FR2811389A1

FR2811389A1 - Frein a disque perfectionne a rappel et rattrapage d'usure de plaquette par deformation elastique et plastique, et procede

Info

Publication number: FR2811389A1
Application number: FR0008901A
Authority: FR
Inventors: Gilles Berthias
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2002-01-11
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: FR2811389B1

Abstract

L'invention concerne notamment un frein à disque comprenant une chape (1), un disque (2), des plaquettes de frein externe et interne (31, 32), un étrier (4), et un vérin (5) relié à la chape (1), comprenant un cylindre (51) et un piston (52), et susceptible d'être commandé pour appliquer les plaquettes contre le disque, ce frein étant équipé pour assurer au moins un rappel de la plaquette interne à distance du disque, et un rattrapage d'usure de cette plaquette.Selon l'invention, ce rappel et ce rattrapage sont réalisés par une pièce de liaison (6) reliant par exemple le cylindre (51) au piston (52), propre à assurer le rappel de la plaquette interne (32) par déformation élastique, et le rattrapage d'usure de cette plaquette par déformation plastique.

Description

La présente invention concerne, de façon générale, la technique utilisée pour freiner un véhicule automobile, et dans laquelle deux éléments de friction sont appliqués l'un contre l'autre pour absorber une partie au moins de l'énergie cinétique de ce véhicule.

Plus précisément, la présente invention concerne, suivant un de ses aspects, un frein à disque pour véhicule automobile, ce frein comprenant une chape reliée au véhicule, un disque rotatif présentant une face externe et une face interne, des plaquettes de frein externe et interne maintenues fixes en rotation par rapport à la chape et respectivement tournées vers les faces externe et interne du disque, un étrier chevauchant le disque et monté sur la chape, un vérin fixé à l'étrier et comprenant au moins un cylindre dans lequel un piston est monté coulissant en regard de la face interne du disque, et des moyens de rappel et de rattrapage d'usure, la plaquette interne étant disposée entre le piston et la face interne du disque, le vérin étant sélectivement commandé pour permettre au piston de presser la plaquette interne contre la face interne du disque, suivant une direction transversale au disque, lorsque le frein est dans un état d'actionnement, et pour permettre à la plaquette interne de se dégager de la face interne du disque lorsque le frein est dans un état de repos, le piston et la face interne du disque adoptant, suivant la direction transversale, des positions transversales respectives qui varient l' une par rapport à l'autre à la fois selon que le frein est dans son état d'actionnement ou dans son état de repos et en fonction d'une usure de la plaquette interne, mesurée par une perte d'épaisseur de cette plaquette depuis un état neuf, et les moyens de rappel et de rattrapage d'usure étant propres à garantir au moins que la plaquette interne et la face interne du disque sont, dans l'état de repos du frein, espacées l'une de l'autre d'une distance au moins égale à un jeu

minimal et au plus égale à un jeu maximal, indépendamment de l'usure de la plaquette interne.

Les freins de ce type, utilisés depuis des décennies, équipent aujourd'hui la plupart des véhicules automobiles et regroupent notamment les freins connus sous les noms de "freins à disque à étrier coulissant" et de "freins à disque à étrier fixe".

En dépit du caractère relativement traditionnel de la technique concernée, les freins à disque continuent de faire l'objet de recherches visant à en augmenter les performances et à en réduire les coûts de production.

Parmi les sujets de préoccupation saillants figurent les études visant idéalement à annuler le couple résiduel de freinage, c'est-à-dire à supprimer la résistance parasite que le frein peut continuer d'opposer à la rotation de la roue même lorsqu'il n'est pas sollicité, l'existence d'un couple résiduel non nul provoquant une dépense d'énergie qui se traduit inévitablement, pour le véhicule, par une surconsommation de carburant.

Pour obtenir le recul nécessaire des plaquettes par rapport aux faces du disque, les freins connus utilisent le plus souvent l'élasticité intrinsèque du joint qui est interposé entre le piston et le cylindre pour assurer leur étanchéité.

A cette fin, le joint 80 (figure 1) est disposé dans un logement légèrement surdimensionné et de forme particulière, de manière à adopter une position de déséquilibre lors de l'actionnement du frein et à retourner spontanément à sa position d'équilibre, dès que le frein cesse d'être actionné, en provoquant ainsi le recul souhaité des plaquettes.

