FR3046444A1 - Guide de glissement de garniture de freinage pour frein a disque, procedes de fabrication et d'assemblage associes - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un guide de glissement pour garniture de freinage de frein à disque, comportant au moins une portion de reprise d'appui, destinée à être interposée entre une surface de butée d'une garniture de freinage et une surface de reprise d'appui transversal d'un organe fixe en rotation au sein d'un frein à disque. Selon l'invention, ce guide est formé par une lamelle métallique qui présente, au moins dans une portion de reprise d'appui, deux couches superposées distinctes. La deuxième couche est formée par exemple par un repliement de la lamelle sur elle-même, ou par au moins une couche d'un revêtement amortissement, ou les deux. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un tel guide de glissement, un frein à disque de véhicule pourvu d'un tel guide de glissement, en montage coulissant ou fixe, ainsi que le procédé d'assemblage d'un tel frein.
Description
"Guide de glissement de garniture de freinage pour frein à disque, procédés de fabrication et d'assemblage associés" L'invention se rapporte à un guide de glissement pour garniture de freinage de frein à disque, comportant au moins une portion de reprise d'appui, destinée à être interposée entre une surface de butée d'une garniture de freinage et une surface de reprise d'appui transversal d'un organe fixe en rotation au sein d'un frein à disque.
Selon l’invention, ce guide est formé par une lamelle métallique qui présente, au moins dans une portion de reprise d’appui, deux couches superposées distinctes. La deuxième couche est formée par exemple par un repliement de la lamelle sur elle-même, ou par au moins une couche d’un revêtement amortissement, ou les deux. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un tel guide de glissement, un frein à disque de véhicule pourvu d'un tel guide de glissement, en montage coulissant ou fixe, ainsi que le procédé d'assemblage d'un tel frein.
Etat de la technique
Les freins à disque de véhicule comprennent généralement un organe fixe en rotation qui coiffe le disque ou rotor sur une portion de sa périphérie. A l’intérieur des branches de cet étrier est disposée au moins une paire de patins ou garnitures de freinage disposées de part et d'autre du disque et se faisant face, au niveau de deux pistes de freinage annulaires formées sur les deux faces du disque. Pour réaliser le freinage, un ou plusieurs pistons se déplacent vers le disque pour appliquer un effort de serrage qui rapproche l’une de l’autre les garnitures d’une même paire, ce qui les amène à frotter sur les pistes de frottement du disque et ainsi à en ralentir la rotation. Sur leur périphérie, les garnitures sont dotées chacune de deux oreilles disposées en deux emplacements sensiblement opposés, chaque oreille coulissante dans une cavité ménagée l'organe fixe.
Dans le cas d'un frein à disque à étrier monté "fixe", cet étrier forme l’organe fixe en rotation et est en général fixé directement sur le demi-train du véhicule et forme ainsi l’organe fixe en rotation. Cet étrier fixe coiffe chacune des deux garnitures ainsi que la partie du disque correspondante, et comporte des cavités accueillant les oreilles de la garniture. L'étrier contient des moyens d'actionnement des deux côtés du disque pour provoquer la translation des deux garnitures de freinage contre le disque, pour les amener en contact de serrage de façon symétrique.
Sous l’effet du serrage, les garnitures viennent en appui contre l’organe fixe selon une direction tangentielle à la rotation, c’est à dire en butée tangentielle, appliquant ainsi au disque un ainsi un couple de freinage.
Dans le cas d'un frein à disque à étrier monté "coulissant" voire "flottant", c’est à dire mobile en translation parallèlement à l’axe de la roue, l’étrier comporte des moyens d'actionnement d’un seul côté du disque, pour provoquer la translation d'une des deux garnitures de freinage contre le disque. Sous l’effet de cet appui, l’étrier se déplace en réaction et rapproche l'autre garniture du disque par son autre branche, réalisant ainsi le serrage du disque entre les garnitures. Dans la plupart des montages coulissants, le frein comporte une chape fixe, dotée de deux bras coiffant le disque, lesquels entourent une ouverture qui laisse découverte une partie de la périphérie du disque. Les garnitures de freinage sont disposées de part et d'autre du disque et dotées chacune de deux oreilles coulissant chacune dans une cavité ménagée sur l’un des bras de la chape. Un étrier coulissant est monté dans l’ouverture de la chape, mobile en translation axiale par rapport à cette chape, et coiffant les garnitures ainsi que la partie du disque correspondante. L’organe fixe en rotation est alors formé principalement par la chape, et l’étrier coulissant ne fournit en générale que l’action de serrage des garnitures.
Dans les deux configurations dites « à étrier fixe » et « à étrier coulissant » avec chape, et telles que décrit dans les documents respectivement US20130068573 et FR3005127, il est connu d'interposer des guides de glissement à l'intérieur des cavités afin de faciliter la translation des garnitures de freinage au sein de la cavité de l'organe fixe, en minimisant les frottement. Lors du freinage, l’appui des garnitures sur l’organe fixe est alors transmis par les guides de glissement qui subissent une compression dans le sens de leur épaisseur.
Toutefois, lorsque les garnitures entrent au contact avec le disque, ces dernières, bien que bloquées en rotation puisque leurs oreilles sont retenues dans leurs cavités respectives, présentent un jeu de fonctionnement qui est suffisant pour occasionner de nombreux bruits. Certains bruits dits « hammering » peuvent par exemple avoir pour origine les chocs (répétés ou pas) causés par la mise en appui initiale d'une des surfaces d'appui d'une oreille de la garniture de freinage contre la surface en vis-à-vis de l'organe fixe. D'autres bruits, par exemple de crissement dits « squeal », peuvent également avoir pour origine les vibrations des garnitures de freinage à l'intérieur de leur logement.
