Brevet FR2797929A1 — publié le 20010302

La présente invention concerne un disque de frein comprenant un anneau de friction monté sur une pièce de maintien de celui-ci en forme de bol. Plus précisément, elle concerne un disque de frein selon lequel l'anneau de friction est constitué de deux parties annulaires parallèles fixées l'une à l'autre par des ailettes radiales d'espacement. Les solutions connues à ce jour pour retenir axialement l'anneau de friction sur la pièce de maintien n'ont pas donné satisfaction. Les différentes liaisons de l'anneau de friction à la pièce de maintien des solutions connues n'offraient pas une elasticité du point de vue thermique et mécanique optimale de la pièce de maintien relativement à 'anneau de friction. La présente invention a pour but d' iminer l'inconvenient ci-dessus des solutions connues. A cet effet, l'invention propose un disque frein comprenant un anneau de friction constitué deux parties annulaires parallèles fixées l'une à l'autre par des ailettes radiales d'espacement et une piece de maintien généralement en forme de bol sur la paroi latérale duquel peut être bloqué radialement façon concentrique l'anneau de friction, et qui est caractérisé en ce la pièce de maintien comprend pattes s'étendant axialement et réparties uniformément circonferentiellement pour définir la paroi latérale du bol de la pièce de maintien, chaque patte étant radialement élastiquement déformable et comprenant un moyen de blocage axial de l'anneau de friction relativement à la pièce de maintien et s'engageant entre au moins deux ailettes radiales consécutives en position de montage de l'anneau de friction sur les pattes de la pièce de maintien. Selon un mode de réalisation, le moyen de blocage comprend un ergot solidaire radialement de la patte correspondante à l'extérieur de celle-ci, s'engageant entre les deux ailettes consécutives de même longueur et ayant largeur égale à la distance séparant les deux parties annulaires de l'anneau de friction. deux parties annulaires de l'anneau de friction comprennent des encoches radiales internes situées en regard unes des autres et dans lesquelles s'engagent élastiquement, sans jeu circonférentiel, respectivement les pattes de la pièce de maintien. Selon un autre mode de réalisation, le moyen de blocage comprend deux languettes élastiques solidaires de la patte correspondante de part et d'autre de celle-ci et conformées de façon à s'engager chacune élastiquement entre deux ailettes consécutives de même longueur en étant en outre maintenues en appui précontraint sur les deux ailettes, la largeur des languettes étant égale à la distance séparant les deux parties de l'anneau de friction. Chaque languette comprend une partie d'extrémité en forme de U évasé reliée à la patte correspondante par une branche de liaison cintrée de façon à engager élastiquement la partie d'extrémité en U entre les deux ailettes consécutives de même longueur et à précontraindre élastiquement les bords supérieurs deux branches du U en appui respectivement sur les deux extrémités internes des deux ailettes consécutives. Selon encore un autre mode de réalisation, le moyen de blocage comprend une lamelle cintrée en forme U évasé radialement externe solidaire de la patte correspondante par ses deux branches et engagée entre deux ailettes consécutives de même longueur de façon les deux branches du U soient élastiquement en appui respectivement sur les deux extrémités inférieures deux ailettes consécutives, la largeur des lamelles étant égale à la distance séparant les deux parties annulaires de l'anneau de friction. Selon encore un autre mode de réalisation, le moyen de blocage comprend deux languettes opposées s'étendant circonférentiellement et découpées dans la patte correspondante, les deux languettes étant radialement déformables élastiquement et étant engagées entre les deux ailettes consécutives de même longueur de façon que les extrémités des deux languettes soient précontraintes en appui respectivement sur les deux extrémités inférieures des deux ailettes consécutives, les languettes ayant une largeur égale à la distance de séparation des deux parties annulaires de 1 anneau de friction. Selon toujours un autre mode de réalisation, le moyen de blocage comprend deux portions de collerette radialement externes solidaires de la patte correspondante des deux côtés de celle-ci en étant circonférentiellement espacées l'une de 1 autre et engagées respectivement entre deux paires distincts d'ailettes consécutives de même longueur, bords