinage dans le frein à disque.
- 20. Procédé de montage d'un ressort selon la revendication 14 sur un frein à disque selon l'une quelconque des 3033011 26 revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives de : a) montage d'un ressort de rappel élastique (48) sur une oreille latérale (26) d'un patin de freinage (18) ; 5 b) montage d'un ressort de patin (100) sur ladite oreille latérale (26) munie du ressort de rappel élastique (48); c) montage du patin de freinage (18) dans le support fixe (14).
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