Brevet FR2788572A1 — publié le 20000721

La présente invention concerne un dispositif de freinage du type frein à disque, notamment pour véhicule automobile. De façon classique, un tel dispositif de freinage comprend un disque solidaire de la roue et tournant avec elle, deux plaquettes de frein en matériau de friction solidaires de la structure fixe du véhicule et disposées en vis-à-vis d'un secteur du disque, compris par exemple entre 40 et 60 degrés, ainsi que des moyens de serrage des deux plaquettes contre le disque, sous la commande d'une pédale de frein, afin de générer un couple de freinage. Ces moyens sont, par exemple, constitués par un piston sensiblement cylindrique pouvant coulisser dans le logement des plaquettes de frein. En général, le logement est flottant axialement, tandis que le disque de frein est fixe radialement et axialement. Si le dispositif de freinage comporte des plaquettes de frein réparties en plusieurs secteurs, les moyens de serrage comportent également plusieurs pistons. Le document WO-A-98/29671 décrit un dispositif de freinage du type frein à disque, dans lequel le disque est fixé sur le moyeu de la roue en pouvant se déplacer axialement, les deux plaquettes de frein étant placées dans un logement solidaire du support de roue et présentant une forme annulaire. Elles sont donc en regard de toute la périphérie du disque. Par ailleurs, les moyens de serrage des deux plaquettes contre le disque sont ici constitués par une membrane annulaire située entre le logement des plaquettes et une des plaquettes. Lorsque la pédale de frein est actionnée, du fluide pénètre dans la membrane qui se dilate, ce qui provoque le déplacement axial de la plaquette adjacente à la membrane, qui vient contre le disque. Ce dernier se déplace lui-même axialement contre l'autre plaquette liée au logement. Un couple de freinage est ainsi généré. Dans la mesure o le contact entre le disque et les plaquettes de frein s'établit sur toute la périphérie du disque, les efforts de serrage sont répartis de façon uniforme. Cependant, la membrane annulaire expansible est sollicitée de façon répétée et elle est soumise à des efforts importants. Il existe donc des risques de détérioration de la membrane, détérioration qui a des conséquences désastreuses en termes de sécurité. L'invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif de freinage du type frein à disque, dans lequel les moyens de serrage des plaquettes contre le disque sont communs à toutes les plaquettes, qu'elles soient réparties en un ou plusieurs secteurs ou encore annulaires, ce qui permet de simplifier leur fabrication, et dans lequel ces mêmes moyens de serrage sont du type piston rigide dont le fonctionnement est plus sûr que celui d'une membrane expansible. Ainsi, l'invention concerne un dispositif de freinage du type frein à disque pour une roue de véhicule montée en rotation sur un support de roue, comprenant: - un disque de frein solidaire en rotation de ladite roue, - au moins deux plaquettes de frein disposées dans un logement annulaire solidaire du support de roue, et de part et d'autre d'au moins une partie du pourtour dudit disque de frein, une des plaquettes étant fixe par rapport audit logement tandis que l'autre est mobile axialement, et - un dispositif de serrage desdites plaquettes contre ledit disque, à commande hydraulique et disposé dans ledit logement de plaquettes, caractérisé en ce que ledit dispositif de serrage comprend un piston annulaire rigide définissant avec ledit logement de plaquettes, dans lequel il est monté en coulissement axial, une chambre de fluide également annulaire et alimentée en fluide sous pression sous l'action de moyens de commande de freinage, ledit piston étant disposé en vis-à-vis du pourtour du disque de frein et exercant directement un effort de serrage sur ladite plaquette mobile axialement, lorsque les moyens de commande sont actionnés. De façon préférée, le piston comporte une paroi annulaire radiale à l'opposé de ladite plaquette mobile axialement, cette paroi radiale définissant ladite chambre de fluide annulaire avec ledit logement de plaquettes et des moyens d'étanchéité. Dans un premier mode de réalisation, cette paroi annulaire radiale constitue la face radiale intérieure du piston. Dans un deuxième mode de réalisation, le piston comporte une rainure annulaire débouchant sur sa face radiale intérieure, le fond de cette rainure constituant ladite paroi annulaire radiale, en retrait par rapport à ladite face radiale intérieure. Le logement de plaquettes comporte avantageusement un évidement sous la forme d'une rainure annulaire, dans laquelle ledit piston est monté en coulissement axial. Dans le premier mode de réalisation, la chambre de fluide est définie par la face radiale intérieure du piston et ladite rainure annulaire du logement. Dans le deuxième mode de réalisation, ladite rainure du logement de plaquettes comporte, dans son fond, un élément annulaire en saillie, la chambre de fluide étant alors définie par ledit élément en saillie et ladite rainure annulaire du piston. De préférence, les moyens d'étanchéité sont constitués par deux joints annulaires coaxiaux et décalés radialement. Ces joints annulaires sont avantageusement montés dans des gorges prévues dans le piston, dans le logement de plaquettes ou encore dans le piston et le logement. Par ailleurs, le piston est avantageusement solidaire du support de la plaquette mobile axialement. De préférence, le dispositif de freinage selon l'invention comporte deux plaquettes de frein annulaires en contact avec tout le pourtour dudit disque de frein. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit et qui est faite au regard des dessins annexés qui représentent des exemples non limitatifs de réalisation de l'invention et sur lesquels: la figure 1 est une demi-coupe axiale d'un exemple de dispositif de freinage selon l'invention, monté sur un véhicule; -la figure 2 est une demi-vue en coupe selon II-II de la figure 1; -la figure 3 est une demi-vue en coupe selon III- III de la figure 1; - la figure 4 est un détail de la figure 1, illustrant une variante de réalisation; - la figure 5 est une demi-vue en perspective du piston du dispositif de freinage selon les figures 1 à 4; - la figure 6 est une demi-vue partielle en coupe axiale d'un autre exemple de réalisation du dispositif de freinage selon l'invention; - la figure 7 est une demi-vue en coupe selon VII- VII de la figure 6; - la figure 8 est une demi-vue en perspective du piston du dispositif de freinage selon les figures 6 et 7; et - la figure 9 illustre un détail de la figure 6 représentant une variante de réalisation. Les éléments communs aux différentes figures seront désignés par les mêmes références. On se réfère tout d'abord à la figure 1, sur laquelle la référence 1 désigne le moyeu d'une roue de véhicule notamment automobile (roue non illustrée), dont l'axe est repéré en 10, la référence 2 désigne un roulement et la référence 3, un support de roue, communément désigné par pivot aussi bien pour les roues avant que pour les roues arrière. Le dispositif de freinage selon l'invention comporte un disque de frein 4 qui est relié au moyeu 1 par un support de disque 5. La liaison entre le support de disque 5 et le disque 4 est telle que le disque est solidaire en rotation de la roue mais peut se déplacer axialement par rapport à la roue, au moyeu 1 et au support de roue 3. C'est ce qu'illustre notamment la figure 2. Dans cet exemple de réalisation, la surface extérieure 50 du support de disque 5 comporte des saillies 51 qui sont logées dans des évidements correspondants 41 qui sont prévus sur la surface intérieure 40 du disque de frein 4. Grâce à cette liaison, le support de disque 5 et le disque de frein 4 sont bien liés en rotation, mais le disque 4 peut se déplacer axialement par rapport au support de disque 5, au moyeu 1 et au support de roue 3. L'invention n'est bien sûr pas limitée à ce mode de liaison entre le disque de frein 4 et la roue. Le dispositif de freinage comporte également un logement 6 pour deux plaquettes de frein 60 et 61, le logement 6 étant solidaire du support de roue 3. Ces plaquettes 60 et 61 sont classiquement réalisées en un matériau de friction. Le logement 6 de plaquettes est annulaire et centré sur l'axe 10 du moyeu 1. Dans l'exemple illustré sur les figures, les plaquettes 60 et 61 sont également de forme annulaire. Cependant, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation. Les plaquettes pourraient être réparties selon un ou plusieurs secteurs, notamment compris entre 40 et 60 degrés. De façon classique, les deux plaquettes sont disposées de part et d'autre d'au moins une partie du pourtour du disque de frein, ici la totalité du pourtour puisque les plaquettes sont annulaires. Dans l'exemple de réalisation illustré, la plaquette extérieure 60 est solidaire du logement 6 par l'intermédiaire de son support 62, cette plaquette 60 étant fixe par rapport au logement 6. La plaquette intérieure 61 est également solidaire du logement 6 mais peut se déplacer axialement par rapport audit logement, selon l'axe 10 du moyeu 1. Le montage du support 63 de la plaquette 61 dans le logement 6 est réalisé de façon appropriée. Ce support peut notamment présenter des saillies coulissant dans des rainures prévues dans le logement 6. Ces moyens de montage particuliers ne sont pas illustrés sur les figures. On peut aussi se reporter à la figure 2 qui illustre la plaquette 61 avec le support 63 dans le logement 6. Le dispositif de freinage selon l'invention comporte également un dispositif de serrage des plaquettes qui comprend un piston rigide 7 de forme annulaire. Ce piston 7 est aussi illustré à la figure 5. Sur l'exemple illustré par les figures, ce piston est solidaire du support 63 de la plaquette 61, le piston et le support étant réalisés