Un but de l'invention est dès lors de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur, et en particulier de réduire ces nuisances sonores.
Exposé de l'invention L'invention propose un guide de glissement de garniture de freinage comportant au moins une portion de reprise d'appui, destinée à être interposée entre une surface de butée ménagée sur la garniture de freinage et une surface de reprise d'appui transversal d'un organe fixe en rotation dans un frein à disque, de façon à transmettre entre lesdites surfaces un appui assurant une fonction de butée tangentielle ; et une portion incurvée destinée à être insérée dans une cavité dudit organe fixe accueillant de manière coulissante axialement une oreille de la garniture de freinage, ladite portion incurvée étant dotée d'au moins une surface supérieure de glissement et d'au moins une surface inférieure de glissement, de façon à ce que lesdites surfaces supérieure et inférieure de glissement soient raccordées entre elles par une surface de raccordement et agencées de manière non coplanaire, entre elles et avec la portion de reprise d'appui, pour fournir une fonction de butée radiale assurant un maintien vertical de ladite oreille au sein de l’organe fixe.
Selon l’invention, la portion de reprise d'appui comprend au moins une première couche et au moins une seconde couche, lesdits couches étant à la fois superposées et distinctes et formant ensemble une épaisseur supérieure à celle de ladite lamelle métallique.
Selon un premier mode de réalisation, le guide de glissement comprend au moins une première couche formée par une portion de lamelle métallique et une seconde couche formé par au moins un revêtement amortissant qui enduit ladite première couche sur au moins une de ses faces.
Cette portion revêtue peut être une portion de reprise d'appui seulement, par exemple par enduction pulvérisation ou trempage partiel, sur une face ou les deux. Il peut aussi s'agir de la totalité du guide.
Selon un deuxième mode de réalisation, le guide de glissement comprend une portion de lamelle métallique repliée sur elle-même pour former deux épaisseurs de lamelles superposées.
Cette portion repliée sur elle-même peut être une portion de reprise d'appui, par exemple en effectuant le repliement après estampage (découpe) et emboutissage (mise en forme). Elle peut aussi être tout autre partie du guide voire sa totalité, par exemple en réalisant l'estampage sur une simple épaisseur, puis le repliement avant la mise en forme.
Les premier et deuxième modes de réalisation peuvent aussi être combinés entre eux. La portion de reprise d'appui comprend alors au moins une portion de lamelle métallique repliée sur elle-même pour former deux épaisseurs de lamelles superposées, dont l'une ou les deux comportent au moins un revêtement amortissant sur sa seule face intérieure à la pliure.
En réalisant ainsi un guide à double couche, l'invention permet d'obtenir un amortissement augmenté par rapport à une simple épaisseur de lamelle métallique. Il est donc possible d'obtenir des paramètres d'impédance vibratoire différents et sur une plage plus large, ce qui donne de meilleures performances d'amortissement dans certaines fréquences et permet une plus grande liberté de conception pour éviter les fréquences susceptibles de créer des bruits gênants.
Ces améliorations, par exemple en performance et en souplesse de conception, sont compatibles avec les technologies et modes de fabrication actuellement éprouvés, répandus et économiques, en particulier pour des fabrications de très grandes séries.
En effet, les contraintes de ce type de production imposent en général une fabrication à base de feuille métallique, souvent en acier inoxydable. Elles limitent en général fortement l'épaisseur utilisable, typiquement avec un maximum de 0,6mm pour l'estampage et/ou l'emboutissage, surtout s'ils sont simultanés.
Avec l'invention, il devient donc possible de réaliser des guides améliorés dans les mêmes gammes de technologies, en particulier avec une feuille d'inox de 0,6mm ou moins, voire de moins de 0,5 ou moins de 0,4mm.
Selon une particularité, applicable à tous les modes de réalisation, le guide de glissement de garniture de freinage comprend : - au moins une portion de reprise d'appui présentant une première couche et une deuxième couche, et - au moins une partie de glissement dont l'épaisseur comporte uniquement la lamelle métallique.
Ainsi, l'invention permet aussi d'obtenir un guide qui présente des caractéristiques différentes dans ses différentes parties : épaisseurs différentes, et/ou des caractéristiques de glissement différentes, et/ou des caractéristiques différentes indépendamment de la forme de ces parties.
Par exemple, il est possible de réaliser un guide qui présente une grande épaisseur et des caractéristiques d'amortissement renforcées dans la portion de reprise d'appui, avec un repliement et un revêtement ; tout en conservant dans les surface de glissement et guidage la faible épaisseur permettant une faible raideur et un découplage vibratoire, ainsi que les qualités de glissement et de résistance au frottement de la feuille métallique de base.
Dans certaines configurations, le guide de glissement comporte une seule portion de reprise d'appui, par exemple portion "inférieure" de reprise d'appui c'est-à-dire située du côté de l'axe de la roue.
Selon un mode de réalisation, la portion inférieure de reprise est une portion de lamelle métallique comportant sur l'une de ses deux faces un revêtement amortissant et sur l'autre face opposée un autre revêtement amortissant.
Selon un mode de réalisation, la portion inférieure de reprise d'appui est une portion de lamelle métallique pliée en deux et comportant sur une seule de ses deux faces un revêtement amortissant, formant dès lors deux épaisseurs en vis à vis, réalisées sur la face intérieure à la pliure.
Selon un mode de réalisation, la portion inférieure de reprise d'appui est une portion de lamelle métallique repliée comportant sur une seule de ses deux faces un revêtement amortissant, réalisé sur la face extérieure à la pliure.
Selon une variante applicable aux différents modes de réalisation précédemment cités, l'ensemble du guide peut être revêtu par ce revêtement amortissant.
