Brevet FR2755195A1 — publié le 19980430

DISPOSITIF DE FREINAGE INTEGRE A RIGIDITE ACCRUE La présente invention concerne un dispositif de freinage pour un véhicule automobile doté d'au moins une roue montée à rotation autour d'un premier axe sur une fusée reliée à un longeron du véhicule, ce dispositif comprenant: - au moins un premier organe de conversion d'énergie, solidaire de la roue en rotation; - au moins un second organe de conversion d'énergie susceptible d'être commandé pour recevoir sélectivement un effort de freinage de la part du premier organe de conversion d'énergie; - un actionneur propre à commander le second organe; - et un support fixe par rapport au longeron, propre à absorber l'effort de freinage s'exerçant sélectivement sur le second organe. De tels freins sont bien connus dans l'art antérieur, comme le montrent par exemple les documents DE 3703 395, US 40 61 429 ou WO 9603 594. L'un des problèmes très anciens qui se pose pour l'ensemble de ces dispositifs est l'apparition de déformations génératrices d'usure, de vibrations et de bruit, qui affectent les pièces intervenant dans la transmission de l'effort de freinage entre le second organe de conversion d'énergie et le longeron du véhicule. Un autre problème est relatif au fait que le montage de ces dispositifs sur véhicule ne peut se faire qu'élément par élément, la conception interdisant la réalisation d'un ensemble complet assemblé séparément pour être monté directement sur véhicule sans recours à des pièces intermédiaires. Enfin, la conception très variée de ces dispositifs, n'autorise pas leur interchangeabilité, qui serait pourtant précieuse pour les constructeurs qui cherchent toujours à élargir la gamme et les performances de leurs véhicules à partir de chassis identiques. L'invention se situe dans ce contexte et a pour but de proposer un dispositif de freinage de structure simple, susceptible de résoudre l'un au moins des problèmes précédemment évoqués. A cette fin, le dispositif de l'invention, par ailleurs conforme au préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que la fusée et le support appartiennent à une seule et même pièce monobloc. Dans un mode de réalisation typique de l'invention, la fusée est montée de façon amovible sur le longeron par une première extrémité, suivant le premier axe, et cette première extrémité de la fusée s'encastre dans un logement du longeron. Le dispositif comprend en outre un moyeu solidaire en rotation du premier organe de conversion d'énergie, et des moyens de roulement et de guidage interposés entre la fusée et le moyeu. Il est avantageux, pour augmenter la rigidité du support, de prévoir que ce dernier soit conformé en collerette s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire au premier axe et percée d'au moins deux trous de fixation permettant son montage sur le longeron. Dans l'une des applications privilégiées de l'invention, le premier organe de conversion d'énergie comprend un disque, le second organe de conversion d'énergie comprend au moins un patin, tandis que l'actionneur comprend un piston mobile dans un cylindre intégré à un étrier. Il est alors avantageux, dans une telle application, de prévoir que la collerette s'étende radialement pour former deux bras disposés en V, et que chaque bras présente une extrémité conformée en glissière recevant à coulissement une extrémité correspondante du patin pour pouvoir absorber l'effort de freinage s'exerçant sélectivement sur le patin. Il convient également de prévoir que l'extrémité de l'un des bras au moins présente, en outre, des moyens pour guider ledit étrier suivant une direction parallèle au premier axe. Dans une autre application de l'invention, I'actionneur comprend un cylindre de roue, tandis que le premier organe de conversion d'énergie comprend un tambour, le second organe de conversion d'énergie comprenant au moins un segment de frein. Dans ce cas, il est avantageux de prévoir que la collerette s'étende radialement pour former un bossage offrant un appui au segment de frein pour pouvoir absorber l'effort de freinage s'exerçant sélectivement sur le segment de frein. 