WO2016135118A1 - Frein a disque comportant au moins un ressort perfectionne de rappel elastique d'un patin de freinage, ressort de rappel elastique, kit de remplacement et procede de montage - Google Patents

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

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WO2016135118A1
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WO
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brake
return spring
braking
spring
pad
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PCT/EP2016/053725
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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, for example by riveting.
  • 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 trim plate which:
  • braking pad carries 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 fixed support between an active front position in which said friction face bears against the associated brake track of the disk, and an inoperative rear position in which said friction face is spaced axially from said associated brake track of the disk, a determined set of operation; and which comprises, at each of its two opposite transverse ends, a lateral ear of transverse orientation which is slidably mounted in an associated slide of the fixed support;
  • a fixing portion of the resilient return spring on the fixed support which is connected to the end of a first leg of the elastic return spring;
  • connection branch of axial orientation parallel to the sliding direction of the braking pad, which is extended by an active part fixed on an associated part of the braking pad,
  • said active portion is integral with a side lug of the gland plate.
  • said active part delimits a housing of shape complementary to that of the lateral ear, and the active part is mounted on the lateral ear by insertion of the lateral ear into said housing;
  • the active part is tightly mounted on the lateral ear
  • said active part is shaped into a loop which defines said housing internally;
  • the lateral ear is of rectangular parallelepipedal shape, and said loop comprises a rear plane strand which extends said connection branch and which extends facing a vertical and transverse rear facet of the lateral ear;
  • said loop comprises two flat horizontal strands, upper and lower, each of which extends opposite an upper horizontal facet and a lower horizontal facet of the lateral ear, respectively;
  • said loop comprises two vertical front vertical strands, upper and lower, each of which extends said upper and lower horizontal plane, respectively, and each of which extends opposite a vertical facet before the lateral ear;
  • the lateral ear is provided with a slipper spring which comprises a fastening branch which resiliently clamps the lateral ear to ensure the fixing of the slipper spring) on the lateral ear;
  • the fixing leg of the shoe spring cooperates with a vertical front facet of the side ear and with a face vis-à-vis said rear plane strand;
  • the pad spring In mounted position on the side ear, the pad spring locks the active part in position on the side ear;
  • 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 which comprises:
  • a fixing portion of the resilient return spring on the fixed support which is connected to the end of a first leg of the elastic return spring;
  • a connecting branch of axial orientation parallel to the direction of sliding of the braking pad which is extended by an active part fixed on an associated part of the braking pad
  • 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.
  • the invention also proposes a method of mounting a spring according to the invention on a disk brake according to the invention, characterized in that it comprises the successive steps of:
  • - 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 a perspective view illustrating the mounting of a resilient return spring according to the invention on a radial lug of a brake shoe, before mounting an associated shoe spring;
  • Figure 7 is a perspective view similar to that of Figure 6, after mounting the associated shoe spring;
  • FIG. 8 is a view of the components illustrated in Figure 7, according to another angle of view.
  • 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 18 and the upper bottom 33 of the housing 28, a bottom 34 of vertical orientation, which is interposed between the lug 26 of the brake pad and the vertical bottom 30, and a resilient holding flange which is arranged under the lug 26 of the brake pad 18.
  • 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
  • the brake pad 18 comprises two opposing mounting side lugs 26 each of which is received in a housing, or slide, 28 associated with an associated arm of the yoke or fixed support 14.
  • each lug 26 is of generally rectangular parallelepipedal shape and is delimited vertically by an upper planar facet 26S of horizontal and axial general orientation and by a lower plane facet 261 of horizontal and axial general orientation.
  • Each lug 26 is also delimited axially by a front plane facet 26F of vertical and transverse general orientation, and by a rear plane facet 26B of general vertical and transverse orientation.
  • Each lateral lug 26 extends in the extension of the gland plate 19 and the axial distance separating the facets 26F and 26B is here equal to the axial thickness of the gland plate 19.
  • 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 diagrammatically show a spring 100 for mounting the braking pad 18, also called a radial spring or "snail spring", capable of equipping the lugs 26 with a braking pad 18 for the mounting and guiding of the braking pad 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 leg 102 which cooperates with a lower horizontal bottom 35 of the associated slide and which biases the upper horizontal facet 26S of the ear 26 bearing vertically upwards against the bottom.
  • horizontal 33 superior vis-à-vis the slide 28.