Selon une particularité de conception du guide de glissement, applicable aux différents modes de réalisation, la surface supérieure de glissement peut être en outre prolongée par une surface d'accroche s'étendant dans le plan de la portion inférieure de reprise d'appui, ladite surface d'accroche étant dotée de pattes aptes immobiliser le guide sur l'organe fixe.
Suivant un mode avantageux, le ou les revêtements amortissants sont choisis dans la liste définies par des mélanges de bitumes, préférentiellement alliés à des résines thermoplastiques telles que les chlorures de polyvinyle, les copolymères d'éthylène-acétate de vinyle, les terpolymères d'éthylène de propylène et d'un diène, et préférentiellement chargés en carbonate de calcium, sulfate de baryum, mica. L’invention s'applique à tout type de frein à disque et notamment aux freins à disque à étrier fixe ainsi qu'aux freins à disque à étrier coulissant.
Ainsi, selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un frein à disque de véhicule automobile comportant une chape dotée de bras coiffant le disque, d'au moins une paire de garnitures de freinage disposées de part et d'autre du disque et dotées chacune d’oreilles montées coulissantes dans une cavité ménagée sur chacun des bras, d'un étrier monté coulissant dans la chape et coiffant chacune des garnitures ainsi que la partie correspondante du disque, l'étrier comportant des moyens d'actionnement pour provoquer le coulissement d'une des deux garnitures de freinage contre le disque, caractérisé en ce qu'un guide de glissement conforme à l'un des modes de réalisation de l'invention est interposé entre au moins l’une des oreilles des garnitures de freinage et sa cavité correspondante dans la chape.
De façon similaire, il est proposé un frein à disque de véhicule automobile comportant au moins une paire de garnitures de freinage disposées de part et d'autre du disque et dotées chacune d’oreilles montées coulissantes axialement dans une cavité ménagée dans un étrier coiffant chacune des garnitures ainsi que la partie correspondante du disque, l'étrier comportant des moyens d'actionnement pour provoquer le coulissement des garnitures de freinage contre le disque, caractérisé en ce qu'un guide de glissement conforme à l'un des modes de réalisation de l'invention est interposé entre au moins l’une des oreilles des garnitures de freinage et sa cavité correspondante dans l’étrier.
Dans des configurations où les garnitures sont guidées dans l’étrier alors que celui-ci est coulissant, il est bien entendu que l’invention pourra aussi s'appliquer, typiquement de façon similaire aux modes de réalisation ici décrits comme portant sur un étrier fixe. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comportant un frein à disque intégrant un guide de glissement conforme à l'invention. L'invention a par ailleurs pour objet un procédé de fabrication d'un guide de glissement de garniture de freinage comprenant au moins une lamelle métallique comportant, de façon attenante, au moins : une portion de reprise d'appui destinée à être interposée entre une surface de butée de garniture de freinage et une surface de reprise d'appui transversal d'un organe fixe en rotation dans un frein à disque, une portion incurvée destinée à être insérée dans l'une des cavités de l'organe fixe accueillant de manière coulissante axialement une oreille de la garniture de freinage, ladite portion incurvée étant dotée d'au moins une surface supérieure de glissement et d'au moins une surface inférieure de glissement, lesdites surfaces supérieure et inférieure de glissement étant raccordées entre elles par une surface de raccordement et agencées de manière non coplanaire, entre elles et avec la portion de reprise d'appui, pour fournir une fonction de butée radiale assurant un maintien vertical de ladite oreille au sein de l’organe fixe.
Selon une particularité, ce procédé comporte au moins les étapes suivantes : - La sélection d'une feuille d'acier à ressort, - La découpe et mise en forme de la feuille par estampage et emboutissage de manière à obtenir une lamelle comportant d’une part la portion incurvée et d’autre part au moins la première couche de la portion de reprise d’appui, - Le revêtement d’une face ou des deux faces d’au moins la partie constituant ladite première couche au moyen d'un matériau amortissant, formant ainsi la deuxième couche de ladite la portion de reprise d'appui.
Suivant une autre particularité, alternative à la précédente ou combiné avec elle, le procédé comporte au moins les étapes suivantes : - La sélection d'une feuille d'acier à ressort, - La découpe et mise en forme de la feuille par estampage et emboutissage de manière à obtenir une lamelle comportant d’une part la portion incurvée et d’autre part au moins la première couche de la portion de reprise d’appui, - Le pliage en deux d’une partie de la lamelle pour la superposer à la dite première couche et former ainsi la deuxième couche de la portion de reprise d'appui.
Selon une particularité, pouvant être combinée avec les précédentes, l'étape de découpe de la feuille par estampage peut comprendre en outre la découpe d'une surface d'accroche s'étendant dans le plan de la portion inférieure de reprise d'appui et prolongeant la surface supérieure de glissement, ladite surface d'accroche étant dotée de pattes. L'étape d'emboutissage peut aussi comprendre l'orientation des pattes perpendiculairement à la surface d'accroche.
Plus particulièrement, le revêtement est réalisé sur la seule face de la portion de reprise d'appui située du côté intérieur de la pliure.
Selon une variante, le revêtement peut être réalisé sur la face de la portion inférieure de reprise d'appui située du côté de la convexité de la surface de raccordement, c'est-à-dire à l'extérieur de la pliure.
Selon une autre variante, le revêtement peut être réalisé sur la face de la portion inférieure de reprise d'appui située du côté intérieur de la pliure. Celle-ci est réalisée par exemple du côté de la concavité de la surface de raccordement et du côté de la convexité de l’oreille.