Néanmoins, cette solution présente deux inconvénients, à savoir d'une part que, dans la mesure où le joint doit assurer à la fois une fonction d'étanchéité et une fonction de recul des plaquettes, le choix du matériau qui le constitue et le choix de la forme et des

dimensions de son logement se trouvent soumis à de nombreuses contraintes difficilement conciliables, et d'autre part que, dans la mesure où le joint, nécessairement réalisé dans un matériau élastomère, est soumis à de hautes températures et sujet au vieillissement, son efficacité à assurer le recul des plaquettes évolue de façon défavorable au cours du temps.

L'invention, qui se situe dans ce contexte, a précisément pour but de proposer un frein à disque qui, bien que présentant une structure simple et de réalisation peu onéreuse, résolve ce problème de façon très satisfaisante.

A cette fin, le frein à disque de l' invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend, en tant que l'un au moins des moyens de rappel et de rattrapage d'usure, une pièce de liaison présentant un bord externe et un bord interne distants l'un de l'autre, l'un de ces bords adoptant une position transversale dépendant de celle du piston et l'autre bord adoptant une position transversale dépendant de celle du cylindre, et en ce que la pièce de liaison présente, entre ses bords externe et interne et suivant la direction transversale, une capacité limite de déformation élastique d'amplitude choisie en fonction du jeu minimal et du jeu maximal, et une capacité de déformation plastique d'amplitude choisie en fonction d'une usure maximale autorisée de la plaquette interne.

La pièce de liaison peut avantageusement relier le piston du vérin au cylindre, le bord interne de la pièce de liaison étant lié au piston et le bord externe de la pièce de liaison étant radialement distant du bord interne et lié au cylindre.

Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la pièce de liaison peut être essentiellement constituée par un voile annulaire.

D'excellents résultats peuvent être obtenus en utilisant une pièce de liaison constituée d'un matériau métallique, cette pièce pouvant en outre être fixée par ses bords externe et interne de manière à se déformer au moins en partie par cisaillement.

Comme la fonction de rattrapage d'usure et de jeu peut être assurée par la pièce de liaison, le piston peut être monté à coulissement étanche dans le cylindre au moyen d'un joint installé sans jeu dans un logement du cylindre ou du piston, ce joint n'ayant plus à participer à la fonction de rattrapage.

Dans le cas où l'étrier est monté coulissant sur la chape, où la plaquette externe, le disque, et la plaquette interne sont logés en empilement entre le piston et un nez de l'étrier, où le vérin est sélectivement commandé pour permettre au piston de presser cet empilement contre le nez d'étrier, suivant la direction transversale du disque, lorsque le frein est dans son état d'actionnement, et pour permettre aux plaquettes de se dégager des faces respectives du disque lorsque le frein est dans son état de repos, et où les moyens de rappel et de rattrapage d'usure doivent être propres à garantir que chaque plaquette et la face respective du disque sont, dans l'état de repos du frein, espacées l'une de l'autre d'une distance au moins égale au jeu minimal et au plus égale au jeu maximal, indépendamment de l'usure des plaquettes, il est utile de faire en sorte que la pièce de liaison présente, entre ses bords externe et interne et suivant la direction transversale, une capacité limite de déformation élastique d'amplitude au moins égale au double du jeu minimal et au plus égale au double du jeu maximal, et une capacité de déformation plastique d'amplitude au moins égale au double de l'usure maximale autorisée de la plaquette interne.

Dans le cas où l'étrier est fixé à la chape, où le frein comprend au moins un second vérin équipé d'au moins

un second piston, où les vérins sont sélectivement commandés pour presser les plaquettes externe et interne contre les faces externe et interne respectives du disque, suivant la direction transversale du disque, lorsque le frein est dans son état d'actionnement, et permettent aux plaquettes de se dégager des faces respectives du disque lorsque le frein est dans son état de repos, où chaque vérin comporte une pièce de liaison, les moyens de rappel et de rattrapage d'usure étant propres à garantir que chaque plaquette et la face respective du disque sont, dans l'état de repos du frein, espacées l'une de l'autre d'une distance au moins égale au jeu minimal et au plus égale au jeu maximal, indépendamment de l'usure des plaquettes, il suffit de prévoir que chaque pièce de liaison présente, entre ses bords externe et interne et suivant la direction transversale, une capacité limite de déformation élastique d'amplitude au moins égale au jeu minimal et au plus égale au jeu maximal, et une capacité de déformation plastique d'amplitude au moins égale à l'usure maximale autorisée de la plaquette interne.

