Brevet FR2664005A1 — publié le 19920103

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un bottier d'étrier de frein pour frein à disque, selon lequel on assemble le bottier à partir de plusieurs pièces coulées, ainsi qu'un bottier d'étrier de frein réalisé par ce procédé. Il est déjà prévu, dans l'état de la technique, de couler en une seule pièce un boîtier d'étrier de frein, constitué essentiellement d'un pont d'étrier, comportant une partie de retenue de patin de frein, et d'un cylindre de frein On soumet ensuite le bottier à un usinage mécanique ultérieur, afin par exemple d'obtenir un guidage précis du piston ou une lO gorge annulaire prévue pour la bague d'étanchéité disposée entre le cylin- dre de frein et le piston de frein. Un inconvénient réside toutefois dans le fait qu'en raison de la forme complexe du boîtier, l'usinage mécanique ultérieur est relativement difficile et onéreux Cela conduit donc, uniquement en vue de permettre l'usinage ultérieur, à ménager dans le bottier un évidement qui réduit encore sa stabilité et favorise le grincement du frein. Selon un autre procédé connu (DE-OS 3 3 322 232), on assemble un étrier de frein à disque à partir de plusieurs parties, en vue d'éviter un usinage ultérieur difficile du bottier d'étrier de frein à l'état fini. C'est ainsi par exemple qu'on usine le cylindre de frein avant sa fixation à ajustement serré sur l'étrier de frein, ce qui dans l'ensemble est assez favorable en ce qui concerne le coût. Malgré les améliorations, il subsiste toujours dans ce procédé la nécessité de procéder à de nombreuses opérations d'usinage mécanique et d'assemblage des différentes parties. Pour être complet, il faut encore citer ici les bottiers d'étrier de frein qui sont assemblés, par vissage, par soudage, à la coulée ou à la presse, à partir de plusieurs parties usinées (DE-OS 2 113 946, DE-OS 2 950 660, DE-OS 3 025 636, DE-GM 1 983 852, DE-GM 1 984 850) Les différentes parties sont en général en différentes matières Le but en est, contrairement au procédé ici présenté, de réduire le poids ou le volume du boîtier d'étrier de frein grâce à une meilleure utilisation de différentes propriétés des matières pour remplir différentes fonctions En général, un usinage ultérieur est encore nécessaire. L'invention a pour but de fournir un procédé de fabrication d'un boîtier d'étrier de frein, de préférence d'un bottier d'étrier flottant, grâce auquel les moyens nécessaires pour l'usinage mécanique et l'assem- blage des parties de bottier sont nettement plus simples que dans le cas des solutions connues. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé, du type consi- déré, caractérisé en ce qu'on réalise, par coulée de précision, puis assem- ble, au moins deux parties de boîtier dont l'une constitue, pour l'essen- tiel, le pont d'étrier et une partie du cylindre de frein située du côté du disque de frein, tandis que l'autre constitue la partie principale restante du cylindre de frein. Ainsi, l'invention consiste essentiellement à assembler un boîtier d'étrier de frein, de préférence un bottier d'étrier flottant, à partir d'au moins deux parties de boîtier réalisées par coulée de préci- 1 O sion Le plan de joint de ces deux parties de boîtier s'étend, à travers la partie du cylindre de frein tournée vers le disque de frein, perpendiculai- rement à l'axe du cylindre et, dans le sens axial, au niveau o se trouve, lorsque le frein est à l'état fini, une bague servant à assurer l'étan- chéité du piston de frein par rapport au cylindre de frein. Suivant un développement de mise en oeuvre de l'invention, il peut avantageusement être prévu que le joint de deux parties de boîtier s'étende en forme d'anneau dans un plan qui coupe le cylindre de frein, dans sa zone tournée vers le disque de frein, perpendiculairement à l'axe du cylindre et que les deux parties de boîtier soient agencées, par leur forme, de façon à constituer une gorge annulaire à l'endroit de leur joint une fois qu'elles ont été assemblées Ainsi, les profils des joints annu- laires de deux parties de bottier sont chaque fois réalisés par coulée de façon telle que les deux parties puissent s'assembler suivant une adapta- tion de formes précise, notamment d'une manière concentrique, et qu'il se forme ainsi, sur la face inférieure du cylindre de frein maintenant complet, une gorge annulaire destinée à recevoir la bague d'étanchéité. Les avantages de l'invention, ainsi que du développement de mise en oeuvre mentionné résident, par rapport au procédé connu, dans le fait qu'on fait l'économie de certaines opérations mécaniques