WO2016135117A1 - Frein a disque comportant au moins un ressort de rappel elastique d'un patin de freinage, ressort de rappel elastique, kit de remplacement et procede de montage - Google Patents

Frein a disque comportant au moins un ressort de rappel elastique d'un patin de freinage, ressort de rappel elastique, kit de remplacement et procede de montage Download PDF

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brake
braking
pin
return spring
pad
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PCT/EP2016/053724
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Alexandre FOUCOIN
Didier MONTEGU
Xavier Labarre
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Foundation Brakes France
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    • F16D55/227—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads in which the common actuating member is moved axially, e.g. floating caliper disc brakes the axial movement being guided by one or more pins engaging bores in the brake support or the brake housing by two or more pins
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    • F16D65/54—Slack adjusters mechanical self-acting in one direction for adjusting excessive play by means of direct linear adjustment

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle disc brake.
  • the invention relates in particular to a disk brake including a resilient return spring of a brake shoe comprises means for compensating for the wear of a friction lining of the brake shoe.
  • the invention relates for example to a motor vehicle disc brake of the type described and shown in the French patent application FR-A1-3,004,500 which comprises:
  • a brake disk which extends in a plane transverse to an axis of axial orientation of rotation of the disk
  • At least one braking pad each of which comprises a friction lining whose transverse friction face cooperates with an associated braking track of the disk, the braking pad being mounted sliding axially in the support between an active front position in which said face friction is in abutment against the associated annular track of the disk, and an inoperative rear position in which said friction face is spaced axially from said associated annular track of the disk, a determined set of operation;
  • At least one elastic return spring of the braking shoe to its inactive position which is for example interposed between the braking pad and the support.
  • the sliding of the brake pads to their active position is controlled by a piston.
  • the two braking pads strongly pinch the disc to slow its rotation. The braking operation is thus an active operation.
  • the braking pads are pushed back to their idle position by the rotating disk. It is therefore a passive operation.
  • the disc may not push the brake pads back with enough force to drive them away from the disc. This may for example occur when the sliding of the brake pads is of insufficient quality or seized, or if the design creates "restitution".
  • each of the annular tracks of the latter nevertheless rubs permanently against the friction lining carried by the associated brake shoe.
  • the friction linings thus undergo premature non-functional wear.
  • This permanent friction also causes the appearance of a residual torque which opposes the rotation of the disc. This increases the consumption of the vehicle, while decreasing the performance of the vehicle.
  • the aforementioned document proposes a disk brake in which the elastic return spring comprises means for compensating for a set of wear of the friction lining of the braking pad which deform plastically when the stroke of the braking pad to its active position is greater than said determined set of operation.
  • the elastic return spring which is interposed between the fixed support of the disk brake and an associated braking pad, comprises at least one axially oriented section which is elastically deformable by traction between a rest state and a state of maximum elongation whose value is equal to the determined set of operation, the spring comprising at least one plastically deformable section, under the effect of an axial tensile force, forming said means of catching the wear clearance, this plastically deformable section being shaped to be elongated plastically when the stroke of the braking pad to its active position is greater than the determined set of operation.
  • the elastic return spring comprises a fixing portion of the elastic return spring on the fixed support, and a rigid, generally axially oriented connecting branch, the free end portion of which is shaped to cooperate with the brake shoe associated.
  • the free end section is fixed on the braking pad.
  • a disk brake which comprises:
  • a brake disk which extends in a plane transverse to an axis of axial orientation of rotation of the disk
  • At least one braking pad which comprises a vertical transverse plate which carries a friction lining of which a transverse friction face cooperates with an associated braking track of the disk, the braking pad being mounted sliding axially in the fixed support between a position active front in which said friction face bears against the associated brake track of the disc, and an inactive rear position in which said friction face is axially spaced from said associated brake track of the disc, a determined set of operation ;
  • a connecting branch of axial orientation parallel to the sliding direction of the braking pad, which comprises an active tab which extends in a plane orthogonal to the direction of axial sliding of the braking pad to be fixed on a part associated brake pad,
  • said tab comprises a housing which receives a cylindrical portion of said free end section
  • said housing is open laterally for the mounting of said tab by radial engagement on said cylindrical portion;
  • said tab is shaped as a retaining toothed washer for its axial mounting by elastic interlocking on said cylindrical portion;
  • the tab is said active tab, and said pin is carried by the brake pad;
  • the tab is said bracket, and said pin is carried by the fixed support; said cylindrical portion is a radial groove of said free end portion of the pin;
  • said pin has a radial collar for axial positioning of the pin on the part which carries it;
  • the pin is pressed axially force into a complementary hole formed in the part that carries it;
  • said housing is a circular hole
  • the pawn is a cylindrical pawn
  • the free end section of said axially oriented pin has a chamfered head;
  • the resilient return spring comprises means for compensating a set of wear of the brake shoe friction lining, which deforms plastically when a travel of the braking shoe to its active braking position is superior to said determined game of operation;
  • the elastic return spring is formed in one piece by cutting and forming a sheet of material
  • said branch is a rigid branch formed in a strip which extends in a plane parallel to an axial plane.
