WO1996041966A1 - Frein a disque utilisant un patin sollicite en rotation - Google Patents

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WO1996041966A1
WO1996041966A1 PCT/FR1996/000615 FR9600615W WO9641966A1 WO 1996041966 A1 WO1996041966 A1 WO 1996041966A1 FR 9600615 W FR9600615 W FR 9600615W WO 9641966 A1 WO9641966 A1 WO 9641966A1
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disc
nose
shoe
yoke
stirrup
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PCT/FR1996/000615
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Inventor
Jean-Claude Mery
Jean-Charles Maligne
Original Assignee
Bosch Systemes De Freinage
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/04—Bands, shoes or pads; Pivots or supporting members therefor
    • F16D65/092—Bands, shoes or pads; Pivots or supporting members therefor for axially-engaging brakes, e.g. disc brakes
    • F16D65/095—Pivots or supporting members therefor
    • F16D65/097—Resilient means interposed between pads and supporting members or other brake parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D65/092—Bands, shoes or pads; Pivots or supporting members therefor for axially-engaging brakes, e.g. disc brakes
    • F16D65/095—Pivots or supporting members therefor
    • F16D65/097—Resilient means interposed between pads and supporting members or other brake parts
    • F16D65/0973—Resilient means interposed between pads and supporting members or other brake parts not subjected to brake forces
    • F16D65/0979—Resilient means interposed between pads and supporting members or other brake parts not subjected to brake forces acting on the rear side of the pad or an element affixed thereto, e.g. spring clips securing the pad to the brake piston or caliper

Definitions

  • the present invention relates to a disc brake for a motor vehicle, comprising: two brake elements movable relative to one another, one of which is a caliper straddling a brake disc, and the other of which is a clevis attached to the vehicle; clamping means comprising a stirrup nose formed by a flat conformation of the stirrup arranged opposite a first face of the disc, and a cylinder linked to the stirrup and closed by a piston turned towards a second face of the disc ; guide means allowing the stirrup to slide relative to the yoke under the effect of a stress on the clamping means; and first and second friction pads respectively facing the first and second faces of the disc, sandwiched between the piston and the caliper nose, and moved in an axial direction of the piston by biasing the clamping means until being applied to the disc; each of the two pads having two substantially planar faces, the first of which is partially covered with a friction material, and two lateral ears; the first and second ears of the first shoe cooperating with respective first
  • This difficulty is particularly annoying in the case where the skate is attached to the yoke and / or supposed to be in permanent support on it, a bad position of the skate relative to the yoke then causing under braking a transient regime both noisy and ineffective .
  • the invention is situated in this context and aims to provide a braking device which, although of simple structure, ensures the outer shoe a predetermined and reproducible position relative to the yoke.
  • the brake of the invention is essentially characterized in that the ends of the two main branches of the spring point towards the caliper nose and are in elastic abutment on surfaces d respective support of the caliper nose, in that the support surfaces are inclined both with respect to the axial direction of the piston and with respect to the first face of the disc, and in that the support surfaces have opposite slopes with respect to the axial direction of the piston, so as to partially transform the elastic support of the free ends of the branches of the spring on the bearing surfaces into a torque urging the first shoe in rotation about an axis parallel to the axial direction of the piston
  • the bearing surfaces can be formed by slopes of two respective "V" grooves hollowed out in the nose of the stirrup, and the free ends of the branches of the spring are preferably cut to a point with a rounded end.
  • the characteristics of the invention are particularly useful in a brake such that the first lateral lug of the first pad at least, and the first support of the yoke, have partially complementary profiles ensuring the attachment of the first shoe relative to the yoke, and such that the second lateral ear of the first pad at least, and the second support of the yoke, have respective areas in contact with each other and ensuring permanent support of the first shoe on the yoke.
  • the lateral ears of the first shoe can be rounded.
  • the spring has an additional branch bearing on the stirrup nose to urge the first shoe in translation.
  • FIG. 1 is a top view of a disc brake according to the invention.
  • FIG. 2 is a front view of the disc brake of Figure 1, seen according to the incidence identified by the arrows 2-2 of Figure 1;
  • FIG. 3 is a view similar to that of Figure 2, distinguished only by the fact that it illustrates, in a less complete and more schematic, another embodiment of a disc brake according to l 'invention;
  • FIG. 4 is a partial sectional view taken along arrows 4-4 of Figure 3 and enlarged;
  • FIG. 5 is an enlarged view of the spring illustrated in Figure 3.
