Brevet FR2771149A1 — publié le 19990521

Colonnette de frein à disque à étrier flottant et procédé pour la réalisation d'une telle colonnette La présente invention concerne une colonnette de frein à disque à étrier flottant servant au guidage relatif et/ou au maintien de la chape et de l'étrier. L'invention concerne également un procédé pour la réalisation d'une telle colonnette. I1 existe déjà différents types de freins à disque et de colonnettes pour freins à disque comme illustrés par exemple par les documents FR-1 352 262 et FR-2 557 239. Bien que la plupart des colonnettes connues aient un corps cylindrique de section circulaire, il existe aussi un exemple de colonnette forgée comportant des zones plates, longitudinales, s' étendant sur une partie seulement de la longueur de la colonnette (ou du logement de l'étrier recevant la colonnette). Mais, les colonnettes connues à méplats créent des problèmes de graissage, de bruit de fonctionnement et, plus généralement, de fonctionnement du frein à disque. Tout d'abord, comme la colonnette est engagée dans un alésage bouché, les excès de graisse et les gaz qui s' accumulent dans le fond du logement créent des difficultés de fonctionnement. Les excès de graisse constituent un bouchon incompressible alors que les gaz rendent le bouchon élastique. Dans ce cas, après le défreinage, l'étrier avec les plaques, est de nouveau repoussé contre le disque. Les excès de graisse s 'échappent difficilement par l'extrémité avec des méplats. I1 se produit un effet de coin ou de bourrage retenant fortement les excès de graisse ou formant un bouchon vis-à-vis des gaz emprisonnés. Les colonnettes à méplats (en général les colonnettes de ce type ont trois méplats) présentent l'inconvénient que seules les zones périphériques entre les méplats entrent en contact avec le logement de la chape. Or comme en fin de vissage la colonnette ne présente pas une orientation de rotation précise, on rencontre fréquemment des effets de claquement à cause de la mauvaise orientation de la colonnette sur son axe par le jeu virtuel dynamique ainsi généré. Enfin, les colonnettes à méplats ne présentent pas de fonctionnement léger et en douceur comme doit l'être le mouvement entre la chape et l'étrier. La résistance au mouvement est augmentée, ce qui constitue un inconvénient grave puisque les plaquettes ne se dégagent pas suffisamment du disque au moment du défreinage et créent des pertes par frottement. Les couples résiduels engendrés au roulage peuvent être élevés entraînant une perte de consommation. Enfin, les colonnettes actuelles réalisées par forgeage ont un coût élevé. Outre la difficulté de réaliser les pièces avec une certaine précision, dans certains cas les pièces doivent subir un traitement thermique. Mais ce traitement accentue les déformations dont le caractère aléatoire va à l'encontre de la précision recherchée. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer une colonnette pour étrier de frein à disque, éliminant les problèmes de graissage et permettant un graissage idéal, ne présentant pas de bruit de fonctionnement, un fonctionnement doux et dont la fabrication est simple et peu coûteuse. A cet effet, l'invention concerne une colonnette de frein à disque, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps cylindrique de section circulaire muni, sur sa longueur, de rainures hélicoidales à pas important, l'extrémité de la colonnette destinée à être fixée dans l'étrier se terminant par une partie d'encastrement suivie d'une partie filetée pour le vissage de la collerette dans un taraudage de l'étrier. La partie d'encastrement peut être conique ou encore cylindrique. De manière préférentielle, la colonnette comporte trois rainures hélicoïdales réparties régulièrement à la périphérie du corps cylindrique, le pas important de la rainure hélicoidale par rapport à l'axe de la colonnette correspond à un angle a inférieur à 60 et la rainure hélicoïdale a une section en U ou en V. L'invention concerne un procédé de fabrication d'une colonnette à rainures hélicoïdales, caractérisé en ce que le corps et/ou le cône d'encastrement et/ou la partie filetée sont réalisés par roulage entre deux rouleaux-matrices imprimant sur une pièce cylindrique circulaire, les rainures hélicoïdales, la forme conique et le filetage. L'invention concerne également un autre procédé de fabrication de la colonnette par usinage, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on réalise, par brochage dans une tige cylindrique de section circulaire, des rainures hélicoïdales à l'aide de couteaux tournants. La colonnette selon l'invention présente un certain nombre d'avantages La colonnette a un profil parfaitement cylindrique à section circulaire sans déformation en tonneau comme l'aurait une pièce forgée (gonflement) ; au contraire, son profil est parfaitement cylindrique et peut même être rectifié. Au montage, il n'y a pas de problème de dosage précis de la graisse. Même si les excès doivent être évités, il n'est pas nécessaire de doser la graisse de manière très précise et ni surtout de placer ou de chercher à placer la graisse à des endroits précis, par exemple de part et d'autre de la zone bombée, comme cela est nécessaire parfois pour les colonnettes forgées. Au contraire, les rainures hélicoïdales s'éten- dant sur toute la longueur de la collerette, elles permettent aux excès de graisse de s'échapper. D'ailleurs, dans les rainures, la graisse forme une sorte de bouchon mobile compensant ou équilibrant les différences de pression ou permettant encore, à l'air ou aux gaz dégagés par les graisses, de s'échapper pour ne pas créer de bouchons élastiques qui rappelleraient toujours les plaquettes dans leur position de freinage, comme cela peut être le cas pour les colonnettes connues. De plus, l'échange de graisse et l'échappement des gaz autorisés par les rainures hélicoïdales, sans que cela ne soit au détriment de la précision dimensionnelle de la colonnette et de l'alésage qui la reçoit, jouent un rôle d'amortisseur hydraulique ou hydropneumatique suivant que le fond du logement contient uniquement de la graisse ou de la graisse avec des gaz. Les rainures en hélice permettent d'évacuer les éventuels copeaux qui peuvent se trouver emprisonnés et qui constituent une source de blocage ou de grippage des colonnettes. Le rappel de l'étrier en position de repos est simplifié et rendu plus aisé grâce à l'invention. Les rainures en hélices coopèrent également avec le capuchon d'étanchéité et l'inclinaison des rainures crée un effet de recul naturel de l'étrier par rapport à la chape. Enfin, la fabrication des colonnettes par brb chage ou par forgeage est très simple. En conclusion, l'invention réalise une colonnette très homogène et très précise. Les procédés de fabrication de cette colonnette sont envisageables en grande série et à faible coût, nettement inférieur au procédé de forgeage. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure l est une vue de côté d'une colonnette à étrier de frein à disque selon l'invention, - la figure 2 est une vue de bout de la colonnette, - la figure 3 est une vue en coupe de l'étrier de frein à disque muni d'une colonnette glissant dans la chape du frein à disque. Selon les figures 1 et 2, l'invention concerne une colonnette de frein à disque 1 formée d'un corps cylindrique ll muni à sa périphérie de groupes de rainures hélicoïdales 111 (il y a trois rainures dans le mode de réalisation des figures 1 et 2) mais les rainures peuvent être plus nombreuses, se terminant à gauche par une partie conique d'encastrement 12 et une queue filetée 13, pour se visser dans l'étrier. Dans un mode de réalisation non représenté, la partie d'encastrement est cylindrique, montée serrée dans l'étrier jusqu'à buter en fond de filetage. Le corps cylindrique 11 est de section circulaire. Les rainures hélicoïdales 111 peuvent avoir une section quelconque. Cette section est de préférence arrondie, en forme de U ou de V. Le pas des rainures 111 est important. Ces rainures 111 font un angle au plus de l'ordre de 45" par rapport à l'axe longitudinal XX de la colonnette 1. Cet angle reste inférieur à 600. La figure 1 montre, en vue de côté, la forme de la colonnette. La figure 3 montre le montage de la colonnette 1 dans un frein à disque. Ce frein à disque se compose d'une chape 3 à deux branches 30, 31 dont l'une 31, est munie de trous 32 pour sa fixation sur une partie fixe de la roue (non représentée). La chape 3, fixe, est munie d'un ou deux logements 33 cylindriques, d'axes parallèles pour recevoir chacun une colonnette telle que la colonnette 1 décrite ci-dessus. A l'extrémité opposée à la colonnette, les logements 33 sont fermés par un bouchon 34. Dans la figure 3, seuls apparaissent un logement 33 et une colonnette 1. La colonnette 1 est vissée par son extrémité filetée 13 dans le taraudage 51 de l'étrier flottant 5. Sa partie conique d'encastrement 12 se bloque dans l'avant trou conique 52 précédant le taraudage 51 dans l'étrier 5. L'intervalle variable entre les faces en regard autour du logement 33 de la chape 3 et celle de l'étrier 5 autour de la colonnette 1 est protégé par un capuchon de colonnette 6 dont une extrémité 61 est fixée dans la chape 3. Comme cela est connu, l'étrier 5 est muni d'un piston (vérin) non représenté, situé derrière la colonnette 1 et poussant l'une des plaquettes du frein, l'autre étant portée par le nez 53 de l'étrier. Les mouvements de l'étrier flottant 5 pendant le freinage et le défreinage sont guidés par les colonnettes 1 coulissant dans les logements 33 fixes de la chape 3. Les différentes parties du frein, non nécessaires à la compréhension de l'invention, ne sont ni décrites, ni représentées. La colonnette selon l'invention se réalise simplement par roulage de la partie cylindrique 11 et/ou le cône 12 et/ou la partie filetée 13, le matriçage imprimant des rainures hélicoïdales 111 de section en U ou en V sur la surface de la pièce cylindrique constituant le corps de la colonnette. La partie conique 12 et l'extrémité filetée 13 peuvent également être réalisées par un roulage. Une autre solution consiste à réaliser les gorges 12 de la tige cylindrique par brochage dans une broche circulaire de section cylindrique, et les rainures hélicoïdales par des couteaux tournants. REVENDICATIONS 1") Colonnette de frein à disque à étrier flottant servant au guidage relatif et/ou au maintien de la chape et de l'étrier, caractérisée en ce qu'elle comprend - un corps cylindrique (11) de section circulaire muni, sur sa longueur, de rainures hélicoïdales (111) à pas impor tant, l'extrémité de la colonnette destinée à être fixée dans l'étrier (5) se terminent par une partie d'encastrement (12) suivie d'une partie filetée (13) pour le vissage de la collerette dans un taraudage (51) de l'étrier (5). 20) Colonnette selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie d'encastrement (12) est conique. 3 ) Colonnette selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie d'encastrement (12) est cylindrique. 4 ) Colonnette selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' elle comporte au moins trois rainures hélicoïdales (111) réparties régulièrement à la périphérie du corps cylindrique (11) 50) Colonnette selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pas important de la rainure hélicoïdale (111) par rapport à l'axe (XX) de la colonnette correspond à un angle a inférieur à 600. 60) Colonnette selon la revendication 1, caractérisée en ce que la rainure hélicoïdale (111) a une section en U ou en V. 7") Procédé de fabrication d'une colonnette selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (11) et/ou la partie d'encastrement (12) et/ou la partie filetée (13) sont réalisés par roulage entre deux rouleaux-matrices imprimant sur une pièce cylindrique circulaire, les rainures hélicoidales (111), la partie d'encastrement (12) et le filetage (13). 8 ) Procédé de fabrication d'une colonnette de frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on réalise, par tournage et brochage associé dans une tige cylindrique de section circulaire, des rainures hélicoïdales (111) à l'aide de couteaux tournants.