  • the invention proposes an axial elastic return spring of a braking pad to an inactive position, which comprises:
  • a fixing portion of the elastic return spring, on a fixed support of the disk brake in the form of a fastening tab which is connected to the end of a first branch of the elastic return spring and which extends in a plane orthogonal to the direction of axial sliding of the brake shoe, to be fixed on an associated part of a fixed support (14) of the disc brake;
  • a connecting branch of axial orientation parallel to the sliding direction of the braking pad, which comprises an active tab which extends in a plane orthogonal to the direction of axial sliding of the braking pad to be fixed on a part associated brake pad,
  • At least one of said lugs comprises a housing which receives a cylindrical portion of a free end section of an axially oriented pin on which said at least one lug is fixed by interlocking.
  • said housing is open laterally for mounting said tab by radial engagement on said cylindrical portion, wherein said tab is shaped as a retaining toothed washer for its axial mounting by elastic engagement on said cylindrical portion.
  • the active tab is fixed by radial engagement on a pin carried by the brake pad, and the fixing lug is fixed by elastic interlocking in the axial direction on a pin carried by said fixed support;
  • the spring comprises means for compensating a set of wear of a friction lining of the braking shoe, which are interposed between said fixing portion and said connecting branch, and which deform plastically when a stroke of braking shoe, in an axial direction of displacement to an active braking position, is greater than a determined set of operation;
  • the spring is made in one piece by cutting and forming a sheet of material.
  • the invention proposes a replacement kit for a motor vehicle disc brake according to the invention, characterized in that it comprises at least one braking pad and two resilient return springs matched to said braking pad each of which is made according to the invention. the invention.
  • the replacement kit may further include two springs for mounting the brake pad in the disc brake.
  • - Figure 1 is an exploded perspective view showing a disk brake comprising an example of a resilient spring in one piece according to the state of the art
  • - Figure 2 is a front view which shows the fixed support of the disc brake of Figure 1 provided with slides for receiving elastic return springs of an associated brake shoe;
  • FIG. 3A is a diagrammatic perspective view illustrating an exemplary embodiment in which each lug of a braking pad is equipped with a spring
  • Figure 3B is a detail view of the representation in Figure 3A;
  • FIG. 4 is a partial perspective view illustrating the assembly of a brake pad with a radial spring in an arm of a yoke forming a fixed support with an added slide;
  • FIG. 5 is a detailed perspective view showing a resilient return spring of the plastically deformable one-piece braking shoe according to a design alternative;
  • FIG. 6 is an end axial view illustrating a disc brake equipped with a resilient return spring of a brake shoe according to the invention, in the mounted position and fixed spring;
  • FIG. 7 is a perspective view of a pin for fixing or connecting the elastic return spring illustrated in FIG. 6;
  • FIGS. 8 and 9 are perspective views of the design illustrated in Figure 6 and which show the successive steps of mounting the resilient return spring on the disc brake.
  • the axial orientation "A" is directed from back to front, parallel to an axis "B" of rotation of the disc 12.
  • the horizontal plane is defined as a transverse axial plane.
  • FIG. 1 diagrammatically shows a disc brake 10 of a motor vehicle. This is a disk brake 10 called “floating caliper” or “sliding caliper”.
  • the disk brake comprises a disk 12 which is rotatably mounted about an axially oriented axis "B" of rotation.
  • the disc 12 is secured in rotation with a wheel (not shown) of the motor vehicle.
  • the disc brake 10 comprises a support 14, also called clevis, which is fixedly mounted relative to the chassis (not shown) of the vehicle.
  • the fixed support 14 overlaps a peripheral edge 16 of the disc 12.
  • Two opposing brake pads 18, rear and front are mounted sliding axially in the fixed support 14 on either side of the disc 12.
  • the two braking pads 18, rear and front have a structure and an arrangement on the fixed support 14 which are identical in symmetry with respect to a median vertical transverse plane.
  • the rear brake pad 18 is in the form of a vertical transverse plate 19 friction lining support.
  • the rear brake pad 18 has a front face 20, which is oriented towards a rear face 22 opposite the disk 12 which is in the form of an annular track.
  • the front face 20 carries a friction lining 24 whose transverse face and vertical front friction 25 is adapted to cooperate with the face 22 of the disc 12.
  • Each of the opposite transverse ends of the braking pad 18 comprises a lateral lug 26 which is slidably mounted, with play, in an associated slide 28 of an associated arm 27 of the yoke or fixed support 14.
  • Each slide 28 is of axial orientation and has, in section by a vertical and transverse plane orthogonal to the axes A and B, a form of "C" open transversely to the associated lateral lug 26 of the brake pad 18.
  • the slide 28 is delimited transversely by a bottom 30 of axial orientation and generally vertical. In addition to the vertical bottom 30, the slide is defined by an upper horizontal bottom 33 and a lower horizontal bottom 35, both of axial orientation.
  • a slide 32 is interposed transversely between each lateral lug 26 and the associated slide 28.
  • Each slideway 32 is a lamellar element formed by a leaf spring with a "C" section which matches the walls of the associated slide 28 (see in particular FIG. 4).
  • the slide has an upper sliding and support wing, of generally horizontal orientation, which is interposed between the lug 26 of the brake pad 8 and the upper bottom 33 of the housing 28, a bottom 34 of vertical orientation, which is interposed between the lug 26 of the braking shoe and the vertical bottom 30, and a resilient holding lug which is arranged under the lug 26 of the braking shoe 8.
  • the slide 32 thus has a bottom 34 of vertical and axial orientation which is arranged facing the vertical bottom 30 of the slide 28.