  • FIG. 6 is a partial sectional view taken along arrows 6-6 of Figure 3 and enlarged.
  • the invention relates generally to a disc brake, such a brake conventionally comprising: two brake elements movable relative to each other, one of which is a caliper 1 overlapping a brake disc D, the other of which is a yoke 2 fixed to the vehicle; clamping means comprising a stirrup nose 10 constituted by a flat conformation of the stirrup arranged opposite a first face Dl of the disc D, and a cylinder 3 linked to the stirrup 1 and closed by a turned piston 31 towards a second face D2 of the disk D; guide means, such as balusters 11, 12 linked to the stirrup and sliding in bores 21, 22 of the yoke, to allow the stirrup 1 to slide relative to the yoke 2 under the effect of a request for the clamping means; and first and second friction pads 41 and 42.
  • first and second friction pads 41 and 42 are respectively turned towards the first and second faces Dl and D2 of the disc D (FIG. 1), are sandwiched between the piston 31 and the nose 10 of the caliper 1, and are susceptible to d '' be moved in the axial direction A of the piston 31, by an increase in pressure in the cylinder 3, by which the piston 31 on the one hand, and the nose 10 of the caliper 1 on the other hand apply them on the disc D.
  • Each shoe such as 41 or 42, has two substantially flat faces such as 411, 412, and 421, 422, the first of which 411, 421 is partially covered, in a central area, with friction material F (FIG. 1 ).
  • Each shoe further comprises, on either side of this central area, two lateral ears, such as 41a and 41b, the ears of the first shoe at least cooperating with respective supports 23a, 23b of the yoke 2.
  • the first shoe 41 carries, on its second face 412, an elongated spring 5, with two main branches 51 and 52, oriented in a tangential direction of the disc D, intended to ensure the maintenance of the first shoe 41 on the nose d 'caliper 10, and elastically enclosing the caliper nose 10 between respective free ends 510, 520 of its two branches and the second face 412 of this first shoe.
  • the spring 5 is made integral with the second face 412 of the first shoe 41 in a way which prevents any relative rotation of this spring and this shoe, and for example by means of two points of anchoring 53, 54 distant from each other.
  • the ends 510, 520 of the two main branches 51, 52 of the spring 5 point towards the stirrup nose 10 (FIGS. 4 and 6) and are in elastic abutment on respective bearing surfaces 130, 140 of the stirrup nose 10.
  • bearing surfaces 130, 140 are inclined both with respect to the axial direction A of the piston and with respect to the first face Dl of the disc, and have slopes which are opposite with respect to the axial direction A of the piston. , so as to partially transform the elastic support of the free ends 510, 520 of the arms 51, 52 of the spring 5 on the support surfaces 130, 140 into a torque CC urging the first shoe 41 in rotation about an axis X parallel to the axial direction A of the piston, and in this case coincident with the axis of the piston in FIGS. 2 and 3.
  • the bearing surfaces 130, 140 can be suitably formed by slopes of two respective "V" grooves, 13 and 14, hollowed out in the nose of the stirrup 10.
  • the free ends 510, 520 of the main branches 51, 52 of the spring 5 are preferably cut into a point with a rounded end in order to be able to slide better on the bearing surfaces 130, 140.
  • the invention is particularly advantageous in the case, illustrated in FIGS. 2 and 3, where the first lateral lug 41a of the first shoe 41 at least, and the first support 23 a of the yoke 2, have partially complementary profiles ensuring the attachment of the first shoe 41 relative to the yoke 2, and where the second lateral ear 41b of the first shoe 41 to less, and the second support 23b of the yoke 2, have respective areas in contact with each other and ensuring permanent support of the first shoe on the yoke.
  • the couple CC which requests the first shoe 41 in rotation around the axis X has the effect of confirming the maintenance, by the yoke, of each of the two ends of this skate.
  • the lateral ears 41a, 41b of the first pad at least can be rounded.
  • the spring 5 has an additional branch 55 bearing on the stirrup nose 10 to urge the first shoe. 41 in translation and confirm its contacts with the yoke.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

L'invention concerne un frein à disque pour véhicule à moteur, comprenant notamment un étrier (1), une chape (2) fixée au véhicule et un patin (41) disposé entre un nez d'étrier (10) et le disque (D), ce patin (41) étant doté d'un ressort (5) par lequel il se maintient sur le nez d'étrier (10). Selon l'invention, le ressort (5) s'appuie élastiquement sur des surfaces inclinées (130, 140) du nez d'étrier (10), de sorte qu'il subit un couple (C-C) qui le sollicite en rotation autour d'un axe (X) et que son appui sur la chape (2) s'en trouve renforcé.