radiaux de chaque portion de collerette étant en appui respectivement sur les deux faces d'extrémité des deux ailettes consécutives correspondantes. Les portions de collerette situées d'un même côté des pattes sont angulairement équidistantes les unes des autres. deux portions de collerette d'une patte sont espacées axialement l'une de l'autre d'une distance correspondant à la distance de séparation des deux parties annulaires de l'anneau de friction. préférence, la pièce de maintien est réalisée en tôle. 'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue de face, avec arrachement partiel, d'un disque de frein suivant un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est vue en perspective, avec arrachement partiel, du disque de frein de la figure 1 ; - la figure 4 est vue de face avec arrachement partiel d'un disque de frein suivant un deuxième mode de réalisation de l'invent ; - la figure 5 est une en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4 ; - la figure 6 est une en perspective du disque de frein de la figure 4, avec arrachement partiel ; - la figure 7 est une de face, avec arrachement partiel, d'un disque de frein suivant un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 8 est une en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7 ; - la figure 9 est vue en perspective, avec arrachement partiel, du disque de frein de la figure 7 ; - la figure 10 une vue de face, avec arrachement partiel, d'un disque de frein suivant un quatrième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 11 est une vue en coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 10 ; - la figure 12 est vue en perspective, avec arrachement partiel, du disque de frein de la figure 10 ; - la figure 13 est vue agrandie de la partie cerclée en XIII de la figure 12 ; - la figure 14 est une vue de face, avec arrachement partiel, d'un disque de frein suivant un cinquième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 15 est une vue en coupe suivant la ligne XV-XV de la figure 14 ; et - la figure 16 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, du disque de frein de la figure 14. Le disque de frein 1 tel que représenté dans les différents modes de réalisation des figures à 16 est du type comprenant un anneau de friction 2 constitué de deux parties annulaires parallèles 2a, 2b fixées l'une à 'autre par des ailettes radiales d'espacement 3, et une pièce de maintien 4 généralement en forme bol sur la paroi latérale duquel peut être bloqué radialement de façon concentrique l'anneau de friction 2. La pièce de maintien 4 comprend ainsi un fond 5 pourvu d'un perçage central 6 pour le passage de l'axe 'une roue d'un véhicule automobile et de trous 7 pour le passage de vis (non représentées) de fixation de la pièce maintien 4 au moyeu de roue. Selon les différents modes de réalisation de 'invention, la pièce de maintien 4 comprend des pattes 8 s'étendant axialement, c'est-à-dire perpendiculairement au fond 5 de la pièce 4, et réparties uniformément circonférentiellement pour définir la paroi latérale généralement cylindrique du bol de la pièce de maintien Le nombre de pattes 8 ainsi que leurs positions angulaires relatives dépendent de chacun des modes de réalisation qui seront décrits. En tout cas, quel que soit le mode de réalisation l'invention, chaque patte 8 est radialement elastiquement déformable et comprend un moyen de blocage axial de l'anneau de friction 2 relativement à la pièce maintien 4 et pouvant s'engager entre moins deux ailettes radiales consécutives de même longueur en position de montage de l'anneau de frict 2 sur les pattes 8 de la pièce de maintien 2. Selon le premier mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3, chaque moyen de blocage axial de l'anneau friction 2 sur la pièce de maintien 4 comprend un ergot 9 solidaire radialement de la patte correspondante à l'extérieur de celle-ci et s'engageant entre deux ailettes consécutives de même longueur 3. Les ergots 9 sont répartis uniformément circonférentiellement et la largeur de chacun d'eux est égale à la distance de séparation, par les ailettes 3, des deux parties annulaires 2a, 2b de l'anneau de friction 2 de façon à éviter tout jeu axial entre cet anneau et la pièce de maintien 4. Les deux parties annulaires 2a, 2b de l'anneau de friction 2 sont pourvues en leur centre plusieurs encoches radiales internes 10 situées en regard les unes des autres et dans lesquelles s'engagent élastiquement, sans jeu circonférentiel, respectivement les pattes 8 de la pièce de maintien 4. Le