  • the slide 32 allows a determined degree of movement of the braking pad 18 in the fixed support 14, that is to say, generally but in a non-limiting manner, an axial sliding movement, and a transverse sliding movement accompanying the rotation. of the disc 12, during a braking action.
  • each lateral ear 26 may be equipped with a so-called mounting spring of the type described and shown in document FR-A1-2.925.636, an example of which is illustrated in detail in FIGS. 3A and 3B. and 4.
  • FIG. 4 illustrates the assembly of a mounting spring on a lateral ear 26 and the mounting of the ear thus equipped in an associated slideway 32.
  • FIGS. 3A, 3B and 4 schematically show a spring 100 for mounting the braking pad 18, also called the radial spring, capable of equipping the lugs 26 with a braking pad 18 for mounting and guiding the braking shoe 18 in the associated axial slides 28 of the fixed support 14, with or without the presence of slides 32.
  • each pad spring 100 comprises a lower sliding branch 102 which cooperates with a lower horizontal bottom 35 of the associated slide. and which solicits an upper horizontal facet of the lug 26 bearing vertically upwards against the upper horizontal bottom 33 opposite the slide 28.
  • the spring 100 of the shoe is commonly called “snail spring” and it comprises a branch 104 bearing against a lower horizontal facet of the lug 26 of the braking pad 18, this branch 104 forming part of a branch fixation, or clip, 106 which elastically clips the ear 26 to ensure the fixing of the spring 100 pad on the ear 26.
  • the shoe spring 100 further comprises a curved limb 108 which connects the fastening branch 106 to the lower sliding branch 102, essentially ensuring the elasticity of the slipper spring 100.
  • the braking pad 18 is thus slidably mounted in an axial direction, parallel to the axis of rotation B of the disk 12, in the fixed support 14 over an operating stroke between:
  • the clamping of the braking pads 18, from their inactive position to their active position is controlled by a brake caliper 36 of the disk brake 10.
  • the stirrup 36 comprises a roof 38 which extends axially above the fixed support 14 by covering it and two rear wings 40 and 42 which extend radially from the rear end edges and before the vault 38 towards the axis "B".
  • the front wing 42 extends opposite the front brake pad 18, and the rear wing 40 extends opposite the rear brake pad 18.
  • the yoke 36 is here mounted to slide axially relative to the fixed support 14 by means of two parallel guide columns 44, each of which is slidably received in an associated axial bore 45 of the fixed support 14.
  • the rear flange 40 of the caliper 36 carries at least one axial piston 46, a transverse front face of support is likely, during a braking operation, to cooperate with the transverse face vis-à-vis rear brake shoe 18 to bias it axially forward, to exert an axial force of clamping the front transverse friction face 25 of the friction lining 24 bearing against the face 22 facing the disc 12.
  • the yoke 36 slides axially rearwardly and, in a symmetrical manner, the front wing 42 urges the braking pad 18 forward to clamp the rear transverse friction face 25 of the friction lining 24 of the braking pad 18 before bearing against the front face 22 opposite the disc 12.
  • the disc brake 10 is equipped with elastic return means of the braking shoe 18 to its inactive position.
  • These elastic return means are made in the form of resilient return springs which are interposed between the braking pad 18 and the fixed support 14.
  • the disc brake 10 comprises, by way of nonlimiting example, four elastic return springs 48, also called “spacer” springs, each of which - without limitation - is here arranged between an arm 27 of the fixed support 14 and a lateral ear associated with a brake shoe 18.
  • a braking pad 18, rear or front is here associated with two resilient return springs 48 each of which cooperates with the plate 19 friction lining.
  • the four springs 48 of elastic return are of the same overall design and they are arranged in the same way on the fixed support 14. The principle of design of only one of these springs 48 of elastic return of the braking pad Rear 18 will be described here in detail.
  • An elastic return spring 48 is in the form of a metal strip, for example of steel, of rectangular section whose width extends vertically and which is made for example by cutting, stamping and folding of a steel sheet. stainless of constant thickness.
  • an elastic return spring 48 comprises a first portion 50, referred to as a fixing portion, generally in the form of a fastening tab 52 of the spring 48 on the fixed support 14, which is connected to the end of a first rigid branch B1 and which extends in an orthogonal plane to be fixed on an associated part of the fixed support 14, for example by riveting by means of a not shown rivet which extends through a circular hole 53 of the bracket 52.
  • the elastic return spring 48 is successively extended by three other rigid straight branches B2, B3 and B4 respectively.
  • the first branch B1 has its proximal end connected to a bend, while its distal end is located axially out of the slide 28 to be connected to the second rigid branch B2.
  • the second rigid branch B2 is connected to the first rigid branch B1 by a first deformable ply PI.
  • the second rigid branch B2 is shaped in a strip in the extension of the first rigid branch B1.
  • the first elbow-shaped ply PI constitutes a plastically deformable zone, this portion is mechanically weakened, here by means of a window or light F1 which is here a rectangular-shaped open cut-out.
  • the third rigid branch B3 is connected to the second rigid branch B2 by a second plastically deformable fold P2.
  • the second fold P2 is a bent portion of the web of material having a window F2.
  • the fourth branch B4 is connected to the third rigid branch B3 by a third plastically deformable fold P3.
  • the third fold P3 comprises a window F3 similar to the windows F1 and F2.