Description

FREIN A DISQUE UTILISANT UN PATIN SOLLICITE EN ROTATION
La présente invention concerne un frein à disque pour véhicule à moteur, comprenant : deux éléments de frein mobiles l'un par rapport à l'autre, dont l'un est un étrier chevauchant un disque de frein, et dont l'autre est une chape fixée au véhicule; des moyens de serrage comprenant un nez d'étrier constitué par une conformation plane de l'étrier ménagée en regard d'une première face du disque, et un cylindre lié à l'étrier et fermé par un piston tourné vers une seconde face du disque; des moyens de guidage permettant un coulissement de l'étrier par rapport à la chape sous l'effet d'une sollicitation des moyens de serrage; et des premier et second patins de friction respectivement tournés vers les première et seconde faces du disque, enserrés entre le piston et le nez d'étrier, et déplacés suivant une direction axiale du piston par sollicitation des moyens de serrage jusqu'à être appliqués sur le disque; chacun des deux patins présentant deux faces sensiblement planes dont la première est partiellement recouverte d'un matériau de friction, et deux oreilles latérales; les première et seconde oreilles du premier patin coopérant avec des premier et second supports respectifs de la chape; et le premier patin portant, sur sa seconde face, un ressort allongé à deux branches principales, orienté suivant une direction tangentielle du disque, destiné à assurer le maintien du premier patin sur le nez d'étrier, et enserrant élastiquement le nez d'étrier entre des extrémités libres respectives de ses deux branches et la seconde face du premier patin.
Des dispositifs conformes à cette définition, qui englobe un certain nombre de freins à disques, sont bien connus dans l'art antérieur, comme le montrent par exemple les documents US-4 082 166 et EP-A-0 112 255.
L'un des problèmes qui se posent dans les freins à disque, en particulier ceux qui utilisent des patins du type précédemment identifié, réside dans la difficulté de donner au patin, et en particulier au patin dit "extérieur" qui est à distance du piston, une position prédéterminée et reproductible.
Cette difficulté est particulièrement gênante dans le cas où le patin est accroché à la chape et/ou supposé être en appui permanent sur elle, une mauvaise position du patin par rapport à la chape provoquant alors au freinage un régime transitoire à la fois bruyant et inefficace.
L'invention se situe dans ce contexte et a pour but de proposer un dispositif de freinage qui, bien que de structure simple, assure au patin extérieur une position prédéterminée et reproductible par rapport à la chape.
A cette fin, le frein de l'invention, par ailleurs conforme au préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que les extrémités des deux branches principales du ressort pointent vers le nez d'étrier et sont en appui élastique sur des surfaces d'appui respectives du nez d'étrier, en ce que les surfaces d'appui sont inclinées à la fois par rapport à la direction axiale du piston et par rapport à la première face du disque, et en ce que les surfaces d'appui présentent des pentes contraires par rapport à la direction axiale du piston, de manière à transformer partiellement l'appui élastique des extrémités libres des branches du ressort sur les surfaces d'appui en un couple sollicitant le premier patin en rotation autour d'un axe parallèle à la direction axiale du piston Par exemple, les surfaces d'appui peuvent être formées par des versants de deux gorges en "V" respectives creusées dans le nez de l'étrier, et les extrémités libres des branches du ressort sont de préférence taillées en pointe à bout arrondi.
Les caractéristiques de l'invention sont particulièrement utiles dans un frein tel que la première oreille latérale du premier patin au moins, et le premier support de la chape, présentent des profils partiellement complémentaires assurant l'accrochage du premier patin par rapport à la chape, et tel que la seconde oreille latérale du premier patin au moins, et le second support de la chape, présentent des plages respectives en contact l'une avec l'autre et assurant un appui permanent du premier patin sur la chape.
Selon un mode de réalisation possible de l'invention, les oreilles latérales du premier patin peuvent être arrondies.
