Brevet FR2459909A1 — publié le 19810116

La presente invention concerne un frein à disque pour véhicule lourd tel qu'un char blindé. Pour ce genre de véhicules se pose particulièrement un problème de poids et d'encombrement des composants du véhicule. En particulier, les freins, dont la puissance et la résistance mécanique doivent évidemment être proportionnés a la masse du véhicule, doivent autre logés dans un espace très restreint, à savoir à l'intérieur des jantes des roues, et doivent etre constitués de manière aussi légère que possible pour ne pas accrottre inutilement la masse propre du véhicule au détriment de la charge utile à transporter (matériel, instruments, munitions). Les freins existant actuellement pour ce type de véhicules sont en général en acier car ce matériau est très résistant. On désire cependant utiliser plutôt des métaux légers mtme moins résistants (aluminium et alliages). Malheureusement on se heurte très vite au problème de l'encombrement toléré car la résistance mécanique plus faible du métal léger oblige à une augmentation des épaisseurs de matériau dans les régions soumises à de fortes contraintes. Plus précisément, l'invention vise à résoudre, simultanément le problème de poids'et d'encombrement expliqué ci dessus, dans le cas d'tua frein destiné ~à Fre logé dans la jante d'une roue et comprenant au moins un étrier placé à cheval sur un disque lié au moyeu de la roue, les branches de l'étrier comportant chacune au moins un piston hydraulique mobile portant une garniture susceiftible de se déplacer perpendiculairement au plan du disque pour venir frotter contre celui-ci en face d'une garniture d'un piston correspondant de la branche d'étrier opposée, lorsqu'ulle pression de fluide est appliquée. Pour un tel frein, l'encombrement est limité radialement par le rayon intérieur de la jante alors qu'il faut que les garnitures des pistons de freinage soient situées radialement le plus à l'extérieur possible du disque. Or l'étrier a tendance à s'ouvrir lorsqu'unie pression hydraulique de freinage est appliquée et il faut donc que sa partie centrale soit dimensionnée en épaisseur de manière à résister à cette ouverture, sans quoi il y a d'une part risque d'un freinage non efficace puisque ce sont les branches de l'étrier qui servent de réaction aux pistons appliquant la force du freinage, et d'autre part risque de rupture de l'étrier.Mais un-dimensionnement important de la partie centrale de l'étrier amène un accroissement de l'encombrement radial et il nty a plus la place de loger le frein dans la jante de la rouew Par conséquent, les étriers de frein réalisés jusqu'à présent, consistant en une pièce dont la partie centrale s'étend transversalement au plan du disque en débordant largement dans un sens radial pour relier directement les branches latérales portant les pistons hydrauliques, sont inadaptés pour des freins réalisés en métal léger. La présente invention propose une solution qui résoud ce problème d'encombrement en autorisant l'utilisation d'un métal léger. La disposition adoptée consiste à réaliser l'étrier sous forme de deux mâchoires en métal léger en vis à vis de part et d'autre du disque, chaque mâchoire ayant généralement une forme d'arc de cercle s'étendant sensiblement p-rallèlement à une portion de circonférence du disque et radialement légb- rement au delà de ce dernier, le ou les pistons hydraulicues de chaque mâchoire étant placés dans la partie centrale de celle-ci, les mâchoires étant fixées l'une à l'autre à leur périphérie par des boulons s1 étendant perpendiculairement au plan du disque, radialement au delà de la périphérie de celuici et répartis à la circonférence des mâchoires en C, cellesci s'étendant circonférentiellement de part et d'autre du ou des pistons sur une distance suffisante pour que le ou les centres des pistons soient situés radialement au delà de la ligne joignant les boulons extrêmes. Ainsi, la résistance à l'ouverture des mâchoires est obtenue par les boulons extrêmes essentiellement, sans qu'il soit nécessaire de prévoir, par rapport à la périphérie du disque, un dépassement radial des mâchoires supérieur à celui qui est strictrament nécessaire pour faire passer les boulons transversaux aux disques. De manière préférentielle il est souhaitable de prévoir au moins quatre boulons de liaison desmâchoires en vis à vis, les deux boulons les plus rapprochés l'un de l'autre d'une part (parmi ces quatre) et les deux boulons les plus éloignés l'un de l'autre d'autre part étant dicposés sur deux lignes parallèles sensiblement symétrioues de part et d'autre du centre es pistons opposés portés par les mâchoires pour équilibrer la réaction des mâchoires contre la tendance à l'ouverture provoquée par la mise sous pression des pistons. Dans le cas général ou pourra avoir plusieurs groupes de pistons opposés deux à deux, chaque piston portant une garniture et étant susceptible de se déplacer perpendiculairement