  • the spring 100 of the shoe is commonly called “snail spring” and it comprises an upper branch 104 bearing support under the horizontal lower facet 261 of the lug 26 of the brake shoe 18
  • This branch 104 is part of a securing branch, or clip, 106 which resiliently clips the ear 26 to ensure the attachment of the shoe spring 100 to 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 shoe spring 100 finally has a free leg 110 which extends the lower sliding leg 102 and which closes the profile so as to avoid interlacing the stored springs before assembly.
  • 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 piston 46 stops urging the rear braking pad 18, the return of the braking pads 18, from their active position to their inactive position, is generally caused by the rotation of the disc 12 which "pushes" each brake pad 18 to its inactive position.
  • 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, called the attachment portion, in the general shape of a tab of fixing 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 an unrepresented rivet which extends through a circular hole 53 of the fastening lug 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 a "new" initial state, that is to say before any plastic deformation of the plies Pi.
  • 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 material strip is between 0.5 and 0.5
  • the material is a reference stainless steel X2CrNbCu21 or reference 304L (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 braking pad 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 response time of the braking system remains constant regardless of the wear of the friction lining 24.
  • the elastic return spring 48 is plastically deformed and, like the worn braking pad 18, it must be replaced.
  • the resilient 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. 7.
  • 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.
  • the intermediate plate 120 has a face intended to be in contact directly or indirectly with the piston.
  • the elastic return spring 48 for mounting and fixing an elastic return spring 48 on the braking pad 18, the elastic return spring 48 has an active portion 62 which is mounted directly on an associated lateral ear of the door plate. - pad 19.
  • the active portion 62 delimits an inner recess 64 of rectangular "concave” parallelepiped shape complementary to the shape of the lateral ear 26.
  • the active part 62 in the form of a "loop” is mounted on the lateral ear by insertion of the transverse lateral ear 26 in the housing 64.
  • the active portion 62 is for example mounted slightly tight on the side ear.
  • the active portion 62 is shaped into a "loop" shaped rectangular ring which internally delimits the housing 64 and surrounds the side ear on its four facets.
  • the lateral lug 26 is of rectangular parallelepipedal shape, and the loop has a rear plane strand 62B which extends the connecting branch B4, which extends in a vertical plane orthogonal to that of the connecting branch B4, and which extends in front of the rear vertical and transverse facet 26B of the lateral ear 26.
  • the loop has two flat horizontal strands, upper 62S and lower 621 respectively, each of which extends opposite an upper horizontal facet 26S and a lower horizontal facet 261 of the lateral ear 26, respectively.
  • the loop has two vertical front vertical strands, upper 62FS and lower
  • the upper vertical front plane strand 62FS is divided into two portions spaced transversely to have a larger bearing surface.
  • the lateral lug 26 is here provided with a slipper spring 100 whose attachment branch 106 elastically clamps the lateral lug 26 to ensure the fixing of the slipper spring 100 on the lateral lug 26.
  • the attachment branch 106 cooperates on the one hand with the vertical front facet 26F of the lateral lug 26 and, on the other hand , with a face 63 vis-à-vis the rear plane strand 62B.
  • the pad spring 100 locks the active part 62 in position on the lateral lug 26.
  • the active part 62 in the form of a loop is a rigid shape, obtained by cutting and then folding, which surrounds the lateral ear of the braking pad.
  • the axial stiffness, for optimizing the performance of the elastic return spring, is guaranteed by minimizing the bending radii at the interface with the lateral ear of the braking pad.
  • the described design and mounting method makes it possible to ensure that an elastic return spring does not accidentally escape, once the brake shoe has been mounted in the fixed support.
  • the elastic return spring is integral with the pad.
  • the branch B1 is represented in a truncated manner, the invention not being limited to any particular mode of design of the fixing portion of the elastic return spring 48 on the support fixed 14.
  • This assembly and this assembly also allow a series assembly and maintenance, during a change of braking pad.
  • 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 a pair of resilient return springs 48 constituting a pair of compression springs. elastic return paired with the associated brake shoe.
  • 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. which then locks the elastic return spring 48.

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 de rappel élastique (48) comporte une branche (B4) de raccordement qui se prolonge par une partie active (62) fixée sur une partie associée du patin de freinage (18), caractérisé en ce que ladite partie active (62) est solidaire d'une oreille latérale (26) de la plaque porte garniture (19).