  • the fourth rigid branch B4 is rectilinear and of general axial orientation parallel to the first rigid branch B1 and it is extended here by a front free end section intended to be connected directly to the associated brake shoe 18.
  • the free end end section is here made by extending the constituent band Bi branches.
  • the free end end portion of the resilient return spring 48 is shaped as an active tab 62 which is bent at right angles to act directly on a screwed-in portion. -vis the friction lining plate ( Figure 1) or to be directly attached to an associated portion of the brake pad 18 ( Figure 5), and for example its plate 19 friction lining.
  • the active tab 62 extends in an orthogonal plane to be fixed on an associated part of the braking pad, for example by riveting by means of a not shown rivet which extends to through a circular hole 63 of the active tab 62.
  • the elastic return spring 48 is shown in an initial state
  • the first branch B1 and the fourth rigid branch B4 are substantially parallel to each other and axially oriented by being arranged at a transverse distance from one another.
  • the first and fourth rigid branches B1 and B4 are always substantially parallel, axially oriented and spaced apart from each other substantially in the same direction. distance, while the three Pi folds were plastically deformed.
  • the thickness of the web of material is between 0.5 and 0.8 millimeters and the material is a reference stainless steel X2CrNbCu21 or 304L reference (X2CrNil8-9 / X2CrNil9-ll).
  • the maximum displacement corresponding to a maximum wear "J2" is equal to about 14 millimeters.
  • the braking pad 18 drives the branch B4 of the elastic return spring 48 so as to elastically tension the elastic return spring 48 between the fixing portion 50 fixed to the fixed support 14, and the branch B4 connected to the brake shoe 18.
  • the elastically deformable portions of the resilient return spring 48 then reach their maximum elongation state.
  • Pi folds deform, first elastically, then plastically.
  • the front transverse face of the friction lining 24 of the braking pad 18 is further spaced, with respect to the associated annular face or track of the disk 12, by a distance equal to the clearance "J2" of wear.
  • the braking pad 18 continues its axial stroke to its active position.
  • the plies Pi are then plastically deformed, the elastic deformations of the plastically deformable parts being negligible compared to their plastic deformation.
  • the braking pad 18 is returned to its inactive position by the elastically deformable parts which resume their rest state.
  • the braking pad 18 is thus again spaced from the disk 12 by a distance equal to the only set "Jl” determined operation; the play "J2" of wear having been absorbed by the plastic deformation of plastically deformable folds Pi.
  • the elastic return spring 48 thus ensures that the braking pad 18 is returned to its inactive position.
  • plastically deformable folds PI makes it possible to prevent the clamping force to be exerted by the piston 46 to actuate the braking pad 18 towards its active position to become too high.
  • the elastic return spring 48 is plastically deformed and, like the worn braking pad 18, it must be replaced.
  • the elastic return spring comprises, in an integrated manner, the active tab 62 intended to "act” on the braking pad, and in particular on the stuffing plate 19.
  • the transverse trim plate 19 is provided with an intermediate plate 120.
  • the equipment of the stuffing plate 19 with such a functional intermediate plate 120 is known, and for example illustrated in FIG. 9 with a plate of elastomeric material 122.
  • the plate 120 is a metal plate, for example made of stainless steel, or of rigid material which is interposed axially between the friction lining support plate 19 and a disk brake member acting on the braking pad such as for example the piston .
  • the plate 120 is axially secured to the braking pad, for example by means of rivets 124.
  • the intermediate plate 120 has a face 121 intended to be in contact directly or indirectly with the piston.
  • the pin 350a, 350f has a symmetry of revolution about its axis.
  • the pin 350a, 350f comprises a cylindrical section 352 for its mounting on the associated part which carries it (arm 27 of the fixed support 14 or trim plate 19), which is chamfered and which is axially pressed into a complementary hole (not shown) of the associated part.
  • each pin 350a, 350f extends generally in the axial direction corresponding to the direction of sliding of the braking pad 18.
  • the pin 350a, 350f comprises a radial flange 354, of larger diameter than the mounting portion 352, a radial annular face 355 of which is a stop face which determines the mounted axial position of the pin 350a, 350f on the associated piece which door (arm 27 of the fixed support 14 or trim plate 19).
  • the pin 350a, 350f comprises a free end section 356 of outside diameter substantially equal to that of the flange 352 and which comprises here, without limitation, a radial groove 358 which is defined axially by the other annular face 360 of the radial flange 352 and by an annular face facing each other 362.
  • the free end of the section 356 is shaped as a chamfered head 364.
  • the free end portion of the fixing lug 52 is here shaped into a retaining toothed washer 366 with radial lamellae or claws 368 which extend radially from the edge of the hole 53, which are elastically deformable and able to be deformed. received in the radial groove 358 of the fixing pin 350f (See Figures 6 and 9).
  • the bracket 52 is adapted to be fixed on the arm 27 of the fixed support 14 by axial interlocking and by elastic deformation of the toothed washer with claws.
  • the fixing pin 350f is axially pressed into a complementary bore - with the same axial direction as the machining and drilling operations for producing the bores receiving the balusters 44.
  • the spring 48 is thus secured to the fixed support 14 and the spring 48 resists at the moment generated by the tensile force of the spring.
  • the end portion of the active tab 62 is designed in the form of a fork 368 open radially in the transverse direction.
  • the hole 63 is open radially to delimit two lateral teeth 370.