L'invention concerne également un procédé utilisable dans un frein comprenant au moins deux éléments de friction, pour compenser notamment une usure de l'un au moins de ces deux éléments de friction et maintenir entre ces éléments de friction, dans un état de repos du frein, un écartement compris entre des limites inférieure et supérieure, ces éléments de friction étant appliqués l'un contre l'autre dans un état d'actionnement du frein, et le frein présentant des premier et second organes subissant un mouvement relatif, d'amplitude liée audit écartement, lorsque le frein passe de l'un de ses états à l'autre, ce procédé étant essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend : une opération consistant à emmagasiner une quantité minimale d'énergie dans une pièce déformable en appliquant à cette pièce déformable, par l'intermédiaire des premier et second

organes, une déformation élastique d'amplitude au moins égale à une amplitude minimale chaque fois que les éléments de friction sont rapprochés l'un de l'autre sur une course comprise entre les limites inférieure et supérieure, lors du passage du frein de son état de repos vers son état d'actionnement; une opération consistant à limiter l'énergie emmagasinée dans la pièce déformable en appliquant à cette pièce déformable, par l'intermédiaire des premier et second organes, une déformation plastique dès que la course sur laquelle les éléments de friction sont rapprochés l'un de l'autre, lors du passage du frein de son état de repos vers son état d'actionnement, dépasse la limite supérieure; et une opération consistant à utiliser l'énergie emmagasinée dans la pièce déformable pour écarter l'un de l'autre les éléments de friction lors du passage du frein de son état d'actionnement vers son état de repos.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une vue schématique en coupe partielle d'un exemple de frein à disque flottant de l'art antérieur, auquel l'invention est susceptible d'être appliquée; - Les figures 2 à 8 sont des vues schématiques en coupe partielle d'un frein à disque à étrier flottant conforme à l'invention, illustré dans différentes configurations et différents états de fonctionnement; - La figure 9 est une vue schématique en coupe partielle d'un frein à disque à étrier fixe utilisant l'enseignement de l'invention; et - La figure 10 est un diagramme représentant l'évolution de l'amplitude des déformations élastique et plastique subies par une pièce de liaison utilisée dans

l'invention, en fonction de l'amplitude de la force appliquée à cette pièce de liaison.

Le frein de l'invention comprend, de façon connue en soi, une chape 1 fixée au véhicule, un disque 2 monté rotatif par rapport au véhicule et tournant avec une roue (non représentée) de ce dernier, des plaquettes de frein externe 31 et interne 32, un étrier 4, et un vérin 5.

Les plaquettes de frein externe 31 et interne 32 sont maintenues fixes en rotation par rapport à la chape 1, et sont respectivement tournées vers les faces externe et interne, 21 et 22, du disque 2.

L'étrier 4 est rendu solidaire de la chape 1 et chevauche le disque 2.

Le vérin 5, qui est constitué par un vérin hydraulique solidaire de l'étrier 4 et qui est alimenté à volonté par un fluide de freinage sous pression, comprend au moins un cylindre 51 dans lequel un piston 52 est monté coulissant de façon étanche, en regard de la face interne 22 du disque 2.

Lorsqu'un fluide de freinage sous pression est admis dans le cylindre 51, le piston 52 applique la plaquette interne 32 contre la face interne 22 du disque 2, suivant une direction T transversale par rapport au disque.

Dans le cas d'un frein à disque à étrier fixe, c'est-à-dire solidaire de la chape 1 (figure 9), un autre vérin 7 équipé d'un autre piston 72 est disposé symétriquement au vérin 5 par rapport au disque de manière à appliquer la plaquette externe 31 contre la face externe 21 du disque 2, suivant la même direction transversale T mais suivant un mouvement de sens contraire puisque lui aussi dirigé vers le disque.

Dans le cas d'un frein à disque à étrier coulissant, qui correspond au mode de réalisation illustré aux figures 2 à 8, l'étrier est monté coulissant sur une ou plusieurs colonnettes de guidage, telles que 10, par exemple elles-mêmes fixées à la chape 1.

Le piston 52 définit alors, en combinaison avec le nez 41 de l'étrier, un espace de largeur variable dans lequel sont logés, en empilement, la plaquette externe 31, le disque 2, et la plaquette interne 32.

Dans ces conditions, lorsqu'un fluide de freinage sous pression est admis dans le cylindre 51, le piston 52 presse l'empilement formé par la plaquette externe 31, le disque 2, et la plaquette interne 32, contre le nez 41 de l'étrier 4, de sorte que, comme dans le cas précédent, la plaquette externe 31 s'applique sur la face externe 21 du disque 2, et la plaquette interne 32 sur la face interne 22 du disque.

