Brevet FR2554887A1 — publié le 19850517

Système de montage flottant d'un disque de freinage sur le moyeu d'une roue. L'invention concerne un système de montage coaxial et à. flottement axial d'un bord intérieur d'un disque annulaire de frein sur le bord périphérique d'un moyeu de roue, les deux bords se faisant face. On sait que le disque de frein est monté sur le moyeu, ou, plus généralement, sur une pièce métallique intermédiaire appelé "bol" ellemême fixée sur le moyeu. Pour plus de facilité, on ne parlera dans la suite que de moyeu. Pour la liaison du disque sur le moyeu, on utilise ou bien le montage fixe ou bien le montage flottant. Dans le montage fixe, le disque ne peut pas se déplacer axialement sous la poussée des plaquettes par les pistons hydrauliques. Le montage fixe présente de nombreux inconvénients, dont le voilage du disque dû aux dilatations différentielles entre le disque et le moyeu. Ce voilage repousse les plaquettes et oblige le pilote à "pomper" sur la pédale de frein pour les ramener au contact du disque. En particulier avec les disques réalisés en matériaux composites, ce montage est définitivement abandonné au profit du montage flottant. Dans le montage flottant le disque peut se déplacer axialement de quelques dixièmes de millimètres évitant ainsi, en particulier, les risques de voilage. D'autre part, les transferts thermiques du disque vers le moyeu sont limités par la réduction notable des surfaces en contact. Cependant ces montages couramment utilisés présentent des défauts. Ces principaux inconvénients limitant leur utilisation potentielle peuvent être résumés de la façon suivante: - nombre important de pièces pour passer le couple de freinage, d'o masse et coût élevés. - montage et démontage longs et délicats (filetage frein sur les vis ou écrous). - encombrement latéral important (dépassement de têtes d'écrou) et réduction des faces de frottement. - libération non totale des contraintes dees aux dilatations différentielles entre le moyeu et le disque. L'invention vise à proposer un nouveau système de montage flottant, exempt des inconvénients précités, n'entraînant pas de modifications de l'étrier de freinage et de sa partie hydraulique. Selon l'invention le système de montage comprend: a) sur les bords intérieur et périphérique, des reliefs axiaux de guidage coopérant pour centrer le disque, le bloquer angulairement et le guider axialement par rapport au moyeu; b) des organes de butée axiale susceptible de prendre deux positions: une première position, de blocage axial, dans laquelle ils sont logés et peuvent prendre appui axialement à la fois dans deux cavités coopérantes des bords intérieur et périphérique, 20. une seconde position, de déblocage axial, dans laquelle ils ne sont logés que dans l'une des deux cavités. c) des moyens de manoeuvre pour faire passer les organes de butée de l'une à l'autre de leur deux positions. Avantageusement, les reliefs axiaux de guidage de l'un des bords ont deux flancs parallèles et symétriques par rapport à un plan passant par l'axe commun du disque et du moyeu, qui coopèrent chacun avec un flanc parallèle du relief coopérant respectif de l'autre bord. Avantageusement, les organes de butée axiale sont des organes élastiques, l'une de leur deux positions correspondant à un état sans contraintes, l'autre correspondant à un état sous contraintes, lesquelles sont imposées par les moyens de manoeuvre. Avantageusement, les organes de butée axiale sont des ressorts en forme de W, logés dans des fentes perpendiculaires à l'axe commun du disque et du moyeu. Avantageusement, les moyens de manoeuvre consistent en des broches à portée conique, susceptibles d'être guidées depuis l'extérieur dans des trous prévus sensiblement transversalement à l'une des cavités de logement des organes de butée axiale, de manière que lors du guidage des broches dans leurs trous, leurs portées coniques prennent appui sur les organes de butée axiale et les fassent passer de l'une à l'autre de leur deux position. Avantageusement, le disque est réalisé en un matériau composite. Les ressorts sont métalliques (acier réfractaire) ou en matériau composite. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode particulier de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective partiellement arrachée et éclatée d'un disque monté sur un moyeu conformément à l'invention. - la figure 2 représente, en deux demi-coupes perpendiculaires à l'axe commun du disque et du moyeu, un détail de la fixation flottante de l'invention. La demi-coupe supérieure montre le ressort en position de blocage. La demi-coupe inférieure montre le ressort en position comprimée de déblocage. Le moyeu ou bol 1, représenté pour simplifier sous la forme d'un disque, généralement métallique, d'axe 2, possède un bord périphérique 3, de forme généralement cylindrique, sur lequel se monte le bord intérieur 4, également cylindrique, du disque de freinage 5, de forme annulaire et d'axe 2 commun avec le moyeu 1, et réalisé généralement dans un matériau composite à hautes caractéristiques thermiques et mécaniques, tel qu'un composite carbone-carbone (matrice en carbone, renforcements structurels en carbone), ou carbone-carbure de silicium (matrice en carbure de silicium, renforcements structurels en carbone). Le bord périphérique 3 du moyeu 1 porte huit reliefs de guidage 6 axiaux (c'est-à-dire de forme engendrée par une génératrice parallèle à l'axe 2), régulièrement répartis sur la périphérie. Les flancs 7 d'un relief 6 sont parallèles et symétriques par rapport à un plan médian passant par l'axe 2. Les reliefs 6 coopèrent, pour le blocage angulaire et le centrage du disque 5 par rapport au moyeu 1, avec des reliefs axiaux 8 du bord intérieur du disque 5. Les reliefs 8 ont