Brevet FR2739162A1 — publié le 19970328

ENSEMBLE DE FREINAGE POUR ROUE DE VÉHICULE, COMPORTANT UN ÉTRIER ET UN DISQUE DE FREIN ASSOCIE ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION L'utilisation d'ensembles de freinage comportant un étrier et un disque de frein sur toutes sortes de véhicules, telles que motocyclettes, automobiles ou camions, est bien connue de l'état de la technique. Le principe de fonctionnement est basé sur le serrage d'un disque solidaire de la roue entre deux mâchoires (les garnitures de frein) poussées par des vérins (les cylindres de freins), en général hydrauliques, s'appuyant sur une structure (l'étrier) bloquée en rotation par rapport à la caisse du véhicule. La demande de brevet international WO 94/29611, publiée le 22 décembre 1994, donne un exemple très classique de ce type de dispositif. La pièce sur laquelle s'appuient les cylindres de freins chevauche la périphérie du disque (elle tire son nom de sa forme particulière). La demande de brevet international WO 93/14945, publiée le 05 août 1993, décrit un autre aspect d'un dispositif de frein à disque. Le disque est solidaire de la jante de la roue par l'intermédiaire d'un moyeu, ce qui est en général le cas pour la plupart des roues de véhicules. Dans la demande de brevet européen EP 0 638 444 Al, publiée le 15 février 1995, il est décrit au contraire un ensemble de freinage pour matériel ferroviaire, tel une motrice ou un wagon, se rapportant à une roue dont les flancs réalisent directement des surfaces d'appui pour les garnitures. Ces quelques exemples montrent qu'il existe de nombreuses variantes dans la conception de ces ensembles de freinage. Indépendamment des systèmes de freinage, on trouve également dans l'état de la technique différents modes de réalisation de moyeux de roues. Certains moyeux de roues peuvent comporter un degré de liberté en plus d'un degré de rotation axiale et rendre ainsi la roue directionnelle. C'est le cas du moyeu de roue avant de motocyclette divulgué dans la demande de brevet international WO 93/03952 publiée le 04 mars 1993. Un autre exemple de ce type est donné par la demande de brevet international WO 92/08639 publiée le 29 mai 1992. Ces types de moyeux présentent des caractéristiques avantageuses pour la roue avant d'une motocyclette dont la rigidité de la fourche de direction est importante pour la tenue de route. L'emploi d'un moyeu articulé permet de supprimer la fourche de direction et de la remplacer par un simple bras de suspension, comme le montre par exemple la demande de brevet européen EP 0 621 171 publiée le 26 octobre 1994. Ce type de direction avait déjà été utilisé sur la motocyclette de marque YAMAHA, telle que représentée dans la demande de brevet européen EP 0 536 719 publiée le 14 mars 1993. Il ressort de l'état de la technique tel que décrit dans les documents cités ci-dessus que les freins à disques, les roues à disques intégrés et les moyeux directionnels sont parfaitement connus, mais qu'il n'existe à ce jour aucun dispositif réalisant une synthèse de ceux-ci en vue d'obtenir des caractéristiques techniques optimales. DESCRIPTION GÉNÉRALE DE L'INVENTION La présente invention vise donc à optimiser la conception d'une roue de véhicule. Elle a précisément pour objet un ensemble de freinage pour roue de véhicule, comportant un étrier et un disque de frein associé, caractérisé en ce que l'étrier comporte au moins un moyen de guidage sans frottement du disque en rotation. Un premier moyen de guidage est de préférence constitué par une butée à aiguilles du type McPherson calée sur chacune des faces internes de l'étrier. Le disque de frein présentant une partie centrale évidée, un deuxième moyen de guidage peut avantageusement être un roulement sphérique à rouleaux placé à l'intérieur de cette partie centrale évidée. Selon une caractéristique additionnelle de l'ensemble de freinage selon l'invention, l'étrier de frein peut être articulé autour d'un axe de rotation par rapport à la caisse du véhicule. Il peut en particulier être articulé autour de son axe de rotation par l'intermédiaire de deux roulements sphériques à rouleaux disposés à l'intérieur de la partie centrale du disque, de part et d'autre de l'axe de rotation dudit disque, et solidaires de l'axe de la roue. De façon avantageuse, l'étrier peut également comporter au moins un point d'attache d'un moyen de commande en rotation de l'étrier autour de son axe de rotation. Ce moyen de commande est préférentiellement un câble, un ensemble de biellettes, un vérin hydraulique ou un vérin électrique. Le moyen de commande en rotation de l'étrier peut avantageusement être réversible. Si son axe de rotation est situé dans le plan vertical de symétrie longitudinale d'un véhicule à deux roues, préférentiellement de type motocyclette, il présente une faible inclinaison sur la verticale de façon à constituer l'axe de direction dudit véhicule. Selon encore une variante de réalisation de l'ensemble de freinage pour roue de véhicule selon l'invention, l'étrier de frein peut être directement articulé sur le bras de suspension avant du véhicule. Selon encore une autre variante de réalisation de l'invention, en vue de son application à une roue motrice, le disque de frein peut comporter une couronne dentée formant engrenage avec un pignon denté supporté par l'étrier. Le concept inventif englobe également une roue pour véhicule adaptée à la mise en oeuvre de l'ensemble de freinage selon l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus. Cette roue est caractérisée par une structure monobloc, la partie centrale réalisant directement le disque de frein. Dans un mode de réalisation alternatif de cette roue, la partie centrale est constituée par un disque de frein rapporté. Enfin, dans un mode particulier de réalisation de l'invention, la roue est réalisée en fibres de carbone. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La Figure 1 est une vue en coupe transversale de l'ensemble de freinage selon l'invention. La Figure 2 représente en vue de côté, avec arrachement partiel, une roue de véhicule équipée de l'ensemble de freinage représenté à la Figure 1. Les Figures 3 et 4 sont des coupes transversales de variantes de réalisation de l'ensemble de freinage selon l'invention, pouvant équiper une roue avant et respectivement une roue arrière de véhicule. DESCRIPTION DUNE FORME D'EXÉCUTION PRÉFÉRÉE DE L'INVENTION Les références à la Figure 1 serviront à expliquer les différentes caractéristiques de l'invention. Le dispositif comprend les éléments mécaniques ou hydrauliques suivants: - des cylindres de frein (1), - un disque (2) constituant une partie de la jante de la roue, - des vis de calage (3) de butée McPherson, - des entretoises de calage (4) pour les butées McPherson, - des butées McPherson (5) à aiguilles, - des roulements sphériques à rouleaux (6) (rotation), - des roulements sphériques à rouleaux (7) (direction), - un axe de direction et de fixation de la roue (8), - un point d'attache du vérin hydraulique ou électrique de direction (9), - un carter de roue jouant le rôle d'étrier de frein (10). Le disque (2) présente donc un premier degré de liberté autour de l'axe (8) et un second degré de liberté autour d'un axe perpendiculaire grâce au mouvement de l'étrier (10) dû aux roulements (7). La Figure 2 permet de retrouver ces différents éléments. La Figure 3 montre un étrier muni de points d'attache à une suspension de train avant d'automobile (11, 12). Ces points d'attache sont constitués par des rotules de liaison. Le disque de frein est de plus muni d'une couronne dentée (13) engagée avec un pignon d'entraînement (14). On obtient ainsi une roue avant motrice. La Figure 4 montre un étrier muni de goujons d'accrochage (15) au bras de suspension arrière d'une motocyclette, la liaison à la suspension étant repérée par (18) dans son ensemble. Le disque de frein est également muni d'une couronne dentée (16) et l'étrier d'un pignon (17). Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seuls modes d'exécution ci-dessus, donnés à titre d'exemple ; elle embrasse, au contraire, toutes les variantes possibles de réalisations. REVENDICATIONS 1) Ensemble de freinage pour roue de véhicule, comportant un étrier (10) et un disque de frein (2) associé, caractérisé en ce que l'étrier (10) comporte au moins un moyen de guidage sans frottement dudit disque (2) en rotation. 2) Ensemble de freinage pour roue de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de guidage est constitué par une butée à aiguilles (5) du type McPherson calée sur chacune des faces internes dudit étrier (10). 3) Ensemble de freinage pour roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le disque (2) présente une partie centrale évidée et que le moyen de guidage est un roulement sphérique à rouleaux (6) placé à l'intérieur de ladite partie centrale. 4) Ensemble de freinage pour roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1à 3, caractérisé en ce que l'étrier (10) est articulé autour d'un axe de rotation par rapport audit véhicule. 5) Ensemble de freinage pour roue de véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étrier (10) est articulé autour dudit axe de rotation par l'intermédiaire de deux roulements sphériques à rouleaux (7) disposés à l'intérieur de la partie centrale évidée du disque (2), de part et d'autre de l'axe de rotation dudit disque, et solidaires de l'axe (8) de ladite roue. 6) Ensemble de freinage pour roue de véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étrier (10) comporte au moins un point d'attache (9) d'un moyen de commande en rotation dudit étrier autour de son axe de rotation, ledit moyen de commande étant préférentiellement un câble, un ensemble de biellettes, un vérin hydraulique ou un vérin électrique. 7) Ensemble de freinage pour roue de véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit moyen de commande est réversible et en ce que ledit axe de rotation est si tué dans le plan vertical de symétrie longitudinale d'un véhicule à deux roues, préférentiellement de type motocyclette, et présente une faible inclinaison sur la verticale de façon à constituer l'axe de direction dudit véhicule. 8) Ensemble de freinage pour roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étrier (10) est directement articulé sur le bras de suspension avant dudit véhicule par des rotules (il, 12). 9) Ensemble de freinage pour roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le disque (2) comporte une couronne dentée (13) formant engrenage avec un pignon denté (14) supporté par l'étrier (10). 10) Roue pour véhicule adaptée à la mise en oeuvre de l'ensemble de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que sa constitution est monobloc et que sa partie centrale réalise directement le disque de frein (2). 11) Roue pour véhicule adaptée à la mise en oeuvre de l'ensemble de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que sa partie centrale est constituée par un disque de frein (2) rapporté. 12) Roue pour véhicule adaptée à la mise en oeuvre de l'ensemble de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle est constituée de fibres de carbone.