en une seule pièce. Comme l'illustre la figure 1, le piston 7 est disposé en vis- à-vis du pourtour interne du disque de frein 4, il est donc destiné à appliquer directement un effort de serrage sur la plaquette intérieure 61. Dans l'exemple illustré aux figures 1 à 5, ce piston 7 comporte une paroi annulaire radiale 70, à l'opposé de la plaquette intérieure 61 qui est mobile axialement. Cette paroi radiale 70 constitue ici la face radiale intérieure du piston. Le logement 6 de plaquettes définit un évidement 64 sous la forme d'une rainure annulaire, dans laquelle le piston est monté en coulissement axial, le piston 7 pouvant se déplacer selon l'axe 10 du moyeu 1. Le piston 7 est donc du type "màle". Ainsi, la face radiale intérieure 70 du piston 7 et la rainure annulaire 64 du logement 6 définissent une chambre de fluide 72. Cette chambre est alimentée en fluide sous pression par l'intermédiaire d'un conduit 73 traversant le logement 6, ce conduit 73 étant en communication avec un circuit hydraulique actionné par des moyens de commande de freinage, tels qu'une pédale de frein (non illustrés). L'étanchéité de cette chambre de fluide 72 est assurée par deux joints annulaires 74, 75 qui sont disposés dans des gorges annulaires 65, 66, ménagées dans le logement 6. On peut se reporter également à la figure 3 qui illustre le piston 7 entre les deux joints annulaires 74 et 75. Les joints annulaires 74 et 75 ont tous les deux pour axe l'axe 10 du moyeu 1, mais ils sont décalés radialement pour encadrer le piston 7. Il n'est pas nécessaire que les joints soient décalés axialement. Le fonctionnement du dispositif de freinage selon l'invention est le suivant. Lorsque du fluide sous pression pénètre dans la chambre de fluide 72, notamment sous l'action d'une pédale de frein, l'ensemble constitué par le piston 7 et la plaquette intérieure 61 se déplace axialement vers le disque de frein 4. La plaquette intérieure 61 vient ainsi en contact avec le disque 4 qui lui-même se déplace axialement pour venir en contact avec la plaquette extérieure 60. Les efforts de serrage sur le disque 4 génèrent un couple de freinage pour la roue. Ainsi, quelle que soit la répartition des plaquettes de frein, annulaires ou en un ou plusieurs secteurs, un seul dispositif de serrage est nécessaire pour générer un couple de freinage. Ceci permet de simplifier la fabrication et de réduire les coûts. Par ailleurs, le piston annulaire rigide unique assure une répartition uniforme de la pression et donc des efforts de serrage sur tout le pourtour du disque de frein. On se réfère maintenant à la figure 4 qui illustre une variante de réalisation du dispositif de freinage illustré aux figures 1, 2, 3 et 5. Dans cette variante de réalisation, les joints annulaires 74 et 75 ne sont pas disposés dans des gorges annulaires ménagées dans le logement 6, mais dans des gorges annulaires 74a et 75a réalisées dans le piston 7. On pourrait également prévoir de disposer un joint annulaire dans une gorge annulaire prévue dans le piston 7 et un autre joint annulaire dans une gorge annulaire prévue dans le logement 6 (cette variante de réalisation n'est pas illustrée sur les figures). On se réfère maintenant aux figures 6 à 8 qui illustrent un autre exemple de réalisation du dispositif de freinage selon l'invention. Dans cet exemple de réalisation, le piston 8 comporte toujours une paroi annulaire radiale 80, à l'opposé de la plaquette mobile 61. Cependant, dans cet exemple, cette paroi annulaire radiale 80 est constituée par le fond d'une rainure annulaire 86 qui débouche sur la face radiale intérieure 87 du piston. Ainsi, contrairement à l'exemple de réalisation illustré aux figures précédentes, la paroi annulaire radiale 80 est en retrait par rapport à la face radiale intérieure du piston. Le logement 6 comporte encore un évidement 64 sous la forme d'une rainure annulaire, dans laquelle le piston 8 est monté en coulissement axial. Cet évidement 64 comporte dans son fond un élément annulaire 67 en saillie qui est destiné à s'insérer dans la rainure annulaire 86 du piston 8. Dans cet exemple de réalisation, la chambre de fluide 82 est définie par l'élément annulaire en saillie 67 du logement 6 et la rainure annulaire 86 du piston 8. Le piston 8 est donc du type "femelle". La chambre 82 est alimentée en fluide sous pression par l'intermédiaire du conduit 83 traversant le logement 6, ce conduit 83 étant en communication avec un circuit hydraulique actionné par des moyens de commande de freinage (non illustrés). L'étanchéité de cette chambre 82 est assurée par deux joints annulaires 84 et 85 qui sont logés dans des gorges annulaires 84a et 85a réalisées dans le piston 8, et qui débouchent dans la rainure annulaire 86 du piston. On peut également se référer à la figure 7 qui illustre l'élément annulaire en saillie 67 entre les deux joints annulaires 84 et 85, ainsi que le piston 8 dans l'évidement annulaire 