Suivant une caractéristique préférentielle et commune aux deux procédés alternatifs, l'étape de revêtement comprend l'enduction d'au moins une face de la portion inférieure de reprise d'appui avec un mélange de bitumes, préférentiellement alliés à des résines thermoplastiques telles que les chlorures de polyvinyle, les copolymères d'éthylène-acétate de vinyle, les terpolymères d'éthylène de propylène et d'un diène, et préférentiellement chargés en carbonate de calcium, sulfate de baryum, mica, ladite enduction étant suivi par une vulcanisation. De telles résines peuvent aussi être utilisées sans bitume. L'invention a par ailleurs pour objet un procédé d'assemblage d'un frein à disque comportant un guide de glissement conforme à l'un des modes de réalisation de l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte : une première étape au cours de laquelle on verrouille les guides de glissement dans des cavités associés aux bras de la chape, une deuxième étape au cours de laquelle on introduit les garnitures de freinage dans les cavités en écartant la surface supérieure de glissement de la surface inférieure de glissement du guide.
Des modes de réalisation variés de l'invention sont prévus, intégrant selon l'ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.
Liste des figures D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode de mise en œuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels : - la FIGURE 1 est une vue en perspective d'un guide de glissement de garniture de freinage selon un premier mode de réalisation de l'invention, dans une version pour frein à étrier fixe, avec partie inférieure de reprise d'appui à double épaisseur de lamelle métallique ; - la FIGURE 2 est une vue en perspective d'un guide de glissement de garniture de freinage selon un second mode de réalisation de l'invention, dans une version pour frein à étrier fixe, avec lamelle métallique simple épaisseur et uniformément enduite sur ses deux faces ; - la FIGURE 3 est une vue en perspective d'un guide de glissement de garniture de freinage selon un troisième mode de réalisation de l'invention, dans une version pour frein à étrier coulissant avec chape, avec lamelle métallique simple épaisseur et uniformément enduite sur ses deux faces ; - la FIGURE 4 est une vue en coupe suivant un plan perpendiculaire à l'axe de roue d'une garniture de freinage montée sur les bras d'une chape d'un frein à disque à étrier coulissant, avec un guide de glissement selon le troisième mode de réalisation de l'invention ; - la FIGURE 5 est une vue en perspective d'un guide de glissement de garniture de freinage monté sur le bras d'une chape d'un frein à disque à étrier coulissant, avec un guide de glissement selon le troisième mode de réalisation de l'invention ; - la FIGURE 6 est une vue de dessous, depuis l'axe de roue, d'une garniture freinage montée sur un étrier fixe, figurant uniquement la partie extérieure de l’étrier et sans le disque ; - la FIGURE 7 est une vue en coupe suivant un plan perpendiculaire à l'axe de roue et dans le plan de la garniture, d'un détail du guidage de l'oreille d'une garniture freinage montée dans une cavité d'un étrier fixe selon l'invention.
Description des modes de réalisation
Les figures 1, 2 et 3 représentent chacune un guide de glissement 1, 2 de garniture de freinage. La forme de guide représentée en figure 1 et 2 correspond à une forme type utilisée pour un étrier fixe, tandis que celle de la figure 3 est utilisée pour un étrier coulissant avec guidage dans une chape fixe.
Les repères V, T, L désignent respectivement, en référence au montage du guide sur un véhicule automobile avec l'étrier en partie haute du disque, la direction radiale (c'est à dire verticale), la direction tangentielle, la direction de déplacement des garnitures (c'est à dire parallèle à l'axe de roue).
Le guide de glissement comprend tout d'abord une portion de reprise d'appui 11, 21 destinée à être interposée entre une surface de butée située sur une garniture de freinage. Elle est ici appelée "inférieure" car disposée en dessous de l'oreille de la garniture (en considérant que la garniture est disposée au dessus de l’axe de roue), et une surface de reprise d'appui transversal située en vis-à-vis de ladite surface de butée, sur un organe fixe en rotation du frein à disque (étrier ou chape de frein à disque). La portion inférieure 11, 21 est de forme sensiblement lamellaire et se prolonge par une portion incurvée 10, 20 destinée à être insérée dans une cavité ménagée sur l'organe fixe pour accueillir une des oreilles de la garniture de freinage. La portion incurvée est constituée d'une surface supérieure de glissement 12, 22 et d'une surface inférieure de glissement 13, 23, ladite surface inférieure de glissement prolongeant directement la portion inférieure de reprise d'appui 11, 21. Les surfaces supérieure 12, 22 et inférieure 13, 23 sont ici sensiblement parallèles entre elles et sont sensiblement perpendiculaires à la portion inférieure de reprise d'appui 11, 21. Elles forment des butées radiales, empêchant le déplacement de l’oreille dans le sens radial, et donc qui fournissent essentiellement voire uniquement un guidage de translation axiale des garnitures. Les surfaces supérieure 12, 22 et inférieure 13, 23 sont raccordées entre elles par une surface de raccordement 15, 25. Cette surface de raccordement est sensiblement plane et reliée aux surfaces supérieure 12, 22 et inférieure 13, 23 au moyen de rayons de courbure. Selon les configurations, par exemple en figures 1 et 2, cette partie de raccordement présente une faible surface et ne sert pas de reprise d'appui dans la direction tangentielle. Dans d'autres configurations, potentiellement en figure 3, cette surface de raccordement peut participer à ou assurer la fonction de reprise d'appui et former une butée tangentielle qui transmet l'effort de freinage entre les garnitures et l'organe fixe en rotation du frein.
Conformément à l'invention, la portion inférieure de reprise d'appui 11, 21 comprend au moins une première couche 110a, 110a et 210a formée par la lamelle métallique elle-même, et une deuxième couche formée respectivement par une deuxième épaisseur 110a’ de lamelle, deux revêtements amortissants 110a sur les deux faces, et un revêtement amortissant 210b sur une face unique. Ces première et deuxième couches sont à la fois distinctes et superposées.