Description

FREIN A DISQUE COMPORTANT AU MOINS UN RESSORT PERFECTIONNE DE RAPPEL
ELASTIQUE D'UN PATIN DE FREINAGE, RESSORT DE RAPPEL ELASTIQUE, KIT DE
REMPLACEMENT ET PROCEDE DE MONTAGE
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, par exemple par rivetage.
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 porte-garniture 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 qui comporte, à chacune de ses deux extrémités transversales opposées, une oreille latérale d'orientation transversale qui est montée coulissante dans une coulisse associée du support fixe ;
- et au moins un ressort de rappel élastique du patin de freinage vers sa position inactive comportant :
- une portion de fixation du ressort de rappel élastique sur le support fixe qui est reliée à l'extrémité d'une première branche du ressort de rappel élastique ;
- une branche de raccordement, d'orientation axiale parallèle à la direction de coulissement du patin de freinage, qui se prolonge par une partie active fixée sur une partie associée du patin de freinage,
caractérisé en ce que ladite partie active est solidaire d'une oreille latérale de la plaque porte garniture.
Selon d'autres caractéristiques du frein à disque :
- ladite partie active délimite un logement de forme complémentaire de celle de l'oreille latérale, et la partie active est montée sur l'oreille latérale par insertion de l'oreille latérale dans ledit logement ;
- la partie active est montée serrée sur l'oreille latérale ;
- ladite partie active est conformée en une boucle qui délimite intérieurement ledit logement ;
- l'oreille latérale est de forme parallélépipédique rectangle, et ladite boucle comporte un brin plan arrière qui prolonge ladite branche de raccordement et qui s'étend en regard d'une facette verticale et transversale arrière de l'oreille latérale ;
- ladite boucle comporte deux brins horizontaux plans, supérieur et inférieur, dont chacun s'étend en regard d'une facette horizontale supérieure et d'une facette horizontale inférieure de l'oreille latérale, respectivement ;
- ladite boucle comporte deux brins plans avant verticaux, supérieur et inférieur dont chacun prolonge ledit brin horizontal plan supérieur et inférieur respectivement, et dont chacun s'étend en regard d'une facette verticale avant de l'oreille latérale ; - l'oreille latérale est munie d'un ressort de patin qui comporte une branche de fixation qui pince élastiquement l'oreille latérale pour assurer la fixation du ressort de patin) sur l'oreille latérale ;
- la branche de fixation du ressort de patin coopère avec une facette verticale avant de l'oreille latérale et avec une face en vis-à-vis dudit brin plan arrière ;
- en position montée sur l'oreille latérale, le ressort de patin verrouille la partie active en position sur l'oreille latérale ;
- le ressort de rappel élastique comporte des moyens de 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 qui comporte :
- une portion de fixation du ressort de rappel élastique sur le support fixe qui est reliée à l'extrémité d'une première branche du ressort de rappel élastique ;
- une branche de raccordement, d'orientation axiale parallèle à la direction de coulissement du patin de freinage qui se prolonge par une partie active fixée sur une partie associée du patin de freinage,
caractérisé en ce que ladite partie active délimite un logement de forme complémentaire de celle d'une oreille latérale de la plaque porte garniture du patin de freinage pour monter la partie active sur l'oreille latérale par insertion de l'oreille latérale dans ledit logement
Selon d'autres caractéristiques du ressort :
- ladite partie active est conformée en une boucle qui délimite intérieurement ledit logement ; - le ressort comporte des moyens de rattrapage d'un jeu d'usure d'une garniture de friction du patin de freinage, qui sont 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 selon l'invention sur un frein à disque selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives de :
a) montage d'un ressort de rappel élastique sur une oreille latérale d'un patin de freinage ;
b) montage d'un ressort de patin sur ladite oreille latérale munie du ressort de rappel élastique ;
c) montage du patin de freinage dans le support fixe.
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 en perspective illustrant le montage d'un ressort de rappel élastique selon l'invention sur une oreille radiale d'un patin de freinage, avant le montage d'un ressort de patin associé ;
- la figure 7 est une vue en perspective analogue à celle de la figure 6, après le montage du ressort de patin associé ;
- la figure 8 est une vue des composants illustrés à la figure 7, selon un autre angle de vue.