au disque sous lteffet d'une pression hydraulique pour appliquer la garniture correspondante contre le disque ; dans ce cas, bien entendu, les pistons sont montés parallèlement sur une meme mâchoire et celle-ci s'étend sur une portion de circonférence plus grande ; on prévoit alors que les boulons extrêmes se situent sur une ligne radialement plus à l'intérieur que les centres des pistons adjacents. Par exemple, pour deux pistons sur chaque mâchoire (quatre pistons opposés deuxà deux en tout pour un étrier), la ligne joignant les boulons extremes est parallèle à la ligne joignant les centres des pistons, et plus près du centre du disque que cette dernière. Avantageusement, au moins quatre boulons sont prévus pour relier les mâchoires opposées et les lignes joignant d'une part les deux boulons les plus rapprochés parmi ces quatre et d'autre part les plus éloignés parmi ces quatre sont sensiblement parallèles et disposés symétriquement de part et d'autre de la ligne joignant les centres des pistons. Un cinquième boulon peut être prévu dans le cas général, par exemple au centre de l'arc de cercle circonférentiel extérieur des mâchoires, quel que soit le nombre de pistons portés par chaque mâchoire. Le frein à disque global peut enfin comprendre plusieurs étriers, par exemple deux portant chacun quatre pistons, répartis à la périphérie du disque. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaille qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une vue latérale d'un frein à disque selon l'invention, - la figure 2 représente une coupe de la figure 1 selon la ligne A-A. Le frein comprend un disque 10 lié au moyeu d'une roue de véhicule lourd (char blindé) et un ou deux étriers (un seul est représenté ici) placés à cheval sur le disque. Chaque étrier comporte deux mâchoires 12 et 14 en métal léger (aluminium ou alliages résistants d'aluminium). Ces mâchoires, dont l'une (14) est visible à la figure 1, ont une forme générale d'arc de cercle s'étendant sensiblement parallèlement à une portion de circonférence du disque 10 et radialement légèrement au delà de ce dernier. Les deux mâchoires se font face de part et d'autre du disque de manière à l'enserrer dans l'étrier dont elles constituent les branches. Chaque mchoire comprend dans l'exemple présent deux pistons hydraulioues mobiles s respectivement 16 et lb pour la mâchoire 12, -et 2C et 22 pour la mâchoire 14. w pistons portent chacun une garniture (respectivement 24, 26, 28, 30) susceptible de venir s'appliquer contre les faces du disque en face d'une garniture d'un piston en vis à vis de la mâchoire opposée, lorsqutune pression hydraulique est appliquée. Les pistons se déplacent dans des chambres cylindriques formées dans les mâchoires, et des conduits d'amenée et d'évacuation de fluide débouchent dans ces chambres et sont par ailleurs connectées à des valves non représentées pour effectuer la commande hydraulique du freinage. Ces conduits sont percés dans le corps des mâchoires et on prévoit en général un orifice d'admission global unique (32) pour un étrier (quatre pistons dans l'exemple précédent mais il pourrait y en avoir deux seulement, ou six, ou plus) ; et un orifice d'évacuation unique 34. Lorsqu'une pression d'huile est appliquée aux pistons pour le freinage, on conçoit que les mâchoires 12 et 14 servent d'appui aux pistons qui sont repoussés vers le disque, de sorte que les mâchoires subissent un effort d'arc boutement qui tend à les écarter l'une de l'autre. Elles doivent évidemment résister à cet effort pour que les pistons exercent leur force de freinage. Selon l'invention, les mâchoires sont donc fixées l'une à l'autre, à l'encontre de cet effort d'ouverture par des boulons placés à leur périphérie, immédiatement au delà de la périphérie du disque de freinage. En pratique les mtchoires s'étendent radialement au delà de la périphérie du disque juste assez pour laisser place aux boulons de liaison entre la périphérie du disque et la périphérie des mâchoires en are de cercle. Les pistons hydrauliques des mâchoires sont placés dans la partie centrale de celles-ci et les extrémités des mAckoires se prolongent sensiblement au delà de la partie comprenant les pistons pour permettre dtavolr des boulons extrêmes suffisamment éloignés de la partie centrale pour des raisons que l'on indiquera ci-après. Dans l'exemple représenté, deux pistons sont prévus sur chaque mAchoirew ils ont disposés symétriquemeit r rapport à un plan radial médian de la mAchoire en arc de cercle. On voit sur la figure 1 la symétrie des bossages 36 et 38 ménagés sur la mâchoire 14 et creusés intérieurement par les chambres cylindriques des pistons 20 et 22 respectivement. Les chambres cylindriques sont placéesaussi proches que possible l'une de l'autre. Beurs axes C1 et C2, qui constituent des centres où sVappliquent respectivement les forces de réaction à la poussée hydraulique exercée lors du freinage par chaque piston, se