d'usinage préala- bles à l'assemblage des parties de boîtier, telles que le fraisage de la gorge annulaire, que l'assemblage lui-même n'exige qu'une seule opération et qu'en aucune manière un usinage mécanique du boîtier d'étrier de frein à l'état fini n'est nécessaire Cela entraîne une réduction considérable des coûts de fabrication. La suppression d'opérations d'usinage entraînant la formation de copeaux a l'avantage supplémentaire d'éliminer le rejet de copeaux et d'agent de refroidissement, ce qui réduit ainsi la pollution correspondante vis-à-vis de l'environnement. Il convient de souligner qu'en principe, ce procédé diffère de ceux dans lesquels, après l'assemblage, le produit final n'offre que la somme des particularités fonctionnelles de ses éléments constitutifs En revanche, dans le cas présent, une nouvelle particularité fonctionnelle du bottier d'étrier de frein (la gorge annulaire) n'est produite que du fait de l'assemblage de deux parties de bottier. D'une manière avantageuse, il peut être prévu que, pour la fabrication des parties de boîtier, on utilise une matière apte à la coulée de précision, de préférence une fonte de moulage avec addition de riblons. Afin de permettre un fonctionnement parfait du frein, il est en outre avantageux de prévoir, pour le guidage du piston, une zone de la paroi intérieure du cylindre de frein qui se trouve dans la partie de boîtier située du côté de l'étrier et qui est réalisée, par coulée de précision, de façon à être exactement adaptée en diamètre au piston de frein Il n'est ainsi nécessaire de procéder à un ajustement ni du cylindre de frein, ni du piston de frein. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, les deux parties de bottier sont réunies entre elles de manière permanente par soudage par friction Cette opération s'exécute en faisant appel à des moyens relativement simples et le joint d'assemblage est étanche vis-à-vis d'une sortie de liquide de frein. Un développement avantageux de mise en oeuvre de l'invention consiste à former, lors de la coulée de la partie de boîtier correspondante et au moyen d'une pièce rapportée annulaire ou d'un noyau, un épaulement annulaire disposé à l'extrémité ouverte du cylindre de frein et destiné à recevoir en ajustement précis un chapeau de protection Le procédé peut avantageusement être caractérisé par l'utilisation d'une pièce rapportée annulaire, ou d'un noyau de forme appropriée, qui est amovible et au moyen duquel ou de laquelle, lors de la fabrication de la partie de boîtier située du côté de l'étrier, il est ménagé, sur l'extrémité du cylindre de frein située du côté du disque de frein, un épaulement annulaire destiné à recevoir un chapeau de protection Cela facilite un façonnage précis de l'épaulement. Suivant une réalisation avantageuse de l'invention, on place à la coulée, dans le guidage de boîtier de la partie de boîtier située du côté de l'étrier, une pièce tubulaire de renforcement en une matière dure, de préférence en acier On réduit ainsi le risque que, du fait des efforts importants et alternés qui se présentent lors de l'actionnement du frein, cette zone ne soit déformée et un jeu trop important ne se forme. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- ront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé sur lequel la figure unique est une vue en coupe schématique d'un boîtier d'étrier flottant conforme à l'invention, cette coupe passant par l'axe de symétrie du cylindre de frein. Pour fabriquer ce boîtier d'étrier flottant, on réalise, par coulée de précision, deux parties de boîtier 1 et 2 représentées à la figure. La partie de boîtier 1 la plus grande comprend, à partir de sa zone ouverte faisant face au disque de frein, un pont d'étrier 3, compor- tànt une partie d'appui 4 pour un patin de frein, un guidage de boîtier 5, comportant une pièce de renforcement 6, et une petite portion 7 du cylindre de frein La partie de boîtier 2 la plus petite est constituée uniquement par la portion restante, plus grande, du cylindre de frein. Le joint des parties de boîtier 1 et 2 s'étend d'une façon annu- laire dans un plan qui coupe le cylindre de frein perpendiculairement à l'axe A de celui-ci. La partie de boîtier 1 la plus grande, située du côté de l'étrier, présente, à l'endroit de son joint, un évidement 8 à section circulaire qui est réalisé par coulée de précision sur la face intérieure du cylindre de frein Lors de l'assemblage, cet évidement 8 s'emboîte par- dessus un évidement 9 réalisé sur la face extérieure de la partie de boîtier 2 la plus petite, cet évidement 9 étant également