  • the active tab 62 is adapted to be fixed on the brake shoe 18 by lateral engagement of the fork 368 on the active pin 350a, in the lateral groove 358 (see Figures 6 and 9).
  • the active pin 350a is pressed axially into a complementary hole made during the manufacture of the lining plate 19.
  • the active lug 62 of the spring 48 can then be "slipped” into the radial groove 358 of the pin 350a.
  • the braking pad is thus made “integral” with the spring 48 in the axial direction.
  • This assembly and this assembly also allow a series assembly and maintenance, during a change of braking pad.
  • the elastic return spring 48 is mounted and "cocked" when the brake is assembled.
  • the spring 48 subjected to the displacement force of the braking pad 18, undergoes a moment of rotation about the radial axis, at its interface with the fixed support 14, as well as the axial translation force allowing the return of the brake pad to its so-called inactive position.
  • This design allows a quick assembly of the elastic return spring 48 on the brake. It minimizes functional surfaces on the spring. Only one pawn model is needed.
  • the two springs equipping a braking pad at its two opposite transverse ends are identical.
  • An assembly or kit for replacing a worn set of brake pads 18 comprises, for each brake pad, a nine brake pad 18 itself equipped with its active pins 350a, and at least one set of two elastic return springs. 48.
  • the replacement kit comprises, for each braking pad, a new pad equipped with its two pad springs 100, one for each of its two radial ears. .

Landscapes

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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 (48) une patte de fixation (52) qui s'étend dans un plan orthogonal à la direction de coulissement axial du patin de freinage (18), pour être fixée sur une partie du support fixe (14), une patte active (62) qui s'étend dans un plan pour être fixée sur une partie associée du patin de freinage (18), caractérisé en ce qu'au moins une desdites pattes (52, 62) est fixée par emboîtement sur un tronçon d'extrémité libre d'un pion (350a, 350f) d'orientation axiale.

Description

"FREIN A DISQUE COMPORTANT AU MOINS UN RESSORT DE RAPPEL ELASTIQUE D'UN PATIN DE FREINAGE, RESSORT DE RAPPEL ELASTIQUE, KIT DE REMPLACEMENT ET
PROCEDE 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. 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 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 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 ».
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.
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 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 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.
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 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 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 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.
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 rappel ne comporte pas de tronçon déformable plastiquement.
BREF RESUME DE L'INVENTION
Afin de remédier à cet inconvénient, l'invention propose un 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 ;
- au moins un patin de freinage qui comporte une plaque transversale verticale qui porte 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 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 piste de freinage associée du disque, d'un jeu déterminé de fonctionnement ;
- 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 en forme d'une patte de fixation qui est reliée à l'extrémité d'une première branche du ressort de rappel élastique et qui s'étend dans un plan orthogonal à la direction de coulissement axial du patin de freinage, pour être fixée sur une partie associée du support fixe ;
- une branche de raccordement, d'orientation axiale parallèle à la direction de coulissement du patin de freinage, qui comporte une patte active qui s'étend dans un plan orthogonal à la direction de coulissement axial du patin de freinage pour être fixée sur une partie associée du patin de freinage,
caractérisé en ce qu'au moins une desdites pattes est fixée par emboîtement sur un tronçon d'extrémité libre d'un pion d'orientation axiale.
Se l o n d'a utres ca ra cté ri sti q ues d u fre i n à d isq ue :
- ladite patte comporte un logement qui reçoit une portion cylindrique dudit tronçon d'extrémité libre ;
- ledit logement est ouvert latéralement pour le montage de ladite patte par emboîtement radial sur ladite portion cylindrique ;
- ladite patte est conformée en une rondelle dentée de retenue pour son montage axial par emboîtement élastique sur ladite portion cylindrique ;
- la patte est ladite patte active, et ledit pion est porté par le patin de freinage ;
- la patte est ladite patte de fixation, et ledit pion est porté par le support fixe ; - ladite portion cylindrique est une gorge radiale dudit tronçon d'extrémité libre du pion ;
- ledit pion comporte une collerette radiale de positionnement axial du pion sur la pièce qui le porte ;
- le pion est emboîté axialement à force dans un trou complémentaire formé dans la pièce qui le porte ;
- ledit logement est un trou circulaire ;
- le pion est un pion cylindrique ;
- le tronçon d'extrémité libre dudit pion d'orientation axiale comporte une tête chanfreinée ; - le ressort de rappel élastique comporte des moyens de 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 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.
L'invention propose un ressort de rappel élastique axial d'un patin de freinage vers une position inactive, qui comporte :
- une portion de fixation du ressort de rappel élastique, sur un support fixe du frein à disque, en forme d'une patte de fixation qui est reliée à l'extrémité d'une première branche du ressort de rappel élastique et qui s'étend dans un plan orthogonal à la direction de coulissement axial du patin de freinage, pour être fixée sur une partie associée d'un support fixe (14) du frein à disque ;
- une branche de raccordement, d'orientation axiale parallèle à la direction de coulissement du patin de freinage, qui comporte une patte active qui s'étend dans un plan orthogonal à la direction de coulissement axial du patin de freinage pour être fixée sur une partie associée du patin de freinage,
caractérisé en ce que au moins une desdites pattes comporte un logement qui reçoit une portion cylindrique d'un tronçon d'extrémité libre d'un pion d'orientation axiale sur lequel ladite au moins une patte est fixée par emboîtement. De plus, ledit logement est ouvert latéralement pour le montage de ladite patte par emboîtement radial sur ladite portion cylindrique, ou ladite patte est conformée en une rondelle dentée de retenue pour son montage axial par emboîtement élastique sur ladite portion cylindrique.