Dans les deux cas, l'application des plaquettes sur le disque induit entre les plaquettes, fixes en rotation par rapport au véhicule, et le disque tournant, des forces de frottement dont le travail réduit d'autant l'énergie cinétique du véhicule.

Lorsque le frein n'est pas actionné, et se trouve donc dans son état de repos, il est en revanche important que les plaquettes 31 et 32 soient tenues à l'écart des faces correspondantes 21 et 22 du disque, de manière que le véhicule puisse rouler sans avoir à vaincre quelque frottement que ce soit entre les plaquettes et le disque.

A cette fin, les freins à disque comportent, de façon connue, des moyens propres à assurer le recul des plaquettes à distance du disque, c'est-à-dire le rappel de ces plaquettes vers leur position de repos, après la fin de chaque phase d'actionnement du frein.

Néanmoins, la fonction de ces moyens doit satisfaire essentiellement deux contraintes supplémentaires.

D'une part, il est opportun de faire en sorte que le recul des plaquettes n'ait pas une trop grande amplitude, faute de quoi le coup de frein suivant exigerait une course accrue de la pédale de frein, se traduisant par un retard au freinage et une efficacité réduite dans la mesure où une partie significative de

cette course aurait pour seule finalité de rattraper le jeu trop important qui aurait été introduit entre les plaquettes de frein et le disque.

D'autre part, il convient également de tenir compte, dans l'ajustement de la position des plaquettes par rapport au disque, de l'état d'usure de ces plaquettes, faute de quoi le jeu défini au repos entre le disque et les plaquettes ne ferait qu'augmenter en fonction de l'usure de ces dernières.

Aussi les moyens précités n'ont-ils pas seulement pour fonction de rappeler les plaquettes à distance du disque lorsque le frein retourne à son état de repos, mais également de rattraper l'usure de ces plaquettes.

L'invention a précisément pour but de proposer une solution simple et efficace au problème que pose la conception de ces moyens, en particulier dans un frein à disque à étrier fixe ou à étrier coulissant, c'est-à-dire dans un frein à disque dans lequel au moins le piston 52 et la face interne 22 du disque 2 adoptent, suivant la direction T transversale au disque 2, des positions transversales respectives qui varient l'une par rapport à l'autre à la fois selon que le frein est dans son état d'actionnement ou dans son état de repos, et en fonction de l'usure de la plaquette externe 31, autrement dit en fonction de la différence U entre l'épaisseur de cette plaquette à l'état neuf et son épaisseur à l'instant considéré.

Comme indiqué précédemment, ces moyens de rappel et de rattrapage d'usure 6 doivent donc garantir au moins que la plaquette interne 32 et la face interne 22 du disque 2 sont, dans l'état de repos du frein, espacées l'une de l'autre d'une distance D au moins égale à un jeu minimal J (figures 1,2 et 4) pour éviter l'apparition d'un couple résiduel, et au plus égale à un jeu maximal L (figure 5) pour éviter une trop grande course morte de la pédale de frein, et ceci indépendamment de l'usure U de la plaquette interne 32.

Pour assurer cette fonction complexe, l'invention prévoit une pièce de liaison 6, visible sur les figures 2 à 9, cette pièce 6 présentant un bord externe 61 et un bord interne 62, distants l'un de l'autre, et dont l'un adopte, suivant la direction transversale T, une position liée à celle du piston 52 (ou 72 sur la figure 9) tandis que son autre bord adopte une position transversale liée à celle du cylindre 51 (ou 71 sur la figure 9).

Par ailleurs, cette pièce de liaison 6 est choisie et dimensionnée de manière à présenter entre ses bords externe et interne 61 et 62, et suivant la direction transversale T, une capacité limite de déformation élastique d'amplitude K qui dépend des valeurs souhaitées du jeu minimal J et du jeu maximal L, et une capacité de déformation plastique d'amplitude qui est fonction de l'usure maximale autorisée Umax de la plaquette interne 32, c'est-à-dire qui dépend de la différence maximale autorisée entre l'épaisseur de la plaquette à l'état neuf et son épaisseur au moment de son remplacement par une autre plaquette neuve.

Comme le montrent les figures 2 à 8, la pièce de liaison 6 relie le piston 52 du vérin 5 au cylindre 51, le bord interne 62 de la pièce de liaison 6 étant lié au piston 52 et le bord externe 61 de la pièce de liaison 6 étant radialement distant du bord interne 62 et lié au cylindre 51.