Quel que soit le mode de réalisation, il peut être avantageux de prévoir en outre que le ressort comporte une branche additionnelle prenant appui sur le nez d'étrier pour solliciter le premier patin en translation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
- la figure 1 est une vue de dessus d'un frein à disque conforme à l'invention;
- la figure 2 est une vue de face du frein à disque de la figure 1, vu suivant l'incidence repérée par les flèches 2-2 de la figure 1;
- la figure 3 est une vue analogue à celle la figure 2, ne s'en distinguant que par le fait qu'elle illustre, de façon moins complète et plus schématique, un autre mode de réalisation d'un frein à disque conforme à l'invention;
- la figure 4 est une vue en coupe partielle réalisée suivant les flèches 4-4 de la figure 3 et agrandie;
- la figure 5 est une vue agrandie du ressort illustré sur la figure 3; et
- la figure 6 est une vue en coupe partielle réalisée suivant les flèches 6-6 de la figure 3 et agrandie.
Comme le montrent notamment les figures 1 et 2, l'invention concerne de façon générale un frein à disque, un tel frein comprenant classiquement : deux éléments de frein mobiles l'un par rapport à l'autre, dont l'un est un étrier 1 chevauchant un disque de frein D, et dont l'autre est une chape 2 fixée au véhicule; des moyens de serrage comprenant un nez d'étrier 10 constitué par une conformation plane de l'étrier ménagée en regard d'une première face Dl du disque D, et un cylindre 3 lié à l'étrier 1 et fermé par un piston 31 tourné vers une seconde face D2 du disque D; des moyens de guidage, tels que des colonnettes 11, 12 liées à l'étrier et coulissant dans des alésages 21, 22 de la chape, pour permettre un coulissement de l'étrier 1 par rapport à la chape 2 sous l'effet d'une sollicitation des moyens de serrage; et des premier et second patins de friction 41 et 42. Ces premier et second patins de friction 41 et 42 sont respectivement tournés vers les première et seconde faces Dl et D2 du disque D (figure 1), sont enserrés entre le piston 31 et le nez 10 de l'étrier 1, et sont suceptibles d'être déplacés suivant la direction axiale A du piston 31, par une augmentation de pression dans le cylindre 3, grâce à laquelle le piston 31 d'une part, et le nez 10 de l'étrier 1 d'autre part les appliquent sur le disque D.
Chaque patin, tel que 41 ou 42, comporte deux faces sensiblement planes telles que 411, 412, et 421, 422, dont la première 411, 421 est partiellement recouverte, dans une plage centrale, d'un matériau de friction F (figure 1).
Chaque patin comporte en outre, de part et d'autre de cette plage centrale, deux oreilles latérales, telles que 41a et 41b, les oreilles du premier patin au moins coopérant avec des supports respectifs 23a, 23b de la chape 2.
En outre, le premier patin 41 porte, sur sa seconde face 412, un ressort allongé 5, à deux branches principales 51 et 52, orienté suivant une direction tangentielle du disque D, destiné à assurer le maintien du premier patin 41 sur le nez d'étrier 10, et enserrant élastiquement le nez d'étrier 10 entre des extrémités libres respectives 510, 520 de ses deux branches et la seconde face 412 de ce premier patin.
Il est important pour l'invention que le ressort 5 soit rendu solidaire de la seconde face 412 du premier patin 41 d'une façon qui interdit toute rotation relative de ce ressort et de ce patin, et par exemple au moyen de deux points d'ancrage 53, 54 distants l'un de l'autre.
Selon l'invention, les extrémités 510, 520 des deux branches principales 51, 52 du ressort 5 pointent vers le nez d'étrier 10 (figures 4 et 6) et sont en appui élastique sur des surfaces d'appui respectives 130, 140 du nez d'étrier 10.
Par ailleurs, ces surfaces d'appui 130, 140 sont inclinées à la fois par rapport à la direction axiale A du piston et par rapport à la première face Dl du disque, et présentent des pentes contraires par rapport à la direction axiale A du piston, de manière à transformer partiellement l'appui élastique des extrémités libres 510, 520 des branches 51, 52 du ressort 5 sur les surfaces d'appui 130, 140 en un couple C-C sollicitant le premier patin 41 en rotation autour d'un axe X parallèle à la direction axiale A du piston, et en l'occurrence confondu avec l'axe du piston sur les figures 2 et 3.
Comme le montrent les figures 4 et 6, les surfaces d'appui 130, 140 peuvent être adéquatement formées par des versants de deux gorges en "V" respectives, 13 et 14, creusées dans le nez de l'étrier 10.
En outre, les extrémités libres 510, 520 des branches principales 51, 52 du ressort 5 sont de préférence taillées en pointe à bout arrondi pour pouvoir mieux glisser sur les surfaces d'appui 130, 140.