montage de l'anneau de friction 2 la pièce de maintien 4 s'effectue tout simplement en déplaçant axialement l'anneau 2 sur la pièce de maintien 4 du côté opposé aux pattes 8 vers celles-ci de façon que l'anneau 2 repousse élastiquement radialement les pattes 8 vers l'interieur. Les ergots sont ensuite déformés élastiquement entre les deux ailettes consécutives respectives 3. On notera que le disque peut être pourvu d'un anneau de friction constitué d'une seule partie annulaire. Selon le deuxième mode de réalisation représenté aux figures 4 à 6, le moyen de blocage axial de l'anneau de friction 2 relativement à la pièce de maintien 4 comprend deux languettes élastiques il mieux visibles en figure 4 et solidaires de la patte correspondante 8 de part d'autre de celle-ci en s'étendant dans un plan perpendiculaire à la direction axiale de la patte 8. Chaque languette 11 est déformé élastiquement de façon à se trouver, en position montée de l'anneau de friction 2 sur la pièce de maintien 4, entre deux ailettes consécutives de même longueur 3 en étant en outre maintenue en appui de façon précontrainte sur ces ailettes. Plus précisément, chaque languette comprend une partie d'extrémité 12 en forme de U évasé reliée à la patte correspondante 8 par une branche de liaison 13 cintrée de façon à engager élastiquement la partie d'extrémité en U 12 entre les deux ailettes consécutives de même longueur 3 et à précontraindre élastiquement bords supérieurs des deux branches 14 du U en appui respectivement sur les deux extrémités internes des deux ailettes consécutives 3. Ces languettes 11, montées ainsi sous contrainte entre les ailettes 3, réalisent fonction mécanique pour le passage du couple sous contrainte thermique et cette liaison a un caractere élastique rapport à l'anneau. Selon le troisième mode de réalisation des figures 7 à 9, chaque moyen de blocage de l'anneau de friction sur la piece de maintien 4 comprend une lamelle cintrée en forme de U évasé radialement externe 15 solidaire la patte correspondante 8 par ses deux branches 16 et est engagée entre deux ailettes consécutives de même longueur de façon que les branches 16 du U soient élastiquement en appui respectivement sur les deux extrémités inférieures des deux ailettes consécutives 3. Les deuxième et troisième mode de réalisation ci- dessus décrits adoptent une solution équivalente en ce que les deux branches du U, en étant élastiquement en appui entre deux ailettes consécutives de même longueur assurent une liaison sans jeu circonférentiel entre l'anneau friction 2 et la pièce de maintien 4 avec bien entendu, la largeur de chaque U égale à la distance séparant deux parties annulaires 2a, 2b de l'anneau de friction 2. Le montage de l'anneau de friction 2 sur la pièce maintien 4, selon ces deux modes de réalisation s'effectue à l'aide d'un outil approprié permettant de déformer élastiquement les pattes 8 radialement vers l'intérieur de la pièce de maintien 4 de façon à présenter les deux parties annulaires 2a, 2b de l'anneau 2 en regard des parties en U puis, en désengageant l'outil des pattes 8, celles-ci engagent élastiquement les parties en U entre les ailettes consécutives respectives. Selon le quatrième mode de réalisation représenté aux figures 10 à 13, chaque moyen de blocage de l'anneau de friction 2 sur la pièce de maintien comprend deux languettes opposées 17 s'étendant circonférentiellement découpées dans la patte arquée correspondante 18. Les deux languettes 17 sont radialement déformables elastiquement et engagées, en position montée de l'anneau de friction 2 sur la pièce de maintien 4, entre deux ailettes consécutives respectives 3 de meure longueur de façon que les extrémités des deux languettes 17 soient précontraintes en appui respectivement sur les deux extrémités inférieures des deux ailettes consécutives de même longueur, comme cela ressort mieux de la vue agrandie en figure 13. Cette figure montre également que les deux languettes 17 d'un même moyen blocage sont raccordées à la patte 8 par deux branches axiales opposées de liaison 18, dont une seule visible, et qui sont déformées radialement extérieurement pour plaquer élastiquement les deux languettes sur les deux ailettes 3. En outre, la largeur des languettes 17 est égale à la distance séparant les deux parties annulaires de l'anneau 2 pour éliminer le jeu axial de ce dernier relativement à la pièce de maintien 4. Comme pour les deuxième et troisième mode de réalisation, le montage de l'anneau de friction 2 sur la pièce de maintien 4 s'effectue