De même, dans l'exemple illustré à la figure 9, la pièce de liaison 6 relie le piston 72 du vérin 7 au cylindre 71, le bord interne 62 de la pièce de liaison 6 étant lié au piston 72 et le bord externe 61 de la pièce de liaison 6 étant radialement distant du bord interne 62 et lié au cylindre 71.

La pièce de liaison 6 adopte ainsi avantageusement la forme d'un voile annulaire, et de préférence d'un voile métallique.

Dans tous les cas, il est préférable de fixer la pièce de liaison 6 par ses bords externe et interne 61 et

62, de manière telle qu'elle se déforme au moins partiellement par cisaillement.

Dans la mesure où une telle pièce de liaison peut assurer la fonction de rattrapage de jeu et d'usure dans son ensemble, le joint 81 qui est interposé entre le piston 52 (ou 72) et le cylindre 51 (ou 71) pour garantir l'étanchéité de leur coulissement relatif n'est plus contraint de participer à cette fonction de rattrapage, et peut ainsi être installé sans jeu dans son logement, prévu sur le cylindre ou sur le piston.

Dans le cas d'un frein à disque à étrier fixe (figure 9), chaque vérin 5 et 7 peut comporter une pièce de liaison 6 et gérer ainsi, indépendamment de l'autre vérin, le jeu existant entre la plaquette qu'il actionne et la face respective du disque.

Dans ce cas, il suffit que chaque pièce de liaison 6 présente, entre ses bords externe et interne 61,62 et suivant la direction transversale T, une capacité limite de déformation élastique d'amplitude K au moins égale au jeu minimal J et au plus égale au jeu maximal L, et une capacité de déformation plastique d'amplitude au moins égale à l'usure maximale autorisée Umax de la plaquette interne 32, pour autant que les jeux et les usures se répartissent de façon au moins approximativement égale entre les deux plaquettes.

En revanche, dans le cas d'un frein à disque à étrier coulissant (figures 2 à 8) , la pièce de liaison 6 doit être conçue pour absorber non seulement le jeu et l'usure de la plaquette interne 32, mais également le jeu et l'usure de la plaquette externe 31.

Dans ce cas, la pièce de liaison 6 présente avantageusement, entre ses bords externe et interne 61, 62 et suivant la direction transversale T, une capacité limite de déformation élastique d'amplitude K au moins égale au double du jeu minimal J et au plus égale au double du jeu maximal L, et une capacité de déformation

plastique d'amplitude au moins égale au double de l'usure maximale autorisée Umax de la plaquette interne 32.

Plusieurs états de fonctionnement du frein de l'invention sont illustrés aux figures 10 et 2 à 8.

La figure 2 représente le frein au repos et équipé de plaquettes neuves.

Dans cet état, la plaquette externe 31 et la face externe 21 du disque 2 sont séparées l'une de l'autre par un jeu J juste suffisant pour éviter l'apparition d'un couple résiduel de freinage.

Idéalement, le même jeu J sépare alors la plaquette interne 32 de la face interne 22 du disque.

Lorsque le frein est actionné (figure 3), les plaquettes externe 31, et interne 32, sont respectivement appliquées sur les faces externe 21, et interne 22, du disque 2.

La disparition des deux jeux J qu'engendre cet état se traduit par une déformation élastique correspondante de la pièce de liaison 6, c'est-à-dire une déformation spontanément réversible qui disparaît dès que le frein cesse d'être actionné, comme le montre la figure 4.

Le changement d'état que constitue le passage de l'état illustré à la figure 2 vers l'état illustré à la figure 3 est représenté, sur le diagramme de la figure 10, par un déplacement des coordonnées d'état E2 vers les coordonnées d'état E3, ces coordonnées représentant la déformation dX de la pièce de liaison 6 suivant la direction transversale T en fonction de la force F appliquée à cette pièce.

Le passage de l'état illustré à la figure 3 vers l'état illustré à la figure 4 est représenté, sur le diagramme de la figure 10, par un déplacement des coordonnées d'état E3 vers les coordonnées d'état E4, ces dernières pouvant, en première approximation, être confondues avec les coordonnées d'état E2 dans la mesure où l'usure des plaquettes en un seul coup de frein est infinitésimale, et donc tout-à-fait négligeable.

Après plusieurs centaines ou milliers de coups de frein, les plaquettes externe 31 et interne 32, présentent chacune une certaine usure U (figure 10), c'est-à-dire une différence d'épaisseur par rapport à son épaisseur d'origine, donc une usure cumulée égale à 2.U.