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: - Les Figures 1 et 2 sont des vues axiales de dispositifs de freinage conformes à l'art antérieur. - La Figure 3 est une vue axiale d'un premier dispositif de freinage conforme à la présente invention; - La Figure 4 est une vue en perspective du support fixe du dispositif de la Figure 3; - La Figure 5 est une vue axiale d'un second dispositif de freinage conforme à l'invention; - La Figure 6 est une vue en perspective du support fixe du dispositif de la Figure 5; - La Figure 7 est une vue axiale d'un troisième dispositif de freinage conforme à l'invention; - La Figure 8 est une vue en perspective du support fixe du dispositif de la Figure 7; et - La Figure 9 est une vue axiale d'un quatrième dispositif de freinage conforme à l'invention; La Figure 1 représente l'implantation sur véhicule d'un frein à disque, tandis que la Figure 2 représente celle d'un frein à tambour, I'invention étant notamment applicable à ces deux types de freins connus, dont les principaux organes seront rapidement rappelés ci-après de façon à mieux mettre en évidence les éléments originaux de l'invention. Dans le cas des dispositifs de freinage connus tels que représentés sur les Figures 1 et 2, une fusée 1 implantée à force dans un longeron 2 du véhicule supporte à rotation, autour d'un premier axe X, un premier organe de conversion d'énergie 3, ce dernier prenant la forme d'un disque 31 dans le cas de la Figure 1 et la forme d'un tambour 32 dans le cas de la Figure 2. Dans les deux cas, ce premier organe de conversion d'énergie 3 est solidaire d'un moyeu 6 assujetti à la roue 4 du véhicule au moyen de boulons 7, et supporté à rotation sur la fusée 1 par l'intermédiaire de roulements 5. Par ailleurs, un support 8, fixé sur une extrémité du longeron 2 à l'endroit où la frisée 1 en fait saillie, porte un actionneur 9. Chacun des dispositifs de freinage auxquels l'invention peut s'appliquer, et notamment ceux illustrés aux Figures 1 et 2, comprend également un second organe de conversion d'énergie 10, propre à coopérer, sous la commande de l'actionneur 9, avec le premier organe de conversion d'énergie pour convertir l'énergie cinétique du véhicule en une autre forme d'énergie, en l'occurrence en une énergie thermique résultant du frottement mutuel des organes 3 et 10, mais éventuellement en toute autre forme d'énergie, et par exemple en énergie électrique. Dans le cas du dispositif de freinage à disque de la Figure 1, le support 8 prend la forme d'une chape 81, tandis que l'actionneur prend la forme d'un étrier 91 monté coulissant, suivant la direction de l'axe X, sur une colonnette 86 solidaire de la chape 81. L'étrier 91 présente, d'un côté du disque, un nez 911 et, de l'autre côté du disque, un cylindre 912 dans lequel un piston 913 peut coulisser sous l'effet d'une pression hydraulique de freinage, ce piston n'étant pas visible sur la Figure l mais seulement sur les Figures 3 et 7. Toujours dans le cas du dispositif de freinage de la Figure 1, le second organe de conversion d'énergie prend la forme de deux patins 101 a, 101 b, qui sont respectivement tournés vers une face correspondante du disque 31, et qui se trouvent enserrés, suivant la direction de l'axe X, entre le nez 911 de l'étrier 91 et le piston 913 pour pouvoir être contraints à frotter contre le disque 3 1 par actionnement de l'étrier 91. Enfin, la chape 81 offre à chacun des patins 101 a, 101 b un appui qui d'une part permet de maintenir ces patins fixes suivant une direction tangentielle au disque, autrement dit perpendiculairement au plan de la Figure 1, et qui d'autre part permet à la chape, par voie de conséquence, d'absorber l'effort de freinage que le disque 31 en rotation transmet aux patins 101a, 101b lorsque ces derniers sont appuyés contre ce disque, autrement dit de développer une force de réaction s'opposant à cet effort de freinage. Dans le cas du dispositif de freinage à disque de la Figure 2, le support 8 prend la forme d'un plateau 82 sur lequel sont ancrés un point fixe 83 et l'actionneur 9, ce dernier prenant la forme d'un cylindre de roue 92. Le second organe de conversion d'énergie 10 est alors essentiellement composé de deux segments