On entend par « distincte » le fait que ces couches forment des milieux solides séparés par une discontinuité, par exemple parce qu'ils sont formés de matériaux différents ou ne sont pas liés fixés directement l'un à l'autre. Dans le cas de la figure 1, ces deux couches sont superposées l’une sur l’autre, avec ou sans collage entre les deux. Dans le cas des figures 2 et 3, cette ou ces deuxièmes couches sont chacune réalisées sur le substrat (support) que constitue la lamelle métallique de la portion inférieure de reprise d'appui. Dans tous les cas, elles sont superposées de façon parallèle entre elles et sans espace interstitiel continu, de sorte qu'elles sont toutes les deux interposées entre la surface de butée inférieure de la garniture de freinage et la surface de reprise d'appui de l'organe fixe de frein, une fois que l'ensemble est monté. De cette manière, ces deux couches permettent un meilleur découplage vibratoire au sein du guide, et donc entre la garniture de freinage et l'organe fixe du frein.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention décrit en figure 2, le guide de glissement 1 de garniture de freinage admet comme portion inférieure de reprise d'appui 11, une portion de lamelle métallique formant une première couche 110a. Dans cet exemple, le guide de coulissement présente sur ses deux faces un revêtement amortissant formant une deuxième couche 110b.
Selon un second mode de réalisation de l'invention décrit en figure 1, la portion inférieure de reprise d'appui 11 est une portion de lamelle métallique repliée sur elle-même en deux épaisseurs qui forment à elles deux la première couche 110a et la deuxième couche 110a’.
Optionnellement, mais de façon non obligatoire, elle comporte sur une seule de ses deux faces une "deuxième couche" supplémentaire sous la forme d’un revêtement amortissant 110b, dès lors en vis à vis, ce revêtement étant ici réalisé sur la face intérieure à la pliure 111. Dans cette configuration, les deux revêtements forment une couche amortissante supplémentaire lorsque la surface de butée située sous l'oreille de la garniture de friction plaque le guide contre la surface de reprise d'appui de l'organe fixe du frein.
Selon une variante, alternative ou combinée à l'option précédente, la deuxième couche supplémentaire formée par le revêtement amortissant 110b est réalisée sur la face extérieure à la pliure. Dans cette configuration, les deux revêtements sont amenés à entrer en contact respectivement avec la surface de butée située sous l'oreille de la garniture de friction et la surface de reprise d'appui de l'organe fixe du frein, lorsque la surface de butée située sous l'oreille de la garniture de friction plaque le guide contre la surface de reprise d'appui de l'organe fixe du frein.
Selon un perfectionnement représenté en figure 3, la surface supérieure de glissement 22 est en outre prolongée par une surface d'accroche 26 s'étendant dans le plan de la portion inférieure de reprise d'appui 21. Cette surface d'accroche comprend des pattes 27 aptes immobiliser le guide sur l'organe fixe. L'immobilisation du guide sur l'organe fixe peut aussi être améliorée au moyen de languettes 14, 24 découpées dans la surface de raccordement 15, 25.
Concernant maintenant le choix du revêtement amortissant, il est par exemple avantageux de mettre en œuvre des mélanges de bitumes, et/ou des résines thermoplastiques telles que les chlorures de polyvinyle, les copolymères d'éthylène-acétate de vinyle, les terpolymères d'éthylène de propylène et d'un diène. Ces mêmes revêtements pourront aussi être chargés en carbonate de calcium, sulfate de baryum ou bien mica. D'autres revêtements peuvent être envisagés, tels que des revêtements métalliques de faible dureté ou bien des revêtements en élastomères.
Bien entendu, l'enduction de ces revêtements peut ne pas se limiter à la portion inférieure de reprise d'appui et peut donc concerner l'ensemble du guide de glissement, ou une éventuellement portion supérieure de reprise d’appui 26 située de l’autre côté de la portion incurvée 20.
Bien entendu, il est possible d'ajouter et/ou de superposer des revêtements supplémentaires.
Les figures la, figures 2a et 2b, et figures 3a, 3b et 3c représentent plus en détail une partie du guide de glissement dans sa section transversale au glissement de la garniture. Elles présentent différents exemples de structures, qui peuvent être mises en oeuvre sur les différentes formes de guides, en montage fixe ou coulissant, et possiblement combinées entre elles ou avec d’autres incluses dans l’invention.
En figure 2a : une structure en tôle (en gris) repliée 110a’ sur elle-même 110a et sans revêtement est présentée en figure 2a, ici sur toute la surface du guide ou au moins sur une partie mise en forme et incluant un coude en haut du détail. La tôle est par exemple de l’acier inoxydable, par exemple en épaisseur 0,5mm, voire être 0,2 et 0,4mm, en particulier dans le cas d’une double épaisseur sur toute la surface ou sur une grande partie du guide.
En figure 2b : la même structure repliée 110a, 110a’ est ici réalisée avec en outre un revêtement 110b (en noir) sur une seule face de la tôle (en gris), du côté intérieur de la pliure 111. La superposition des deux parties repliées de la couche de revêtement 110b fournit une absorption améliorée, par la nature du revêtement mais aussi par les phénomènes de friction intervenant entre les deux parties repliées, qui s'appuient l'une sur l'autre sans être collées entre elles. La tôle est par exemple de l'acier inoxydable, par exemple en épaisseur 0,5mm, voire être 0,2 et 0,4mm, en particulier dans le cas d'une double épaisseur sur toute la surface ou sur une grande partie du guide.