Si, pour une raison quelconque, chacune des plaquettes se trouvait alors séparée de la face correspondante du disque 2 (figure 5) par une distance L telle que la distance cumulée 2. L soit sensiblement supérieure à la capacité limite de déformation élastique K de la pièce de liaison 6, l'actionnement ultérieur du frein provoquerait d'abord une déformation élastique de la pièce de liaison 6 jusqu'à sa limite K, cette situation étant illustrée par la figure 6 et par les coordonnées d'état E6 de la figure 10.

Puis, la poursuite du mouvement de rapprochement relatif des plaquettes et des faces respectives du disque 2 provoquerait une déformation plastique, c'est-à-dire permanente, de la pièce de liaison 6 jusqu'à ce que chacun des deux espacements L - K/2 soit comblé, et donc aussi leur valeur cumulée 2. L - K, cette situation étant illustrée par la figure 7 et par les coordonnées d'état E7 de la figure 10.

Enfin, après le relâchement du frein, le retour de ce dernier vers son état de repos s'accompagnerait d'une relaxation élastique de la pièce de liaison 6 qui parcourrait ainsi, en sens inverse, la course 2.(K/2) parcourue lors de sa déformation élastique, cette situation finale étant illustrée par la figure 8 et par les coordonnées d'état E8 de la figure 10.

Dans ces conditions, il est clair que si l'on néglige l'influence d'éventuels phénomènes parasites tels notamment que les déformations élastiques du nez 41 d'étrier, toute usure des plaquettes, même minime, qui conduit à écarter chaque plaquette de la face correspondante du disque 2 d'une distance supérieure à la moitié de la capacité limite K de déformation élastique

de la pièce de liaison 6, est rattrapée au fur et à mesure par déformation plastique de cette pièce 6.

Telle qu'elle vient d'être décrite, l'invention peut également être vue comme un procédé, utilisable dans un frein comprenant au moins deux éléments de friction 32,22, pour compenser notamment une usure U de l'un au moins 32 de ces deux éléments de friction, et pour maintenir entre ces éléments de friction, dans un état de repos du frein, un écartement D compris entre les limites inférieure et supérieure J, K.

Les éléments de friction 32,22, en l'occurrence constitués par la plaquette interne et par la face interne du disque, sont appliqués l'un contre l'autre lorsque le frein est placé dans son état d'actionnement.

Par ailleurs, ce frein présente des organes mutuellement mobiles, en l'occurrence constitués par le cylindre 51 et par le piston 52, qui, lorsque le frein passe de l'un de ses états à l'autre, subissent un mouvement relatif d'amplitude liée à l'écartement D existant au repos entre les éléments de friction 32,22.

En l'occurrence, ce mouvement relatif est d'amplitude égale à cet écartement dans le cas d'un frein à disque à étrier fixe, et d'amplitude double dans le cas d'un frein à disque à étrier coulissant.

Le procédé de l'invention comprend essentiellement trois opérations.

La première opération consiste à emmagasiner une quantité minimale d'énergie dans une pièce déformable, en l'occurrence constituée par la pièce de liaison 6, en appliquant à cette pièce, par l'intermédiaire des organes mutuellement mobiles 51,52, une déformation élastique d'amplitude au moins égale à une amplitude minimale, en l'occurrence égale à la limite inférieure J ou au double de cette limite, chaque fois que les éléments de friction 32,22 sont rapprochés l'un de l'autre sur une course comprise entre les limites inférieure et supérieure, J et

L, lors du passage du frein de son état de repos vers son état d'actionnement.

La seconde opération consiste à limiter l'énergie emmagasinée dans la pièce déformable 6 en lui appliquant, par l'intermédiaire des organes mutuellement mobiles 51 et 52, une déformation plastique dès que la course sur laquelle les éléments de friction 32 et 22 sont rapprochés l'un de l'autre, lors du passage du frein de son état de repos vers son état d'actionnement, dépasse la limite supérieure L.

Et la troisième opération consiste à utiliser l'énergie emmagasinée dans la pièce déformable 6 pour écarter l'un de l'autre les éléments de friction 32 et 22 lors du passage du frein de son état d'actionnement vers son état de repos, la relaxation de la pièce 6 provoquant ainsi un éloignement mutuel des éléments de friction 32 et 22 qui est compris entre les limites inférieure et supérieure J et L.

Comme le comprendra l'homme de l'art à la lecture de la description qui précède, le procédé de l'invention n'exige pas que la pièce déformable 6 soit une pièce homogène, ni même qu'elle soit constituée par une pièce monobloc.