Selon d'autres caractéristiques du ressort de rappel élastique :
- la patte active est fixée par emboîtement radial sur un pion porté par le patin de freinage, et la patte de fixation est fixée par emboîtement élastique selon la direction axiale sur un pion porté par ledit support fixe ; - le ressort comporte des moyens de rattrapage d'un jeu d'usure d'une garniture de friction du patin de freinage, qui sont 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 ;
- 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 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.
L'invention propose encore un procédé de montage d'un ressort sur un frein à disque caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives de :
- a) montage des glissières opposées ;
- b) montage d'un patin de freinage ;
- c) montage d'au moins un ressort de rappel élastique en emboîtant radialement la patte active sur le pion actif associé, puis en emboîtant axialement la patte de fixation sur le pion de fixation associé.
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 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 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 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 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 une seule pièce déformable plastiquement selon une alternative de conception ;
- la figure 6 est une vue axiale en bout illustrant un frein à disque équipé d'un ressort de rappel élastique d'un patin de freinage selon l'invention, en position montée et fixée du ressort ;
- la figure 7 est une vue en perspective d'un pion de fixation ou de raccordement du ressort de rappel élastique illustré à la figure 6 ;
- les figures 8 et 9 sont des vues en perspective de la conception illustrée à la figure 6 et qui représentent les étapes successives de montage du ressort de rappel élastique sur le frein à disque.
DESCRIPTION DETAILLEEE DES FIGURES Dans la suite de la description, des éléments présentant 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.
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 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 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) 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 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.
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 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 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 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 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.
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 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 freinagel8 et le fond supérieur 33 du logement 28, un fond 34 d'orientation verticale, qui est interposée entre l'oreille 26 du patin de freinage et le fond vertical 30, et une aile élastique de maintien qui est agencée sous l'oreille 26 du patin de freinagel8.
La glissière 32 comporte ainsi un fond 34 d'orientation 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 coulissement axial, et un mouvement de coulissement transversal accompagnant la rotation du disque 12, lors d'une action de freinage.
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 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, un ressort 100 de montage du patin de freinage 18, aussi appelé ressort radial, 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 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 une facette horizontale supérieure de l'oreille 26 en appui 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 104 prenant appui sous une facette inférieure horizontale de l'oreille 26 du patin de freinage 18, cette branche 104 faisant 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.
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.
Le patin de freinage 18 est ainsi monté coulissant selon 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
- 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 "Jl".
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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 freinage arrière 18 sera donc décrit ici en détails.
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 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 première branche rigide Bl 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 d'orientation axiale Bl, le ressort de rappel élastique 48 se prolonge successivement par trois autres branches rigides rectilignes B2, B3 et B4 respectivement.
La première branche Bl a son extrémité proximale reliée à un coude, tandis que son extrémité distale est située axialement hors de la coulisse 28 pour être reliée à la deuxième branche rigide B2.
La deuxième branche rigide B2 est reliée à la première branche rigide Bl par un premier pli PI déformable.
Comme la première branche Bl, la deuxième branche rigide B2 est conformée en une bande dans le prolongement de la première branche rigide Bl.
De façon à ce que le premier pli PI en forme de coude constitue une zone déformable plastiquement, cette portion est affaiblie mécaniquement, ici au moyen d'une fenêtre ou lumière Fl qui est ici une découpe débouchante de forme rectangulaire.
De la même manière, la troisième branche rigide B3 est 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 branche rigide B3 par un troisième pli déformable plastiquement P3.
Le troisième pli P3 comporte une fenêtre F3 analogue aux fenêtres Fl et F2.
La quatrième branche rigide B4 est rectiligne et d'orientation générale axiale parallèle à la première branche rigide Bl 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 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 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 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 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 Bl et la 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 quatrième branches rigide Bl 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 comprise entre 0,5 et 0,8 millimètre et le matériau est un acier inoxydable de référence X2CrNbCu21 ou de référence 304L (X2CrNil8-9 / X2CrNil9-ll).
A titre d'exemple, le déplacement maximal correspondant à une usure maximale « J2 » est égal à environ 14 millimètres.
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 "Jl" déterminé de fonctionnement.
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 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.
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.
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 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.
Le patin de freinage 18 est ainsi à nouveau écarté du disque 12 d'une distance égale au seul jeu "Jl" 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 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 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 "Jl" de fonctionnement constant entre le patin de freinage 18 en position inactive et le 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, 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.
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 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 9 avec de plus une plaque en matériau élastomère 122.
Les fonctions et rôles de ce type de plaque intermédiaire 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 que par exemple le piston. La plaque 120 est solidaire axialement du patin de freinage, par exemple au moyen de rivets 124.
La plaque intermédiaire 120 comporte une face 121 destinée à être en contact directement ou indirectement, avec le piston.
Pour le montage et la fixation d'un ressort de rappel élastique 48 d'une part sur le support fixe 14 et d'autre part sur le patin de freinage 18, il est fait appel à deux pions cylindriques, ici identiques, 350f et 350a dont la conception sera décrite en détails en référence à la figure 7.
Le pion 350a, 350f présente une symétrie de révolution autour de son axe.