64 du logement 6. Les joints annulaires 84 et 85 sont coaxiaux, mais ils sont décalés radialement par rapport à l'axe 10 du moyeu 1 pour encadrer l'élément en saillie 67. Il n'est pas nécessaire que les joints soient décalés axialement. La figure 9 illustre une variante de réalisation du dispositif de freinage selon les figures 6 à 8, dans laquelle les joints annulaires 84 et 85 assurant l'étanchéité de la chambre de fluide 82 sont prévus dans des gorges annulaires 68 et 69 réalisées dans le logement 6. Comme indiqué précédemment, on pourrait également prévoir un joint annulaire dans le piston 8 et un autre joint annulaire dans le logement 6. Le fonctionnement du dispositif de freinage illustré aux figures 6 à 9 est identique à celui qui a été précédemment décrit pour le dispositif de freinage illustré aux figures 1 à 5. Il est bien entendu que l'invention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation décrits et représentés. En particulier, si dans ce qui a été décrit, le disque est flottant et le logement de plaquettes fixe, l'invention s'applique aussi bien dans le cas d'un disque fixe et d'un logement flottant. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques figurant dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et ne sauraient en limiter la portée. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T LQ - N 1. Dispositif de freinage du type frein à disque pour une roue de véhicule montée en rotation sur un support de roue, comprenant: - un disque de frein (4) solidaire en rotation de ladite roue, - au moins deux plaquettes de frein (60, 61) disposées dans un logement annulaire (6) solidaire du support de roue (3), et de part et d'autre d'au moins une partie du pourtour dudit disque de frein (4), une des plaquettes (60) étant fixe par rapport audit logement (6) tandis que l'autre (61) est mobile axialement, et - un dispositif de serrage desdites plaquettes contre ledit disque de frein (4), à commande hydraulique et disposé dans ledit logement (6) de plaquettes, caractérisé en ce que ledit dispositif de serrage comprend un piston annulaire rigide (7, 8) définissant avec ledit logement de plaquettes (6), dans lequel il est monté en coulissement axial, une chambre de fluide (72, 82) également annulaire et alimentée en fluide sous pression sous l'action de moyens de commande de freinage, ledit piston (7, 8) étant disposé en vis-à-vis du pourtour du disque de frein (4) et exercant directement un effort de serrage sur ladite plaquette (61) mobile axialement, lorsque les moyens de commande sont actionnés. 2. Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit piston (7, 8) comporte une paroi annulaire radiale (70, 80), à l'opposé de ladite plaquette (61) mobile axialement, cette paroi radiale définissant ladite chambre de fluide annulaire (72, 82) avec ledit logement de plaquettes (6) et des moyens d'étanchéité. 3. Dispositif de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite paroi annulaire radiale (70) constitue la face radiale intérieure du piston (7). 4. Dispositif de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit piston (8) comporte une rainure annulaire (86) débouchant sur sa face radiale intérieure (87), le fond de la rainure constituant ladite paroi annulaire radiale (80), en retrait par rapport à ladite face radiale intérieure (87). 5. Dispositif de freinage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le logement de plaquettes (6) comporte un évidement sous la forme d'une rainure annulaire (64), dans laquelle ledit piston (7, 8) est monté en coulissement axial. 6. Dispositif de freinage selon les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que ladite chambre de fluide (72) est définie par la face radiale intérieure (70) du piston (7) et ladite rainure annulaire (64) du logement (6). 7. Dispositif de freinage selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite rainure annulaire (64) du logement (6) comporte dans son fond un élément annulaire (67) en saillie, la chambre de fluide (82) étant définie par ledit élément en saillie (67) et ladite rainure annulaire (86) du piston (8). 8. Dispositif de freinage selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité sont constitués par deux joints annulaires (74, 75; 84, 85), coaxiaux et décalés radialement. 9. Dispositif de freinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits joints annulaires (74, 75; 84, 85) sont montés dans des gorges (74a, 75a; 84a, 85a) prévues dans le piston (7, 8), dans des gorges (65, 66; 68, 69) prévues dans le logement (6) ou encore des gorges prévues dans le piston et le logement. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit piston (7, 8) est solidaire du support (63) de la plaquette (61) mobile axialement. 11. Dispositif de freinage selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte deux plaquettes de frein annulaires en contact avec tout le pourtour dudit disque de frein.