leurs flancs 9 respectivement parallèles aux flancs 7 qui leur sont contigus. De cette façon est permise la libre dilation radiale, sans coincement, du disque 5 et du moyeu I l'un par rapport à l'autre, les reliefs 8 étant séparés par des cannelures plus profondes que la hauteur d'enfoncement des reliefs 6. Le fond de ces cannelures est arrondi selon une courbure de grand rayon pour réduire les concentrations de contraintes. Il est prévu un Jeu entre le bord périphérique 3 et le bord intérieur 4 avec des rainures axiales 10 pour la ventilation et limiter les échanges thermiques. Le bord périphérique 3 comporte quatre fentes 11, perpendiculaires à l'axe 2 et destinées, en coopération avec quatre fentes ou simples gorges 12 qui leur font face dans des reliefs 8 du bord intérieur 4, à loger des ressorts de blocage 13. Les ressorts 13, réalisés en fil rond calibré, affectent sensiblement la forme d'un W arrondi dont la base est tournée vers l'extérieur du moyeu 1. Les extrémités 14 d'un ressort sont recourbées vers sa base, de façon à venir s'appuyer presque tangentiellement sur les bords arrondis 15 du fond des fentes 11, formant de la sorte un appui très élastiquement souple. La forme de chaque ressort 13 est telle que, sans autre sollicitation mécanique, un ressort s'appuie à la fois sur les bords 14 du fond d'une fente 11 et, par sa base, sur le fond d'une fente ou gorge 12. Serré entre les flancs de ces deux fentes, le ressort 13 bloque à son niveau toute translation axiale d'ensemble du disque 5 par rapport au moyeu, sans empêcher cependant, le cas échéant, une dilatation thermique différentielle dans le sens axial. Les ressorts sont en acier réfractaire pour éviter qu'ils ne se déforment à haute température, sous l'effet de la 2554C8 7 force centrifuge. Correspondant à chaque ressort, une broche 16 peut être introduite de l'extérieur, parallèlement à l'axe 2, dans un trou axial 17 formé près du bord 3 et débouchant dans la fente 11, sensiblement au milieu de son extension angulaire, de façon à pouvoir rencontrer et s'introduire dans la partie médiane arrondie 18 du ressort 13 placé dans la fente. La profondeur de la fente 11 et l'emplacement du trou 17 sont tels que lorsque la broche 16 traverse la partie 18, elle pousse cette dernière vers le fond de la fente 11 et permet de dégager entièrement la base du ressort 13 de la gorge 12, supprimant le blocage axial entre le disque et le moyeu. Chaque broche 16 comporte une pointe à portée conique 19 pour faciliter l'introduction de la broche dans la partie médiane 18 du ressort, suivie d'une partie cylindrique 20 de retenue du ressort, puis d'un épaulement 21 limitant l'enfoncement de la broche. Une tte sphérique 22 permet de manipuler facilement la broche 16. Ainsi, selon l'invention, on a réalisé un système de fixation flottante à butées axiales rapidement escamotables, en vue du montage ou du démontage du disque par translation axiale. Ce système permet notamment: 1. la libre dilatation du moyeu sans contraindre le disque, 2. le montage, démontage très rapide du disque, 3. de diminuer l'encombrement latéral, 4. de réduire les ponts thermiques entre le disque et le moyeu, 5. la réduction du nombre de pièces (réduction du coût), 6. de valoriser les matériaux composites de toutes natures par un accrochage adapté qui diminue les risques de rupture de disque. REVENDICATIONS 1. Système de montage coaxial et à flottement axial du bord intérieur (4) d'un disque annulaire (5) de frein sur le bord périphérique (3) d'un moyeu de roue (1), les deux bords (3,4) se faisant face, caractérisé en ce qu'il comprend: a) sur les bords intérieur (4) et périphérique (3), des reliefs axiaux de guidage (8,6) coopérant pour centrer le disque (5), le bloquer angulairement et le guider axialement par rapport au moyeu (1); - b) des organes de butée axiale (13) susceptibles de prendre deux positions: une première position, de blocage axial dans laquelle ils sont logés et peuvent prendre appui axialement à la fois dans deux cavités coopérantes (12,11) des bords intérieur (4) et périphérique (3), une seconde position, de déblocage axial, dans laquelle ils ne sont logés que dans l'une (11) des deux cavités. c) des moyens de manoeuvre (16) pour faire passer les organes de butée (13) de l'une à l'autre de leur deux positions. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les reliefs axiaux de guidage (6) de l'un (3) des bords ont deux flancs (7) parallèles et symétriques par rapport à un plan passant par l'axe commun (2) du disque (5) et du moyeu (1), qui coopèrent chacun avec un flanc parallèle (9) du relief coopérant (8) respectif de l'autre bord (4). 3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les organes de butée axiale (13) sont des organes élastiques, l'une de leur deux positions correspondant à un état sans contraintes, l'autre correspondant à un état sous contraintes, lesquelles sont imposées par les moyeus de manoeuvre (16). 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les organes de butée axiale sont des ressorts (13) en forme de W, logés dans des fentes (11,12) perpendiculaires à l'axe commun (2) du disque et du moyeu. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de manoeuvre consistent en des broches (16) à portée conique (19), susceptibles d'être guidées depuis l'extérieur dans des trous (17) prévus sensiblement transversalement à l'une (11) des cavités de logement des organes de butée axiale (13), de manière que lors du guidage des broches (16) dans leurs trous (19), leurs portées coniques (19) prennent appui sur les organes de butée axiale (13) et les fassent passer de l'une à l'autre de leur deux positions. 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le disque (5) est réalisé en un matériau composite.