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 frein 18 et le fond supérieur 33 du logement 28, un fond 34 d'orientation verticale, qui est interposée entre l'oreille 26 du patin de frein et le fond vertical 30, et une aile élastique de maintien qui est agencée sous l'oreille 26 du patin de frein 18.
La glissière 32 comporte ainsi un fond 34 d'orientation 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.
Le patin de frein 18 comporte deux oreilles 26 latérales opposées de montage dont chacune est reçue dans un logement, ou coulisse, 28 associé d'un bras associé de la chape ou support fixe 14.
Comme représenté aux figures 3A et 3B, chaque oreille 26 est de forme générale parallélépipédique rectangle et elle est délimitée verticalement par une facette plane supérieure 26S d'orientation générale horizontale et axiale et par une facette plane inférieure26l d'orientation générale horizontale et axiale.
Chaque oreille 26 est aussi délimitée axialement par une facette plane avant 26F d'orientation générale verticale et transversale, et par une facette plane arrière 26B d'orientation générale verticale et transversale. Chaque oreille latérale 26 s'étend dans le prolongement de la plaque porte- garniture 19 et la distance axiale séparant les facettes 26F et 26B est ici égale à l'épaisseur axiale de la plaque porte-garniture 19.
De manière non limitative, chaque oreille latérale 26 peut être équipée d'un ressort dit de montage, du type de celui décrit et représenté dans le document FR-A1-2.925.636 et dont un 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 ou "ressort escargot", susceptible d'équiper les oreilles 26 d'un patin de freinage 18 pour le montage et le guidage du patin de freinage 18 dans les coulisses axiales associées 28 du support fixe 14, avec, ou non, la présence de glissières 32.
De manière connue, chaque ressort 100 de patin comporte une branche inférieure 102 de glissement qui coopère avec un fond horizontal inférieur 35 de la coulisse associée et qui sollicite la facette horizontale supérieure 26S de l'oreille 26 en appui verticalement vers le haut contre le fond horizontal 33 supérieur en vis-à-vis de la coulisse 28.
Selon la conformation illustrée, le ressort 100 de patin est communément appelé "ressort escargot" et il comporte une branche supérieure 104 prenant appui sous la facette inférieure horizontale 261 de l'oreille 26 du patin de freinage 18
Cette branche 104 fait partie d'une branche de fixation, ou agrafe, 106 qui pince élastiquement l'oreille 26 pour assurer la fixation du ressort 100 de patin sur l'oreille 26.
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 ressort de patin 100 comporte enfin une branche libre 110 qui prolonge la branche inférieure 102 de glissement et qui ferme le profil de manière à éviter l'entrelacement des ressorts stockés avant montage. Le patin de freinage 18 est ainsi monté coulissant selon 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 détail.
Un ressort de rappel élastique 48 se présente sous la forme d'une bande métallique, par exemple en acier, de section rectangulaire dont la largeur s'étend verticalement et qui réalisée par exemple par découpe, emboutissage et pliage d'une tôle 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 8 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 7.
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.
La plaque intermédiaire 120 comporte une face destinée à être en contact directement ou indirectement, avec le piston.
Selon l'invention, pour le montage et la fixation d'un ressort de rappel élastique 48 sur le patin de freinage 18, le ressort de rappel élastique 48 comporte une partie active 62 qui est montée directement sur une oreille latérale associée de la plaque porte- garniture 19.
Comme on peut le voir aux figures 6 à 8, la partie active 62 délimite un logement interne 64 de forme parallélépipédique rectangle "concave" complémentaire de la forme de l'oreille latérale 26. La partie active 62, en forme de « boucle » est montée sur l'oreille latérale par insertion de l'oreille latérale transversale 26 dans le logement 64.
La partie active 62 est par exemple montée légèrement serrée sur l'oreille latérale.
La partie active 62 est conformée en une "boucle" en forme d'anneau rectangulaire qui délimite intérieurement le logement 64 et qui entoure l'oreille latérale sur ses quatre facettes.
L'oreille latérale 26 est de forme parallélépipédique rectangle, et la boucle comporte un brin plan arrière 62B qui prolonge la branche de raccordement B4, qui s'étend dans un plan vertical orthogonal à celui de la branche de raccordement B4, et qui s'étend en regard de la facette verticale et transversale arrière 26B de l'oreille latérale 26.