Le pion 350a, 350f comporte un tronçon cylindrique 352 pour son montage sur la pièce associée qui le porte (bras 27 du support fixe 14 ou plaque porte-garniture 19), qui est chanfreiné et qui est emboîté axialement à force dans un trou complémentaire (non représenté) de la pièce associée.
Ainsi, comme on peut le voir aux figures 6, 8 et 9, en position montée, chaque pion 350a, 350f s'étend globalement selon la direction axiale correspondant à la direction de coulissement du patin de freinage 18.
Le pion 350a, 350f comporte une collerette radiale 354, de plus grand diamètre que le tronçon de montage 352, dont une face annulaire radiale 355 est une face de butée qui détermine la position axiale montée du pion 350a, 350f sur la pièce associée qui le porte (bras 27 du support fixe 14 ou plaque porte-garniture 19).
Au-delà de la collerette 352, le pion 350a, 350f comporte un tronçon d'extrémité libre 356 de diamètre extérieur sensiblement égal à celui de la collerette 352 et qui comporte ici, à titre non limitatif, une gorge radiale 358 qui est délimitée axialement par l'autre face annulaire 360 de la collerette radiale 352 et par une face annulaire en vis-à-vis 362.
L'extrémité libre du tronçon 356 est conformée en une tête chanfreinée 364.
La portion d'extrémité libre de la patte de fixation 52 est ici conformée en une rondelle dentée de retenue 366 avec des lamelles radiales ou griffes 368 qui s'étendent radialement à partir du bord du trou 53, qui sont déformables élastiquement et aptes à être reçues dans la gorge radiale 358 du pion de fixation 350f (Voir figures 6 et 9). Grâce à cette conception, la patte de fixation 52 est apte à être fixée sur le bras 27 du support fixe 14 par emboîtement axial et par déformation élastique de la rondelle dentée à griffes.
A l'interface avec la chape ou support fixe 14, le pion de fixation 350f est emboîté axialement à force dans un perçage complémentaire - de même direction axiale que les usinages et perçages pour la réalisation des alésages recevant les colonnettes 44.
La forme de rondelle élastique d'arrêt - réalisée lors de la réalisation du ressort 48 - permet un assemblage puis "l'emprisonnement" de la patte de fixation sur le pion.
Le ressort 48 est ainsi rendu solidaire du support fixe 14 et le ressort 48 résiste au moment engendré par l'effort de traction du ressort.
La portion d'extrémité de la patte active 62 est conçue en forme d'une fourche 368 ouverte radialement selon la direction transversale. A cet effet, le trou 63 est ouvert radialement pour délimiter deux dents latérales 370.
Grâce à cette conception, la patte active 62 est apte à être fixée sur le patin de freinage 18 par emboîtement latéral de la fourche 368 sur le pion actif 350a, dans la gorge latérale 358 (Voir figures 6 et 9).
A son interface avec le patin de freinage 18, le pion actif 350a est emboîté axialement à force dans un trou complémentaire réalisé lors de la fabrication de la plaque porte-garniture 19. La patte active 62 du ressort 48 peut alors être "glissée" dans la gorge radiale 358 du pion 350a. Soumis à un effort dans l'axe du piston, le patin de freinage est ainsi rendu "solidaire" du ressort 48 dans la direction axiale.
L'assemblage et le montage en usine s'effectue selon le procédé suivant :
a) montage des glissières opposées 32 ;
b) montage du patin de freinage 18, équipé le cas échéant de ses deux ressorts radiaux 100 ;
c) montage d'au moins un ressort de rappel élastique 48 en emboîtant radialement la patte active 62 sur le pion actif associé 350a, puis en emboîtant axialement la patte de fixation 52 sur le pion de fixation associé 350f. Le ressort de rappel élastique 48 est monté et fixé entre le support fixe 14 et le patin de freinage 18. Cet assemblage est suffisamment raide afin de ne pas générer d'élasticité parasite et donc de restitution supplémentaire du patin de freinage 18.
Ce montage et cet assemblage permettent aussi un assemblage en série et la maintenance, lors d'un changement de patin de freinage.
Afin de faciliter l'assemblage, le test de coulissement du frein en fin de ligne et la maintenance, le ressort de rappel élastique 48 est monté et "armé" quand le frein est assemblé.
Le ressort 48, soumis à l'effort de déplacement du patin de freinage 18, subit un moment de rotation autour de l'axe radial, à son interface avec le support fixe 14, ainsi que l'effort de translation axial permettant le retour du patin de freinage vers sa position dite inactive.
Cette conception permet un assemblage rapide du ressort de rappel élastique 48 sur le frein. Elle minimise les surfaces fonctionnelles sur le ressort. Un seul modèle pion est nécessaire.
Les deux ressorts équipant un patin de freinage à ses deux extrémités transversales opposées sont identiques.
Un ensemble ou kit de remplacement d'un jeu usagé de patins de freinage 18 comporte, pour chaque patin de freinage, un patin de freinage 18 neuf proprement dit équipé de ses pions actifs 350a, et au moins un jeu de deux ressorts de rappel élastique 48.
Si le patin de freinage est du type équipé de ressorts de 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.