situent sur une droite D (Fig.l) et on prévoit selon l'invention que des boulons de liaison rigide des mâchoires entre elles sont prévus de part et d'autre de cette droite, de chaque caté de l'arc de cercle formé par la mâchoire. C'est pourquoi les m8 choires doivent s'étendre sur une longueur d'arc suffisante pour que des boulons extremes 40 et 42 se situent au delà de la droite D tout en étant à l'extérieur du disque 10. Ainsi, selon l'invention, la ligne joignant les centres C1 et C2 se situe radialement à l'extérieur de la ligne joignant les boulons extrêmes 40 et 42. En pratique, ces deux lignes sont d'ailleurs parallèles par raison de symétrie. S'il n'y avait qu'un piston par mâchoire, on prévoirait simplement que son axe se situerait radialement à l'extérieur de la ligne joignant les boulons extrêmes 40 et 42. En pratique, on prévoit deux autres boulons 44 et 46, reliant les mâchoires en vis à vis, ces boulons étant toujours immédiatement au delà de la périphérie du disque et étant éloignés de la droite D sensiblement de la même distance que les boulons 40 et 42 de l'autre côté de cette droite (les lignes joignant les boulons extrêmes d'une part et les boulons intermédiaires 44 et 46 étant parallèles et symétriques par rapport à la droite D). On peut prévoir enfin un cinquième boulon 48 au centre de l'arc de cercle des mâchoires pour compléter la solidarisation de celles-ci dans la région du centre de celles-ci. Sur la figure 1, sont encore. visibles, en tant que prolongements des extrémités de l'une des mâchoires des parties de fixation 50 et 52 qui servent à fixer l'étrier, constitué par les deux mâchoires boulonnées, au chassies du véhicule. REVENDICATIONS 1 - Frein à disque pour véhicule, destiné à être logé dans la jante d'une roue et comprenant au moins un étrier placé à cheval sur un disque lié au moyeu de la roue, les branches de l'étrier comportant chacune au moins un piston hydraulique mobile portant une garniture et susceptible de se déplacer perpendiculairement au plan du disque pour venir appliquer la garniture contre celui-ci, en face d'une garniture correspondante d'un piston analogue de la branche d'étrier opposée, lorsqu'une pression hydraulique est appliquée, caractérisé par le fait que l'étrier est constitué de deux mtchoires en métal léger en vis à vis de part et d'autre du disque, chaque mâchoire ayant généralement une forme d'arc de cercle s'étendant sensiblement parallèlement à une portion de circonférence du disque et radialement légèrement au delà de ce dernier, le ou les pistons hydrauliques de chaque måchoi- re étant placés dans la partie centrale de celle-ci, les må- choires étant fixées l'une à l'autre à leur périphérie par des boulons s'étendant perpenaiculairement au plan du disque, radialement au delà de la périphérie de celui-ci, et répartis à la circonférence des mâchoires en arc de cercle, celles-ci s'étendant circonférentiellement de part et d'autre du ou des pistons sur une distance suffisante pour que le ou les centres des pistons soient situés radialement à l'extérieur de la ligne joignant les boulons extrêmes. 2 - Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est prévu au moins quatre boulons de fixation des deux mâchoires entre elles, les deux boulons les plus rapprochés l'un de l'autre parmi ces quatres, d'une part, et les deux boulons les plus éloignés l'un de l'autre, d'autre part, étant disposés sur deux lignes parallèles sensiblement symétriques de part et d'autre du centre des pistons opposés. 3 - Frein à disque selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que sur chaque machoire sont prévus plusieurs pistons portant des garnitures, que les pis tons des mâchoires opposées sont en vis-à-vis, et que les boulons extrêmes de liaison des mâchoires se situent sur une ligne radialement plus à l'intérieur que les centres des pistons. 4 - Freina disque selon l'une des revendications 1 à 3f caractérisé par le fait que sur chaque mtchoire sont prévus deux pistons et que la ligne joignant les deux boulons extrê- mes est parallèle à la ligne joignant les centres des deux pistons et plus près du centre du disque que cette dernière. 5 - Frein à disque selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'au moins quatre boulons sont prévus pour relier les mâchoires en vis-à-vis, et que la ligne joignant les deux boulons les plus rapprochés parmi ces quatre et celle joignant les deux boulons les plus éloignés sont parralèles et sensiblement symétriques par rapport à la ligne joignant les centres des pistons. 6 - Frein à disque selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'un des boulons de fixation est placé à la périphérie des mâchoires, sensiblement au centre de l'arc de cercle constitué par les mâchoires. 7 - Frein à disque selon l'une des revéndications 1 à 6, caractérisé par le fait que le frein comporte plusieurs étriers à deux mâchoires opposées, répartis à la périphérie du disque.