La boucle comporte deux brins horizontaux plans, supérieur 62S et inférieur 621 respectivement, dont chacun s'étend en regard d'une facette horizontale supérieure 26S et d'une facette horizontale inférieure 261 de l'oreille latérale 26, respectivement.
La boucle comporte deux brins plans avant verticaux, supérieur 62FS et inférieur
62FI respectivement, dont chacun prolonge le brin horizontal plan supérieur 62S et le brin horizontal plan inférieur 621 respectivement, et dont chacun s'étend en regard de la facette verticale avant 26F de l'oreille latérale 26.
Le brin plan avant vertical supérieur 62FS est divisé en deux parties espacées transversalement pour disposer d'une plus grande surface d'appui.
L'oreille latérale 26 est ici munie d'un ressort de patin 100 dont la branche 106 de fixation pince élastiquement l'oreille latérale 26 pour assurer la fixation du ressort de patin 100 sur l'oreille latérale 26.
Du fait du montage de la partie active 62 du ressort de rappel élastique 48 sur l'oreille latérale 26, la branche 106 de fixation coopère d'une part avec la facette verticale avant 26F de l'oreille latérale 26 et, d'autre part, avec une face 63 en vis-à-vis du brin plan arrière 62B.
Du fait de la conformation du ressort de patin 100 et de la partie active 62 du ressort de rappel élastique 48, et comme on peut le voir aux figures, en position montée sur l'oreille latérale 26, le ressort de patin 100 verrouille la partie active 62 en position sur l'oreille latérale 26.
La partie active 62 en forme de boucle est une forme rigide, obtenue par découpage puis pliage, qui entoure l'oreille latérale du patin de freinage. La rigidité axiale, pour l'optimisation des performances du ressort de rappel élastique, est garantie par la minimisation des rayons de pliage à l'interface avec l'oreille latérale du patin de freinage.
La conception et le mode de montage décrits permettent de garantir le non échappement accidentel d'un ressort de rappel élastique, une fois le patin de freinage monté dans le support fixe.
Après le montage du ressort de patin 100, et même si le patin de freinage n'est pas monté dans le support fixe, le ressort de rappel élastique est solidaire du patin.
Ainsi, lors de la manipulation d'un patin de freinage équipé de ses ressorts 48 et 100 (en usine ou en kit de remplacement), il n'y a pas de risques de démontage accidentel et de pertes des ressorts.
Comme on peut le voir sur les figures 6 à 8, la branche Bl est représentée de manière tronquée, l'invention n'étant pas limitée à un quelconque mode particulier de conception de la portion de fixation du ressort de rappel élastique 48 sur le support fixe 14.
L'assemblage et le montage en usine s'effectue selon le procédé suivant en effectuant successivement les étapes de:
a) montage des glissières opposées 32 ;
b) montage d'un ressort de rappel élastique 48 sur une oreille latérale 26 d'un patin de freinage 18 ;
c) montage d'un ressort de patin 100 sur ladite oreille munie du ressort de rappel élastique 48;
d) montage du patin de freinage dans le support fixe 14.
Ce montage et cet assemblage permettent aussi un assemblage en série et la maintenance, lors d'un changement de patin de freinage.
Les deux ressorts équipant un patin de freinage à ses deux extrémités transversales opposées ne sont pas identiques. Un ensemble ou kit de remplacement d'un jeu usagé de patins de freinage 18 comporte, pour chaque patin de freinage, un patin de freinage 18 neuf proprement dit équipé d'une une paire de ressorts de rappel élastique 48 constituant une paire de ressorts de rappel élastique appariés au patin de freinage associé.
Si le patin de freinage est du type équipé de ressorts de montage de patin 100, le kit de remplacement comporte, pour chaque patin de freinage, un patin neuf équipé de ses deux ressorts de patin 100, un pour chacune de ses deux oreilles radiales 26 qui verrouille alors le ressort de rappel élastique 48.

Claims

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 porte-garniture (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 qui comporte, à chacune de ses deux extrémités transversales opposées, une oreille latérale (26) d'orientation transversale qui est montée coulissante dans une coulisse (28) associée du support fixe (14) ;
- et au moins un ressort de rappel élastique (48) du patin de freinage (18) vers sa position inactive comportant :
- une portion de fixation (50) du ressort de rappel élastique (48) sur le support fixe (14) qui est reliée à l'extrémité d'une première branche (Bl) du ressort de rappel élastique (48) ;
- une branche (B4) de raccordement, d'orientation axiale parallèle à la direction de coulissement du patin de freinage, qui se prolonge par une partie active (62) fixée sur une partie associée du patin de freinage (18),
caractérisé en ce que ladite partie active (62) est solidaire d'une oreille latérale (26) de la plaque porte garniture (19).
2. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie active (62) délimite un logement (64) de forme complémentaire de celle de l'oreille latérale (26), et en ce que la partie active (62) est montée sur l'oreille latérale par insertion de l'oreille latérale (26) dans ledit logement (64).
3. Frein à disque selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie active (62) est montée serrée sur l'oreille latérale.
4. Frein à disque selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite partie active (62) est conformée en une boucle qui délimite intérieurement ledit logement (64).
5. Frein à disque selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'oreille latérale (26) est de forme parallélépipédique rectangle, et en ce que ladite boucle comporte un brin plan arrière (62B) qui prolonge ladite branche de raccordement (B4) et qui s'étend en regard d'une facette verticale et transversale arrière (26B) de l'oreille latérale (26).
6. Frein à disque selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite boucle comporte deux brins horizontaux plans, supérieur (62S) et inférieur (621), dont chacun s'étend en regard d'une facette horizontale supérieure (26S) et d'une facette horizontale inférieure (261) de l'oreille latérale (26), respectivement.
7. Frein à disque selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite boucle comporte deux brins plans avant verticaux, supérieur (62FS) et inférieur (62FI) dont chacun prolonge ledit brin horizontal plan supérieur (62S) et inférieur (621) respectivement, et dont chacun s'étend en regard d'une facette verticale avant (26F) de l'oreille latérale (26).
8. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'oreille latérale (26) est munie d'un ressort de patin (100) qui comporte une branche (106) de fixation qui pince élastiquement l'oreille latérale (26) pour assurer la fixation du ressort de patin (100) sur l'oreille latérale (26).
9. Frein à disque selon la revendication 8 prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que la branche (106) de fixation du ressort de patin
(100) coopère avec une facette verticale avant (26F) de l'oreille latérale (26) et avec une face (63) en vis-à-vis dudit brin plan arrière (62B).
10. Frein à disque selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que, en position montée sur l'oreille latérale (26), le ressort de patin (100) verrouille la partie active (62) en position sur l'oreille latérale (26).
11. Frein à disque (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort de rappel élastique (48) comporte des moyens de rattrapage d'un jeu d'usure (J2) de la garniture de 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).
12. 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.
13. 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.
14. Ressort (48) de rappel élastique axial d'un patin de freinage (18), d'un frein à disque (12), vers une position inactive, dans lequel le ressort de rappel élastique (48) comporte :
- une portion de fixation (50) du ressort de rappel élastique (48) sur le support fixe (14) qui est reliée à l'extrémité d'une première branche (Bl) du ressort de rappel élastique (48) ;
- une branche (B4) de raccordement, d'orientation axiale parallèle à la direction de coulissement du patin de freinage (18), qui se prolonge par une partie active (62) fixée sur une partie associée du patin de freinage (18),
caractérisé en ce que ladite partie active (62) délimite un logement (64) de forme complémentaire de celle d'une oreille latérale (26) de la plaque porte garniture (19) du patin de freinage (18) pour monter la partie active (62) sur l'oreille latérale (26) par insertion de l'oreille latérale (26) dans ledit logement (64).
15. Ressort selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite partie active
(62) est conformée en une boucle qui délimite intérieurement ledit logement (64).
16. Ressort selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de rattrapage d'un jeu d'usure (J2) 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).
17. Ressort selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il est réalisé en une seule pièce par découpe et formage d'une feuille de matériau.
18. Kit de remplacement pour un frein à disque de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un patin de freinage (18) et deux ressorts (48) de rappel élastique appariés audit patin de freinage (18).
19. Kit de remplacement selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comporte de plus deux ressorts (100) de montage du patin de freinage dans le frein à disque.
20. Procédé de montage d'un ressort selon la revendication 14 sur un frein à disque selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives de :
a) montage d'un ressort de rappel élastique (48) sur une oreille latérale (26) d'un patin de freinage (18) ;
b) montage d'un ressort de patin (100) sur ladite oreille latérale (26) munie du ressort de rappel élastique (48);
c) montage du patin de freinage (18) dans le support fixe (14).
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