En figure la: la structure est similaire à celle de la figure 2b, mais la tôle (en gris) n'est repliée 110a' que sur une partie du guide 1, ici sur la portion de reprise d'appui inférieure 11. Elle comporte une couche de revêtement 110b (en noir) sur sa face du côté intérieur à la pliure 111.
En figure 3a : la structure présente ici une seule épaisseur de tôle 210a (en gris), par exemple en acier inoxydable de 0,5mm. Elle porte ici un revêtement 210b (en noir) sur ses deux faces, sur toute la surface du guide ou au moins sur la plus grande partie et/ou incluant une mise en forme.
En figure 3b : la tôle 210a est aussi revêtue 210b sur ses deux faces, mais seulement sur la ou les portions de reprise d'appui, ici celle 21 d'en bas.
En figure 3c : la tôle 210a n'est revêtue 210b que sur une face, ici sur toute la surface du guide ou au moins sur la plus grande partie et/ou incluant une mise en forme. Alternativement, elle pourrait aussi n'être revêtue que sur la ou les portions de reprise d'appui.
Les FIGURES 4 et 5 représentent un guide de glissement monté dans un frein à disque à étrier coulissant. De manière classique, le frein de véhicule automobile à étrier coulissant comporte un disque, une chape 4 dotée de deux bras 40 coiffant le disque, d'une paire de garnitures de freinage 30 disposées de part et d'autre du disque et dotées chacune de deux oreilles 31 montées coulissantes dans une cavité 41 ménagée sur chacun des bras, d'un étrier coulissant coiffant chacune des garnitures ainsi que la partie du disque correspondante. L'étrier comporte des moyens d'actionnement pour provoquer le coulissement d'une des deux garnitures de freinage contre le disque, par exemple un piston unique du côté du châssis.
Sur la figure 4 relative à une coupe suivant un plan comprenant les directions V et T, perpendiculaire à l'axe de roue d'un tel frein, on a représenté une garniture de freinage 3 dotée de deux oreilles 31, chacune logées dans une cavité 41 pratiquée dans les bras 40 d'une chape 4. La garniture peut translater suivant la direction L parallèle à l'axe de roue, de manière à se plaquer contre le disque (non représenté) pour provoquer le freinage. Chaque oreille comporte une face supérieure 32, une face verticale 33 et une face inférieure 34 qui constituent une forme complémentaire avec une face supérieure 42, une face verticale 43, et une face inférieure 44 de la cavité de chape correspondante. Entre la cavité et l'oreille est interposé un guide 2. En dessous de chaque oreille, est ménagé une surface de butée 35 en regard de laquelle se trouve la portion inférieure de reprise d'appui 21 et la surface de reprise d'appui transversal du bras de chape 45.
La figure 5 détaille une perspective du guide de glissement 2 monté dans une des deux cavités du bras de chape et accroché au moyen de deux pattes 27 au bras de chape 40, et d'une languette 24.
La figure 6 représente une vue de dessous d'une garniture freinage 3 montée sur un étrier fixe 5. De manière classique, le frein de véhicule automobile à étrier fixe comporte un disque, une paire de garnitures de freinage 30 disposées de part et d'autre du disque et dotées chacune de deux oreilles 31 montées coulissantes dans une cavité 51 ménagée dans un étrier fixe 5 coiffant chacune des garnitures ainsi que la partie du disque correspondante. L'étrier comporte des moyens d'actionnement pour provoquer le coulissement des garnitures de freinage contre le disque, typiquement une ou plusieurs paires de pistons, répartis des deux côtés du disque.
Sur la figure 7 relative à une coupe suivant un plan comprenant les directions V et T, perpendiculaire à l'axe de roue d'un tel frein, on a représenté une garniture de freinage 3 dotée de deux oreilles 31, chacune logées dans une cavité 51 pratiquée dans l'étrier 5. La garniture peut translater suivant la direction L parallèle à l'axe de roue, de manière à se plaquer contre le disque (non représenté) pour provoquer le freinage. Chaque oreille comporte une face supérieure 32, une face verticale 33 et une face inférieure 34 qui constituent une forme complémentaire avec une face supérieure 52, une face verticale 53, et une face inférieure 54 de la cavité d'étrier correspondante. Entre la cavité et l'oreille est interposé un guide 1. En dessous de chaque oreille, est ménagé une surface de butée 35 en regard de laquelle se trouve la portion inférieure de reprise d'appui 11 et la surface de reprise d'appui transversal 55 d’étrier.
Dans chaque mode de réalisation, le contact entre le système composé par la surface de butée sous l'oreille 35, la portion inférieure de reprise d'appui 11, 21 et la surface de reprise d'appui transversal 45, 55 est amorti au moyen des deux revêtements qui diminuent la raideur locale permettent un découplage vibratoire entre les éléments précités du système.
En termes de fabrication, l'invention se définit également par un procédé de fabrication d'un guide de glissement de garniture de freinage tel que décrit précédemment.
Ce procédé comporte au moins les étapes suivantes : - La sélection d'une feuille d'acier à ressort, - La découpe et mise en forme de la feuille par estampage et emboutissage de manière à obtenir une lamelle comportant d’une part la portion incurvée 10 et d’autre part au moins la première couche 110a, 210a de la portion de reprise d’appui 11, 21, - Le revêtement d’une face ou des deux faces d’au moins la partie constituant ladite première couche au moyen d'un matériau amortissant, formant ainsi la deuxième couche 110b, 210b de ladite la portion de reprise d'appui 11.
Ou bien, en alternative, - La sélection d'une feuille d'acier à ressort, - La découpe et mise en forme de la feuille par estampage et emboutissage de manière à obtenir une lamelle comportant d’une part la portion incurvée 10 et d’autre part au moins la première couche 110a, 210a de la portion de reprise d’appui 11, 21, - Le pliage en deux d’une partie de la lamelle pour la superposer à la dite première couche et former ainsi la deuxième couche 110a’ de la portion de reprise d'appui 11.