de frein tels que 102a susceptibles d'être écartés radialement par le cylindre de roue 92 pour venir frotter sur le tambour 32, le point fixe 83 offrant aux segments un appui permettant d'absorber l'effort de freinage que le tambour en rotation transmet aux segment s lorsque ces derniers sont appuyés sur le tambour. Ces caractéristiques connues ayant été rappelées, l'invention sera maintenant plus facilement comprise à l'aide des Figures 3 à 9 dont chacune, pour des raisons de clarté, affecte à tout composant déjà fonctionnellement évoqué précédemment le même chiffre de référence que sur les Figures 1 et 2. Selon l'invention, comme le montre chacune des Figures 3 à 9, la fusée 1 et le support 8 appartiennent à une seule et même pièce monobloc, cette caractéristique permettant de réduire de façon très sensible l'usure, les vibrations et le bruit qui affectent généralement ce type de dispositif. De préférence, une première extrémité la de la fusée l est encastrée de façon amovible, suivant la direction de l'axe X, dans un logement 2a du longeron 2, et le support 8 adopte la forme d'une collerette 80 qui s'étend radialement dans un plan perpendiculaire à l'axe X, dont une face vient en appui contre le longeron, et qui est percée d'au moins deux trous de fixation 84 coopérant avec des vis 85 pour assurer son montage sur le longeron.2. n est en outre avantageux de prévoir, comme le montrent les Figures 3, 5, 7, et 9, que le moyeu 6 soit rendu solidaire en rotation du premier organe de conversion d'énergie 3, par exemple au moyen de goujons 71 servant à fixer la roue, plutôt que d'appartenir à la même pièce que cet organe 3, la solution illustrée sur ces figures permettant notamment une plus grande liberté dans le choix des matériaux constitutifs du moyeu et du premier organe de conversion d'énergie. Les Figures 3 et 4 illustrent l'application de l'enseignement de l'invention au cas d'un frein à disque. Dans ce cas, comme le montre la Figure 4, la collerette 80 s'étend radialement pour former deux bras 80a, 80b disposés en V, et chaque bras présente une extrémité 801 localement conformée en glissière 802 pour recevoir à coulissement les patins 101a, 101b et absorber l'effort de freinage s'exerçant sélectivement sur ces patins. L'un des bras au moins présente en outre à son extrémité des moyens de guidage, tels qu'un logement cylindrique 803 destiné à recevoir une colonnette (non représentée) propre à guider l'étrier suivant une direction parallèle à l'axe X. Les Figures 5 et 6 illustrent l'application de l'enseignement de l'invention au cas d'un frein à tambour. Dans ce cas, comme le montre la Figure 6, la collerette 80 s'étend radialement pour former un bossage 80c offrant un appui aux segments de frein tels que 1 02a pour pouvoir absorber l'effort de freinage s'exerçant sélectivement sur ces segments. La Figure 7 illustre l'application de l'enseignement de l'invention au cas d'un frein dans lequel le premier organe 3 de conversion d'énergie comprend à la fois un disque 31 et un tambour 32, ce type de frein étant connu de l'homme de l'art sous l'appellation anglo-saxone de "drum in hat". Dans une telle application, le support 8, comme représenté sur la Figure 8, comprend à la fois deux bras 80a, 80b, totalement homologues dans leur structure et leur fonction des bras du support illustré à la Figure 4, et un bossage 80c fonctionnellement équivalent à celui qu'illustre la Figure 6. Dans le cas où le premier organe de conversion d'énergie 3 comprend un tambour, et comme le montrent les Figures 6 et 8, la collerette 80 peut présenter des faces en surplomb 804, parallèles au plan de pose de la collerette sur le longeron, et sur lesquelles les segments de frein peuvent glisser lorsqu'ils sont sollicités en direction du tambour 32. Enfin, la Figure 9 représente l'application de l'enseignement de l'invention à un dispositif de freinage dans lequel le moyeu 6 est disposé à l'intérieur de la fusée 1, cette disposition étant d'ailleurs applicable aux dispositifs décrits en référence aux Figures 3, 5, et 7. Grâce aux caractéristiques de l'invention, illustrées dans les différents types de dispositifs de freinage décrits