En particulier, cette pièce déformable peut présenter plusieurs éléments choisis et agencés de façon telle qu'un premier au moins de ces éléments présente un comportement essentiellement élastique, et qu'un second au moins de ces éléments présente un comportement essentiellement plastique, ces éléments étant disposés en série vis-à-vis de l'effort qu'exercent sur eux les organes mobiles du frein dont le mouvement est lié à l'écartement des éléments de friction au repos.

Lorsqu'une telle pièce composite est sollicitée par les organes mobiles du frein, l'élément essentiellement élastique est le premier à subir une déformation sensible, l'élément essentiellement plastique pouvant, le

cas échéant, ne subir qu'une déformation élastique de très faible amplitude.

La valeur maximum de la déformation élastique de l'élément essentiellement élastique est prévue pour remplir la fonction de rappel des plaquettes.

Si, par suite d'une usure des plaquettes, l'amplitude du mouvement des organes mobiles du frein se poursuit, la déformation de l'élément élastique atteint une valeur qui correspond à un effort auquel l'élément essentiellement plastique ne peut plus résister, de sorte que ce dernier élément subit à son tour une déformation, en l'occurrence une déformation essentiellement plastique, qui remplit la fonction de rattrapage d'usure des plaquettes et, accessoirement, du disque.

Claims

REVENDICATIONS

1. Frein à disque pour véhicule automobile, ce frein comprenant une chape (1) reliée au véhicule, un disque rotatif (2) présentant une face externe (21) et une face interne (22), des plaquettes de frein externe (31) et interne (32) maintenues fixes en rotation par rapport à la chape (1) et respectivement tournées vers les faces externe et interne (21,22) du disque, un étrier (4) chevauchant le disque (2) et monté sur la chape (1), un vérin (5) fixé à l'étrier (4) et comprenant au moins un cylindre (51) dans lequel un piston (52) est monté coulissant en regard de la face interne (22) du disque, et des moyens de rappel et de rattrapage d'usure (6), la plaquette interne (32) étant disposée entre le piston (52) et la face interne (22) du disque (2), le vérin (5) étant sélectivement commandé pour permettre au piston (52) de presser la plaquette interne (32) contre la face interne (22) du disque (2), suivant une direction (T) transversale au disque, lorsque le frein est dans un état d'actionnement, et pour permettre à la plaquette interne (32) de se dégager de la face interne (22) du disque (2) lorsque le frein est dans un état de repos, le piston (52) et la face interne (22) du disque (2) adoptant, suivant la direction transversale (T), des positions transversales respectives qui varient l'une par rapport à l'autre à la fois selon que le frein est dans son état d'actionnement ou dans son état de repos et en fonction d'une usure de la plaquette interne (32), mesurée par une perte d'épaisseur (U) de cette plaquette (32) depuis un état neuf, et les moyens de rappel et de rattrapage d'usure (6) étant propres à garantir au moins que la plaquette interne (32) et la face interne (22) du disque (2) sont, dans l'état de repos du frein, espacées l'une de l'autre d'une distance (D) au moins égale à un jeu minimal (J) et au plus égale à un jeu maximal (L),

indépendamment de l'usure de la plaquette interne (32), caractérisé en ce qu'il comprend, en tant que l'un au moins des moyens de rappel et de rattrapage d'usure (6), une pièce de liaison (6) présentant un bord externe (61) et un bord interne (62) distants l'un de l'autre, l'un de ces bords (61,62) adoptant une position transversale dépendant de celle du piston (52) et l'autre bord adoptant une position transversale dépendant de celle du cylindre (51), et en ce que la pièce de liaison (6) présente, entre ses bords externe et interne (61,62) et suivant la direction transversale (T), une capacité limite de déformation élastique d'amplitude (K) choisie en fonction du jeu minimal (J) et du jeu maximal (L) , et une capacité de déformation plastique d'amplitude choisie en fonction d'une usure maximale autorisée (Umax) de la plaquette interne (32).

2. Frein à disque suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de liaison (6) relie le piston (52) du vérin (5) au cylindre (51), le bord interne (62) de la pièce de liaison (6) étant lié au piston (52) et le bord externe (61) de la pièce de liaison (6) étant radialement distant du bord interne (62) et lié au cylindre (51).

3. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de liaison (6) est essentiellement constituée par un voile annulaire.

4. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de liaison (6) est métallique.

5. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de liaison (6) est fixée par ses bords externe et interne (61,62) de manière à se déformer au moins en partie par cisaillement.

6. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le

piston (52) est monté à coulissement étanche dans le cylindre (51) au moyen d'un joint installé sans jeu dans un logement du cylindre ou du piston.

7. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étrier (4) est monté coulissant sur la chape (1), en ce que la plaquette externe (31), le disque (2), et la plaquette interne (32) sont logés en empilement entre le piston (52) et un nez (41) de l'étrier, en ce que le vérin (5) est sélectivement commandé pour permettre au piston (52) de presser cet empilement (31,2, 32) contre le nez d'étrier (41), suivant la direction (T), lorsque le frein est dans son état d'actionnement, et pour permettre aux plaquettes (31,32) de se dégager des faces respectives (21,22) du disque (2) lorsque le frein est dans son état de repos, les moyens de rappel et de rattrapage d'usure (6) étant propres à garantir que chaque plaquette (31,32) et la face respective (21,22) du disque (2) sont, dans l'état de repos du frein, espacées l'une de l'autre d'une distance (D) au moins égale au jeu minimal (J) et au plus égale au jeu maximal (L), indépendamment de l'usure des plaquettes (31,32), et en ce que la pièce de liaison (6) présente, entre ses bords externe et interne (61,62) et suivant la direction transversale (T), une capacité limite de déformation élastique d'amplitude (K) au moins égale au double du jeu minimal (J) et au plus égale au double du jeu maximal (L), et une capacité de déformation plastique d'amplitude au moins égale au double de l'usure maximale autorisée (Umax) de la plaquette interne (32).

8. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étrier (4) est fixé à la chape (1) , en ce que ce frein comprend au moins un second vérin (7) équipé d'au moins un second piston (72), en ce que les vérins (5,7) sont sélectivement commandés pour presser les plaquettes externe et interne (31,32) contre les faces externe et

interne respectives (21,22) du disque (2), suivant la direction (T), lorsque le frein est dans son état d'actionnement, et permettent aux plaquettes (31,32) de se dégager des faces respectives (21,22) du disque (2) lorsque le frein est dans son état de repos, en ce que chaque vérin comporte une pièce de liaison, les moyens de rappel et de rattrapage d'usure (6) étant propres à garantir que chaque plaquette (31,32) et la face respective (21,22) du disque (2) sont, dans l'état de repos du frein, espacées l'une de l'autre d'une distance (D) au moins égale au jeu minimal (J) et au plus égale au jeu maximal (L), indépendamment de l'usure des plaquettes (31,32), et en ce que chaque pièce de liaison (6) présente, entre ses bords externe et interne (61,62) et suivant la direction transversale (T), une capacité limite de déformation élastique d'amplitude (K) au moins égale au jeu minimal (J) et au plus égale au jeu maximal (L), et une capacité de déformation plastique d'amplitude au moins égale à l'usure maximale autorisée (Umax) de la plaquette interne (32).

9. Procédé utilisable dans un frein comprenant au moins deux éléments de friction (32, 22), pour compenser notamment une usure (U) de l'un au moins (32) de ces deux éléments de friction et maintenir entre ces éléments de friction, dans un état de repos du frein, un écartement (D) compris entre des limites inférieure et supérieure (J, K), ces éléments de friction (32,22) étant appliqués l'un contre l'autre dans un état d'actionnement du frein, et le frein présentant des premier et second organes (51, 52) subissant un mouvement relatif, d'amplitude liée audit écartement (D), lorsque le frein passe de l'un de ses états à l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend : une opération consistant à emmagasiner une quantité minimale d'énergie dans une pièce déformable (6) en appliquant à cette pièce déformable (6), par l'intermédiaire des premier et second organes (51,52), une déformation élastique d'amplitude au moins égale à

une amplitude minimale (J) chaque fois que les éléments de friction (32,22) sont rapprochés l'un de l'autre sur une course comprise entre les limites inférieure et supérieure (J, K), lors du passage du frein de son état de repos vers son état d'actionnement; une opération consistant à limiter l'énergie emmagasinée dans la pièce déformable (6) en appliquant à cette pièce déformable, par l'intermédiaire des premier et second organes (51, 52), une déformation plastique dès que la course sur laquelle les éléments de friction sont rapprochés l'un de l'autre, lors du passage du frein de son état de repos vers son état d'actionnement, dépasse la limite supérieure (K); et une opération consistant à utiliser l'énergie emmagasinée dans la pièce déformable (6) pour écarter l'un de l'autre les éléments de friction (32,22) lors du passage du frein de son état d'actionnement vers son état de repos.