obtenu par coulée de précision et à section circulaire L'évidement 8 est plus long que l'évidement 9 de quelques millimètres suivant la direction axiale Une gorge annulaire 10 se forme ainsi sur la face intérieure du cylindre de frein lorsque le boîtier d'étrier flottant est définitivement monté. Après la coulée, les parties de boîtier 1 et 2 sont réunies entre elles de manière permanente par soudage par friction. Dans la partie de boîtier 1 située du côté de l'étrier, il est prévu, servant de guidage de piston 11, une zone de la paroi intérieure de la portion 7 du cylindre de frein qui est réalisée par coulée de préci- sion Son diamètre est adapté au piston de frein. Lors de la coulée, un décrochement annulaire 13 est réalisé, au moyen d'une pièce rapportée annulaire 12 ou d'un noyau, sur l'extrémité du cylindre de frein située du côté du disque de frein Ce décrochement sert de siège à ajustement précis pour un chapeau de protection qui protège le guidage de piston 11 des matières encrassantes. Après la coulée et avant le soudage des parties de boîtier 1 et 2, on ôte cette pièce rapportée 12 ou ce noyau. En vue d'assurer un renforcement du guidage de boîtier 5, un tube en acier est mis en place à la coulée de façon à constituer une pièce de renforcement 6. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un boîtier pour frein à disque, de préférence d'un boîtier à étrier flottant, selon lequel on assemble le boîtier, essentiellement constitué d'un pont d'étrier et d'au moins un cylindre de frein, à partir de plusieurs pièces coulées, ainsi qu'un boîtier d'étrier de frein réalisé par ce procédé, caractérisé en ce qu'on réalise, par coulée de précision, puis assemble, au moins deux parties de boîtier ( 1, 2) dont l'une constitue, pour l'essentiel, le pont d'étrier et une partie du cylindre de frein située du côté du disque de frein, tandis que l'autre constitue la partie principale restante du cylindre de frein. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le joint de deux parties de boîtier ( 1, 2) s'étend en forme d'anneau dans un plan qui coupe le cylindre de frein, dans sa zone tournée vers le disque de frein, perpendiculairement à l'axe (A) du cylindre et en ce que les deux parties de boîtier ( 1, 2) sont agencées, par leur forme, de façon à consti- tuer une gorge annulaire ( 10) à l'endroit de leur joint une fois qu'elles ont été assemblées. 3 Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la gorge annulaire ( 10) est réalisée dans la cavité du cylindre de frein. 4 Procédé suivant l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce qu'on utilise une matière apte à la coulée de précision, de préférence une fonte de moulage avec addition de riblons. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que, dans le cylindre de frein, un guidage ( 11) du piston est constitué par une zone de paroi intérieure qui est réalisée par coulée de précision et exactement adaptée en diamètre au piston de frein et qui se trouve au voisinage de l'extrémité du cylindre de frein située du côté du disque de frein. 6 Procédé suivant l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que, à l'endroit de leur joint, les parties de boîtier ( 1, 2) sont de préférence réunies de manière permanente par soudage par friction. 7 Procédé suivant l'une des revendications précédentes, carac- térisé par l'utilisation d'une pièce rapportée annulaire ( 12), ou d'un noyau de forme appropriée, qui est amovible et au moyen duquel ou de laquelle, lors de la fabrication de la partie de boîtier ( 1) située du côté de l'étrier, il est ménagé, sur l'extrémité du cylindre de frein située du côté du disque de frein, un épaulement annulaire ( 13) destiné à recevoir un chapeau de protection. 8 Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce rapportée ( 12) est extraite de force avant l'assemblage des parties de boîtier ( 1, 2). 9 Procédé suivant l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce qu'une pièce tubulaire de renforcement ( 6), de préférence en acier, est mise en place à la coulée dans le guidage de boîtier ( 5) prévu dans la partie de boîtier ( 1) située du côté de l'étrier. Boîtier d'étrier de frein, obtenu par un procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est assemblé, de préférence par soudage par friction, à partir d'au moins deux parties de boîtier ( 1, 2) dont le joint s'étend dans un plan qui coupe le cylindre de frein perpendiculairement à l'axe (A) de ce cylindre, les parties de boîtier ( 1, 2) étant conformées de façon à constituer une gorge annulaire ( 10) à l'endroit de leur joint.