ci-dessus, les efforts de frottement exercés par le premier organe de conversion d'énergie 3 sur le second organe d'énergie 10 sont directement transmis au longeron par le support fixe 8, sans organe intermédiaire. Par ailleurs, la conception de dispositifs de freinage proposés par l'invention permet d'effectuer l'assemblage complet de chacun de ces dispositifs en dehors du véhicule, puis de procéder à leur montage final sur véhicule en une seule opération particulièrement simple, dans la mesure où elle ne requiert que le serrage des vis de fixation 85. Enfin, I'interface de montage sur véhicule étant maintenant unique, il devient possible d'échanger entre eux différents dispositifs de freinage, par exemple pour créer une nouvelle gamme de véhicules, sans remettre en cause les pièces de base telles que les longerons, ni nécessiter le recours à des adaptations coûteuses. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage pour un véhicule automobile doté d'au moins une roue (4) montée à rotation autour d'un premier axe (X) sur une fusée (1) reliée à un longeron (2) du véhicule, ce dispositif comprenant: - au moins un premier organe de conversion d'énergie (3), solidaire de la roue en rotation; - au moins un second organe de conversion d'énergie (10) susceptible d'être commandé pour recevoir sélectivement un effort de freinage de la part du premier organe de conversion d'énergie (3); - un actionneur (9) propre à commander le second organe (10); - et un support (8) fixe par rapport au longeron (2), propre à recevoir l'effort de freinage s'exerçant sélectivement sur le second organe (10), caractérisé en ce que la frisée (1) et le support (8) appartiennent à une seule et même pièce monobloc. 2. Dispositif de freinage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la frisée est montée de façon amovible sur le longeron (2) par une première extrémité (la), et en ce que cette première extrémité (la) de la frisée s'encastre, suivant le premier axe, dans un logement (2a) du longeron. 3. Dispositif de freinage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyeu (6) solidaire en rotation du premier organe (3) de conversion d'énergie, et des moyens de roulement et de guidage (5) interposés entre la fusée et le moyeu. 4. Dispositif de freinage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (8) est conformé en collerette (80) s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire au premier axe (X) et percée d'au moins deux trous de fixation (84) permettant son montage sur le longeron (2). 5. Dispositif de freinage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier organe (3) de conversion d'énergie comprend un disque (31), en ce que le second organe (10) de conversion d'énergie comprend au moins un patin (lOla), et en ce que l'actionneur (9) comprend un piston (913) mobile dans un cylindre (912) intégré à un étrier (91). 6. Dispositif de freinage suivant les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la collerette (80) s'étend radialement pour former deux bras (80a, 80b) disposés en V, et en ce que chaque bras présente une extrémité (801) conformée en glissière (802) pour recevoir à coulissement le patin (lova) et absorber l'effort de freinage s'exerçant sélectivement sur ce patin. 7. Dispositif de freinage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'extrémité (801) de l'un au moins des bras (80a, 80b) présente en outre des moyens (803) pour guider ledit étrier (91) suivant une direction parallèle au premier axe (X). 8. Dispositif de freinage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'actionneur (9) comprend un cylindre de roue (92). 9. Dispositif de freinage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le premier organe (3) de conversion d'énergie comprend un tambour (32), et en ce que le second organe (10) de conversion d'énergie comprend au moins un segment de frein (102a). 10. Dispositif de freinage suivant les revendications 4 et 9, caractérisé en ce que la collerette (80) s'étend radialement pour former un bossage (80c) offrant un appui au segment de frein (102a) pour pouvoir absorber l'effort de freinage s'exerçant sélectivement sur ce segment de frein.