De manière à stabiliser le guide sur la chape ou bien l'étrier, le procédé peut intégrer une étape de découpe de la feuille par estampage pour obtenir une surface d'accroche 26 s'étendant dans le plan de la portion inférieure de reprise d'appui 21 et prolongeant la surface supérieure de glissement 22, ladite surface d'accroche étant dotée de pattes 27. Il en va de même pour la découpe de languettes 14, 24 dans la surface de raccordement 15, 25.
Concernant maintenant l'assemblage d'un frein à disque comportant un guide de glissement conforme à l'un des modes de réalisation de l'invention, on procède à une première étape dans laquelle on verrouille les guides de glissement 1, 2 dans des cavités 41, 51 associées à l'organe fixe 4, 5. Ce verrouillage peut être facilité au moyen de ressorts tels que ceux décrits dans la demande FR3005127. Ensuite, vient une deuxième étape au cours de laquelle on introduit les garnitures de freinage 3 dans les cavités 41, 51 en écartant la surface supérieure de glissement 12, 22 du guide de la surface inférieure de glissement 13, 23 du guide.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples décrits ci-avant et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention.
Nomenclature I, 2 guide de glissement de garniture de freinage 10, 20 portion incurvée du guide de garniture de freinage 12, 22 surface supérieure de glissement 13, 23 surface inférieure de glissement 14, 24 languette d'ancrage 15, 25 surface de raccordement II, 21 portion inférieure de reprise d'appui 26 surface d'accroche 27 pattes d'accroche 28 arête 29 découpe 3 garniture de freinage 31 oreille de garniture de freinage 32 face supérieure de l'oreille 33 face verticale de l'oreille 34 face inférieure de l'oreille 35 surface de butée de la garniture de freinage 4 chape d'étrier 40 bras de chape 41 cavité de bras de chape 42 face supérieure de la cavité de la chape 43 face verticale de la cavité de la chape 44 face inférieure de la cavité de la chape 45 surface de reprise d'appui transversal du bras de chape 5 étrier 51 cavité du corps de l'étrier 52 face supérieure de la cavité d'étrier 53 face verticale de la cavité d'étrier 54 face inférieure de la cavité d'étrier 55 surface de reprise d'appui transversal de l'étrier 110a, 210a première couche, partie de base de la lamelle dans la portion de reprise d’appui 110a’ deuxième couche, partie repliée de la lamelle dans la portion de reprise d’appui 110b, 210b deuxième couche, revêtement adhésif appliqué sur la surface de la portion de reprise d’appui
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Guide de glissement (1, 2) de garniture de freinage comprenant au moins une lamelle métallique comportant, successivement, au moins : une portion de reprise d'appui (11, 21), destinée à être interposée entre une surface de butée ménagée sur la garniture de freinage et une surface de reprise d'appui transversal d'un organe fixe en rotation dans un frein à disque, de façon à transmettre entre lesdites surfaces un appui assurant une fonction de butée tangentielle ; une portion incurvée (10, 20) destinée à être insérée dans une cavité dudit organe fixe accueillant de manière coulissante axialement une oreille de la garniture de freinage, ladite portion incurvée étant dotée d'au moins une surface supérieure de glissement (12, 22) et d'au moins une surface inférieure de glissement (13, 23) ; lesdites surfaces supérieure et inférieure de glissement étant raccordées entre elles par une surface de raccordement (15, 25) et agencées de manière non coplanaire, entre elles et avec la portion de reprise d'appui, pour fournir une fonction de butée radiale assurant un maintien vertical de ladite oreille au sein de l’organe fixe, caractérisé en ce que la portion de reprise d'appui (11, 21) comprend au moins une première couche (110a, 110a, 210a) et au moins une seconde couche (110a’, 110b, 210b), lesdites couches étant à la fois superposées et distinctes et formant ensemble une épaisseur supérieure à celle de ladite lamelle métallique.
- 2. Guide de glissement (1, 2) de garniture de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de reprise d'appui (11, 21) comprend au moins une première couche (110a, 210a) formée par une portion de lamelle métallique et une seconde couche (110b, 210b) formé par au moins un revêtement amortissant qui enduit ladite première couche sur au moins une de ses faces.
- 3. Guide de glissement (1, 2) de garniture de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de reprise d'appui (11, 21) comprend une portion de lamelle métallique repliée sur elle-même pour former deux épaisseurs de lamelles superposées (110a, 110a').
- 4. Guide de glissement (1, 2) de garniture de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de reprise d'appui (11, 21) comprend au moins une portion de lamelle métallique repliée sur elle-même pour former deux épaisseurs de lamelles superposées (110a, 110a'), dont l'une ou les deux comportent au moins un revêtement amortissant (110b) sur sa seule face intérieure à la pliure.
- 5. Guide de glissement (1, 2) de garniture de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend : au moins une portion de reprise d'appui (11,21, 26) présentant une première couche (110a, 110a, 210a) et une deuxième couche (110a', 110b, 210b), et au moins une partie de glissement (12, 22, 13, 23) dont l'épaisseur comporte uniquement la lamelle métallique.
- 6. Guide de glissement (1, 2) de garniture de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier (110a, 210a) et le second (110b, 210b) revêtements amortissants sont choisis dans la liste définies par des mélanges de bitumes, préférentiellement alliés à des résines thermoplastiques telles que les chlorures de polyvinyle, les copolymères d'éthylène-acétate de vinyle, les terpolymères d'éthylène de propylène et d'un diène, et préférentiellement chargés en carbonate de calcium, sulfate de baryum, mica.