Claims

REVENDICATIONS
1. Frein à disque (10) de véhicule automobile qui comporte:
- un disque (12) de frein qui s'étend dans un plan 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 (19) qui 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 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 (Jl) déterminé de fonctionnement ;
- et au moins un ressort de rappel élastique (48) du patin de freinage (18) vers sa position inactive comportant :
- une portion de fixation (50) du ressort de rappel élastique (48) sur le support fixe (14) en forme d'une patte de fixation (52) qui est reliée à l'extrémité d'une première branche (Bl) du ressort de rappel élastique (48) et qui s'étend dans un plan orthogonal à la direction de coulissement axial du patin de freinage (18), pour être fixée sur une partie associée du support fixe (14) ;
- une branche (B4) de raccordement, d'orientation axiale parallèle à la direction de coulissement du patin de freinage, qui comporte une patte active (62) qui s'étend dans un plan orthogonal à la direction de coulissement axial du patin de freinage (18) pour être fixée sur une partie associée du patin de freinage,
caractérisé en ce qu'au moins une desdites pattes (52, 62) est fixée par emboîtement sur un tronçon d'extrémité libre (356) d'un pion (350a, 350f) d'orientation axiale.
2. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite patte (52, 62) comporte un logement (53, 63) qui reçoit une portion cylindrique (358) dudit tronçon d'extrémité libre (356).
3. Frein à disque selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit logement (63) est ouvert latéralement pour le montage de ladite patte (62) par emboîtement radial sur ladite portion cylindrique (358).
4. Frein à disque selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite patte (52) est conformée en une rondelle dentée de retenue (368) pour son montage axial par emboîtement élastique sur ladite portion cylindrique (356).
5. Frein à disque selon la revendication 3, caractérisé en ce que la patte est ladite patte active (62), et en ce que ledit pion (350a) est porté par le patin de freinage (18).
6. Frein à disque selon la revendication 4, caractérisé en ce que la patte est ladite patte de fixation (52), et en ce que ledit pion (350f) est porté par le support fixe (14).
7. Frein à disque selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite portion cylindrique est une gorge radiale (358) dudit tronçon d'extrémité libre (356) du pion (350a, 350f).
8. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit pion comporte une collerette radiale de positionnement axial du pion sur la pièce qui le porte.
9. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pion (350a, 350f) est emboîté axialement à force dans un trou complémentaire formé dans la pièce (18, 14) qui le porte.
10. Frein à disque selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit logement (53, 63) est un trou circulaire.
11. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pion (350a, 350f) est un pion cylindrique.
12. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tronçon d'extrémité libre (356) dudit pion (350a, 350f) d'orientation axiale comporte une tête chanfreinée (364).
13. 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 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 (Jl).
14. Frein à disque (10) selon la revendication 1, 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.
15. Frein à disque (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite branche (Bl, B4) est une branche rigide conformée en une bande qui s'étend dans un plan parallèle à un plan axial.
16. 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 :
- une portion de fixation (50) du ressort de rappel élastique (48), sur un support fixe (14) du frein à disque, en forme d'une patte de fixation (52) qui est reliée à l'extrémité d'une première branche (Bl) du ressort de rappel élastique (48) et qui s'étend dans un plan orthogonal à la direction de coulissement axial du patin de freinage (18), pour être fixée sur une partie associée d'un support fixe (14) du frein à disque ;
- une branche (B4) de raccordement, d'orientation axiale parallèle à la direction de coulissement du patin de freinage, qui comporte une patte active (62) qui s'étend dans un plan orthogonal à la direction de coulissement axial du patin de freinage (18) pour être fixée sur une partie associée du patin de freinage,
caractérisé en ce que au moins une desdites pattes (52, 62) comporte un logement (53, 63) qui reçoit une portion cylindrique (358) d'un tronçon d'extrémité libre (356) d'un pion (350a, 350f) d'orientation axiale sur lequel ladite au moins une patte (52, 62) est fixée par emboîtement,
et en ce que ledit logement (63) est ouvert latéralement pour le montage de ladite patte (62) par emboîtement radial sur ladite portion cylindrique (358), ou ladite patte (52) est conformée en une rondelle dentée de retenue (368) pour son montage axial par emboîtement élastique sur ladite portion cylindrique (356).
17. Ressort selon la revendication 16, caractérisé en ce que la patte active (62) est fixée par emboîtement radial sur un pion porté par le patin de freinage (18), et en ce que la patte de fixation (52) est fixée par emboîtement élastique selon la direction axiale sur un pion porté par ledit support fixe (14).
18. Ressort selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de rattrapage d'un jeu d'usure (J2) 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 supérieure à un jeu déterminé de fonctionnement (Jl).
19. Ressort selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il est réalisé en une seule pièce par découpe et formage d'une feuille de matériau.
20. Kit de remplacement pour un frein à disque de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un patin de freinage (18) et deux ressorts (48) de rappel élastique selon l'une quelconque des revendications 16 à 19 appariés audit patin de freinage (18).
21. Kit de remplacement selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comporte de plus deux ressorts (100) de montage du patin de freinage dans le frein à disque.
22. Procédé de montage d'un ressort selon la revendication 17 sur un frein à disque selon les revendications 5 et 6 prises en combinaison, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives de :
- a) montage des glissières opposées (32) ;
- b) montage d'un patin de freinage (18) ;
- c) montage d'au moins un ressort de rappel élastique (48) en emboîtant radialement la patte active (62) sur le pion actif associé (350a), puis en emboîtant axialement la patte de fixation (52) sur le pion de fixation associé (350f).
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