L'invention est particulièrement avantageuse dans le cas, illustré sur les figures 2 et 3, où la première oreille latérale 41a du premier patin 41 au moins, et le premier support 23 a de la chape 2, présentent des profils partiellement complémentaires assurant l'accrochage du premier patin 41 par rapport à la chape 2, et où la seconde oreille latérale 41b du premier patin 41 au moins, et le second support 23b de la chape 2, présentent des plages respectives en contact l'une avec l'autre et assurant un appui permanent du premier patin sur la chape.
En effet, dans une telle configuration, dans laquelle le disque D est supposé avoir un sens de rotation privilégié indiqué par la flèche R, le couple C-C qui sollicite le premier patin 41 en rotation autour de l'axe X a pour effet de confirmer le maintien, par la chape, de chacune des deux extrémités de ce patin.
A titre indicatif, et comme montré sur la figure 3, les oreilles latérales 41a, 41b du premier patin au moins peuvent être arrondies.
Quelle que soit la forme de ces oreilles, il peut en outre être avantageux, comme illustré aux figures 2, 3, et 5, que le ressort 5 comporte une branche additionnelle 55 prenant appui sur le nez d'étrier 10 pour solliciter le premier patin 41 en translation et confirmer ses contacts avec la chape.

Claims

REVENDICATIONS
1. Frein à disque pour véhicule à moteur, comprenant : deux éléments de frein (1, 2) mobiles l'un par rapport à l'autre, dont l'un est un étrier (1) chevauchant un disque de frein (D), et dont l'autre est une chape (2) fixée au véhicule; des moyens de serrage comprenant un nez d'étrier (10) constitué par une conformation plane de l'étrier ménagée en regard d'une première face (Dl) du disque, et un cylindre (3) lié à l'étrier et fermé par un piston (31) tourné vers une seconde face (D2) du disque (D); des moyens de guidage (11, 21; 12, 22) permettant un coulissement de l'étrier par rapport à la chape sous l'effet d'une sollicitation des moyens de serrage; et des premier et second patins de friction (41, 42) respectivement tournés vers les première et seconde faces (Dl, D2) du disque, enserrés entre le piston et le nez d'étrier, et déplacés suivant une direction axiale (A) du piston par sollicitation des moyens de serrage jusqu'à être appliqués sur le disque; chacun des deux patins présentant deux faces (411, 412) sensiblement planes dont la première (411) est partiellement recouverte d'un matériau de friction (F), et deux oreilles latérales (41a, 41b); les première et seconde oreilles (41a, 41b) du premier patin (41) coopérant avec des premier et second supports respectifs (23a, 23b) de la chape; et le premier patin (41) portant, sur sa seconde face (412), un ressort allongé (5) à deux branches principales (51, 52), orienté suivant une direction tangentielle du disque, destiné à assurer le maintien du premier patin (41) sur le nez d'étrier (10), et enserrant élastiquement le nez d'étrier entre des extrémités libres respectives (510, 520) de ses deux branches et la seconde face (412) du premier patin, caractérisé en ce que les extrémités (510, 520) des deux branches principales du ressort pointent vers le nez d'étrier et sont en appui élastique sur des surfaces d'appui respectives (130, 140) du nez d'étrier, en ce que les surfaces d'appui (130, 140) sont inclinées à la fois par rapport à la direction axiale (A) du piston et par rapport à la première face (Dl) du disque, et en ce que les surfaces d'appui (130, 140) présentent des pentes contraires par rapport à la direction axiale (A) du piston, de manière à transformer partiellement l'appui élastique des extrémités libres des branches du ressort sur les surfaces d'appui en un couple (C-C) sollicitant le premier patin (41) en rotation autour d'un axe (X) parallèle à la direction axiale (A) du piston.
2. Frein à disque suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites surfaces d'appui (130, 140) sont formées par des versants de deux gorges en "V" respectives (13, 14) creusées dans le nez de l'étrier (10).
3. Frein à disque suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites extrémités libres (510, 520) des branches du ressort (5) sont taillées en pointe à bout arrondi.
4. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première oreille latérale (41a) du premier patin au moins, et le premier support (23 a) de la chape, présentent des profils partiellement complémentaires assurant l'accrochage du premier patin par rapport à la chape, en ce que la seconde oreille latérale (41b) du premier patin au moins, et le second support (23b) de la chape, présentent des plages respectives en contact l'une avec l'autre et assurant un appui permanent du premier patin sur la chape.
5. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les oreilles latérales (41a, 41b) du premier patin au moins sont arrondies.
6. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ressort comporte une branche additionnelle (55) prenant appui sur le nez d'étrier (10).
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