- 7. Frein à disque de véhicule automobile comportant une chape (4) dotée de bras (40) coiffant le disque, d'au moins une paire de garnitures de freinage (30) disposées de part et d'autre du disque et dotées chacune d’oreilles (31) montées coulissantes dans une cavité (41) ménagée sur chacun des bras, d'un étrier monté coulissant dans la chape et coiffant chacune des garnitures ainsi que la partie correspondante du disque, l'étrier comportant des moyens d'actionnement pour provoquer le coulissement d'une des deux garnitures de freinage contre le disque, caractérisé en ce qu'un guide de glissement conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6 est interposé entre au moins l'une des oreilles des garnitures de freinage et sa cavité correspondante dans la chape.
- 8. Frein à disque de véhicule automobile comportant au moins une paire de garnitures de freinage (30) disposées de part et d'autre du disque et dotées chacune d’oreilles (31) montées coulissantes axialement dans une cavité (51) ménagée dans un étrier (5) coiffant chacune des garnitures ainsi que la partie correspondante du disque, l'étrier comportant des moyens d'actionnement pour provoquer le coulissement des garnitures de freinage contre le disque, caractérisé en ce qu'un guide de glissement conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6 est interposé entre au moins l’une des oreilles des garnitures de freinage et sa cavité correspondante dans l’étrier.
- 9. Véhicule automobile comportant un frein à disque conforme à l'une des revendications 7 ou 8.
- 10. Procédé de fabrication d'un guide de glissement (1, 2) de garniture de freinage comprenant au moins une lamelle métallique comportant, de façon attenante, au moins : une portion de reprise d'appui (11, 21) destinée à être interposée entre une surface de butée de garniture de freinage et une surface de reprise d'appui transversal d'un organe fixe en rotation dans un frein à disque, une portion incurvée (10, 20) destinée à être insérée dans l'une des cavités de l'organe fixe accueillant de manière coulissante axialement une oreille de la garniture de freinage, ladite portion incurvée étant dotée d'au moins une surface supérieure de glissement (12, 22) et d'au moins une surface inférieure de glissement (13, 23), lesdites surfaces supérieure et inférieure de glissement étant raccordées entre elles par une surface de raccordement (15, 25) et agencées de manière non coplanaire, entre elles et avec la portion de reprise d'appui, pour fournir une fonction de butée radiale assurant un maintien vertical de ladite oreille au sein de l'organe fixe, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : La sélection d'une feuille d'acier à ressort, - La découpe et mise en forme de la feuille par estampage et emboutissage de manière à obtenir une lamelle comportant d’une part la portion incurvée (10) et d’autre part au moins la première couche (110a, 210a) de la portion de reprise d’appui (11, 21), - Le revêtement d’une face ou des deux faces d’au moins la partie constituant ladite première couche au moyen d'un matériau amortissant, formant ainsi la deuxième couche (110b, 210b) de ladite la portion de reprise d'appui (11).
- 11. Procédé de fabrication d'un guide de glissement (1, 2) de garniture de freinage comprenant au moins une lamelle métallique comportant, de façon attenante, au moins : une portion de reprise d'appui (11, 21) destinée à être interposée entre une surface de butée de garniture de freinage et une surface de reprise d'appui transversal d'un organe fixe en rotation dans un frein à disque, une portion incurvée (10, 20) destinée à être insérée dans l'une des cavités de l'organe fixe accueillant de manière coulissante axialement une oreille de la garniture de freinage, ladite portion incurvée étant dotée d'au moins une surface supérieure de glissement (12, 22) et d'au moins une surface inférieure de glissement (13, 23), lesdites surfaces supérieure et inférieure de glissement étant raccordées entre elles par une surface de raccordement (15, 25) et agencées de manière non coplanaire, entre elles et avec la portion de reprise d'appui, pour fournir une fonction de butée radiale assurant un maintien vertical de ladite oreille au sein de l'organe fixe, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : - La sélection d'une feuille d'acier à ressort, - La découpe et mise en forme de la feuille par estampage et emboutissage de manière à obtenir une lamelle comportant d'une part la portion incurvée (10) et d'autre part au moins la première couche (110a, 210a) de la portion de reprise d'appui (11, 21), - Le pliage en deux d'une partie de la lamelle pour la superposer à la dite première couche et former ainsi la deuxième couche (110a') de la portion de reprise d'appui (11).
- 12. Procédé de fabrication d'un guide de glissement selon la revendication 11, caractérisé en ce que le revêtement (110b) est réalisé sur la seule face de la portion de reprise d'appui (11) située du côté intérieur de la pliure (111).
- 13. Procédé de fabrication d'un guide de glissement selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que l'étape de revêtement comprend l'enduction d'au moins une face de la portion inférieure de reprise d'appui avec un mélange de bitumes et/ou une ou plusieurs résine thermoplastiques telles que les chlorures de polyvinyle, les copolymères d'éthylène-acétate de vinyle, les terpolymères d'éthylène de propylène et d'un diène, préférentiellement chargées en carbonate de calcium, sulfate de baryum, mica, ladite enduction étant notamment suivie par une vulcanisation.
- 14. Procédé d'assemblage d'un frein à disque selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8 ou comprenant un ou plusieurs guides de glissement conformes à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape au cours de laquelle on insère et/ou verrouille lesdits guides de glissement (1, 2) dans des cavités (41, 51) associées à l'organe fixe (4, 5) dudit frein. - une étape au cours de laquelle on introduit les garnitures de freinage (3) dans les cavités (41, 51), notamment en écartant la surface supérieure de glissement (12, 22) de la surface inférieure de glissement (13, 23) du guide.
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