à l'aide d'un outillage approprié. Selon le cinquième mode de réalisation représenté aux figures 14 à 16, chaque moyen de blocage de l'anneau friction 2 sur la pièce de maintien 4 comprend deux portions de collerette radialement externes 19 solidaires la patte correspondante 8 des deux côtés de celle-ci en étant circonférentiellement opposées l' de l'autre. Les deux portions de collerette 19 sont engagées, en position montée de l'anneau de friction 2 la pièce de maintien 4, respectivement entre deux paires distinctes d'ailettes consécutives de même longueur les bords radiaux de chaque portion de collerette 19 étant en appui respectivement sur les deux faces d'extrémité des deux ailettes consécutives correspondantes 3. En outre, les deux portions de collerette d'une patte 8 sont espacées axialement 1 une de l'autre d'une distance correspondant à la distance de séparation des deux parties annulaires 2a, 2b de l'anneau de friction 2 de façon qu'il n'y ait pas de jeu axial entre l'anneau 2 et la piece de maintien 4. Les portions de collerette situées un même côté des pattes sont angulairement équidistantes les unes des autres. Comme cela ressort mieux de figure 15, chaque portion de collerette 19 est obtenue par découpage dans la patte correspondante 8 et rabattement à angle droit, vers 'extérieur, de la partie découpée. Quel que soit le mode de réalisation ci-dessus, la pièce de maintien 4 est réalisée en tôle par formage et emboutissage de façon à tout d'abord réaliser des fentes radiales d'espacement des pattes qui sont ensuite repliées pour s'étendre axialement circonférentiellement comme représenté aux figures. Le montage de l'anneau de friction 2 sur la pièce de maintien 4 s'effectue en une seule opération, d'où un gain de temps et une diminution des coûts. De plus, le principe de l'assemblage mécanique de l'ensemble permet un gain en masse sans perte en raideur de cet ensemble constitué par l'anneau de friction et la pièce de maintien. Par conséquent, le comportement acoustique du disque frein est directement lié à la déformation d'assemblage permettant ainsi un dispositif réglable. En outre, différentes liaisons décrites ci-dessus dans certains des modes de réalisation permettent de rendre la pièce de maintien élastique dans le sens curviligne de celle-ci, où le couple est maintenu sous sollicitation thermique sans engendrer de jeu lors du freinage. L'anneau de friction est quant à lui réduit à sa plus simple expression afin d'assurer le freinage l'absorption d'énergie calorifique. Base ainsi sur une géométrie plus simple, dispositif de frein permet une production sensiblement moins chere du fait qu'il regroupe les différents avantages suivants . - fonderie plus simple et moins coûteuse ; - diminution de la gamme actuelle d'usinages ; - moins d'usure des outils de production (rectification et brochage) ; - baisse de la diversité des disques de frein actuel en standardisant le diamètre intérieur de l'anneau de friction ; - choix d'un matériau pour l'anneau de friction avec plus de carbone pour augmenter le coefficient frottement ; - realisation d'une pièce de maintien en forme bol standard pour satisfaire les déports positifs et négatifs montages de disques, permettant de réduire les possibilités d'erreurs de fabrication et ainsi d'augmenter qualité. Suivant les différents modes de réalisation, l'anneau de friction est bloqué axialement et se dilate librement selon le gradient thermique dans le sens radial. Pour conclure, le disque de frein de l'invention offre les avantages suivants - élasticité thermique et mécanique multi-axiale de la pièce maintien en forme de bol par rapport à l'anneau de friction ; - passage du couple sans jeu ; - diminution de la masse ; - augmentation de la raideur de l'ensemble pour garantir un bon comportement du disque, à savoir diminution de son audible (grincement) et modes de fréquences propres appropries en dehors de celles des autres pièces environnantes ; - diminution des coûts fabrication ; et - contraintes beaucoup plus faibles et plus homogènes. REVENDICATIONS 1. Disque de frein (1) comprenant un anneau de friction (2) constitué de deux parties annulaires parallèles (2a, 2b) fixées l'une à l'autre par des ailettes radiales d'espacement (3) et une pièce de maintien (4) généralement en forme de bol sur la paroi latérale duquel peut être bloqué radialement de façon concentrique l'anneau de frein (2), caractérisé en ce que la pièce de maintien (4) comprend des pattes (8) s'étendant axialement et réparties uniformément circonférentiellement pour définir la paroi latérale du bol de la pièce de maintien (4), chaque patte (8) étant radialement élastiquement déformable et comprenant un moyen de blocage axial de l'anneau de frein (2) relativement à la pièce maintien (4) et s'engageant entre au moins deux ailettes radiales consécutives (3) en position de montage de 'anneau de frein (2) sur les pattes (8) de la pièce de maintien (4). 2. Disque de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que moyen de blocage précité comprend un ergot (9) idaire radialement de la patte correspondante (8) à l'extérieur de celle-ci, s'engageant entre les deux ailettes consécutives (3) et ayant une largeur égale à la distance séparant les deux parties annulaires (2a, 2b) de 'anneau de friction (2). 3. Disque de frein selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux parties annulaires (2a, 2b) de l'anneau de frein (2) comprennent des encoches radiales internes (10) situées en regard les unes des autres et dans lesquelles s'engagent élastiquement, sans jeu circonférentiel, respectivement les pattes (8) de la pièce de maintien (4). 4. Disque de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que moyen de blocage précité comprend deux languettes élastiques (11) solidaires de la patte correspondante (8) part et d'autre de celle-ci et conformées façon à s'engager chacune élastiquement entre deux ailettes consécutives de même longueur (3) en étant en outre maintenue en appui précontraint sur les deux ailettes ), la largeur des languettes étant égale à la distance séparant les deux parties annulaires (2a, 2b) de l'anneau fricton (2). 5. Disque de frein selon la revendication 4, caractérisé en que chaque languette (11) comprend une partie d'extrémité en forme de U évasé (12) reliée à la patte correspondante (8) par une branche de liaison (13) cintrée de façon à engager élastiquement la partie d'extrémité en U (12) entre les deux ailettes consécutives de même longueur (3) et à précontraindre élastiquement les bords supérieurs des deux branches (14) du U en appui respectivement sur les deux extrémités internes des deux ailettes consécutives (3). 6. Disque de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de blocage précité comprend une lamelle (15) cintrée en forme de U évasé radialement externe solidaire de la patte correspondante (8) par ses deux branches (16) et engagée entre les deux ailettes consécutives de même longueur (3) de façon que les deux branches (16) du U soient élastiquement en appui respectivement sur les deux extrémités inférieures des deux ailettes consécutives (3), la largeur des lamelles étant égale la distance séparant les deux parties annulaires de l'anneau de friction (2). 7. Disque de frein selon la revendication 1, caractérisé que le moyen de blocage précité comprend deux languettes opposées (17) s'étendant circonférentiellement et découpées dans la patte correspondante ( , les deux languettes étant radialement déformables élastiquement et engagées entre les deux ailettes consécutives de même longueur (3) de façon que les extrémités des deux languettes (17) soient précontraintes en appui respectivement sur les deux extrémités inférieures des deux ailettes consécutives (3) et en ce que les languettes (17) ont une largeur égale à la distance de séparation des deux parties annulaires (2a, 2b) de l'anneau de friction (2). 8. Disque de frein selon la revendication 1, caractérisé en que le moyen de blocage précité comprend deux portions de collerette radialement externes (19) solidaires de la patte correspondante des deux côtés de celle-ci en étant circonférentiellement espacées l'une de l'autre, les deux portions de collerette (19) étant engagées respectivement entre deux paires distinctes d'ailettes consécutives de même longueur (3), les bords radiaux de chaque portion de collerette (19) étant en appui respectivement sur les deux faces d'extrémité des deux ailettes consecutives correspondantes (3). 9. Disque de frein selon la revendication 8, caractérisé en ce que les portions de collerette (19) situées d'un même côté des pattes (8) sont angulairement équidistantes les unes des autres. 10. Disque de frein selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les deux portions de collerette (19) d'une patte (8) sont espacées axialement l'une de l'autre d'une distance correspondant à la distance de séparation des deux parties annulaires (2a, 2b) de l'anneau de friction (2). 11. Disque de frein selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de maintien (4) est en tôle.