Brevet FR2841950A1 — publié le 20040109

DISPOSITIF DE FREIN A DISQUE POUR VEHICULE La présente invention se rapporte à un dispositif de frein à disque pour véhicule. Un dispositif 10 (figure la) de frein à disque pour véhicule comprend un piston 12 solidaire d'une plaquette 14 de frein. Ce piston 12 peut coulisser à l'intérieur d'un étrier 20 de façon à appliquer cette plaquette 14 contre un disque 16 et freiner ainsi le mouvement d'une roue, non représentée, solidaire de ce disque 16. L'application de la plaquette 14 contre le disque 16 entraîne un déplacement de l'étrier 20. Un tel déplacement, représenté par la flèche 19 sur la figure lb, entraîne l'application d'une deuxième plaquette 18 contre le disque 16 et le serrage de ce disque entre les plaquettes 14 et 18. Il est connu que le contact entre le disque 16 et les plaquettes 14 et 18 use la surface de ces dernières de façon irrégulière, comme montré cidessous à l'aide de la figure 2 qui représente une plaquette de frein usée, telle que la plaquette 14. On observe alors que la surface S, de la plaquette 14 présente un gradient d'usure, un côté C,4 de la surface de cette plaquette étant plus usé qu'un autre côté CI,4 en fonction du mouvement R de rotation du disque 16. Une telle inégalité d'usure de la surface présente de nombreux inconvénients. Notamment, elle peut provoquer des dysfonctionnements graves du dispositif de freinage tels que le blocage de ce dernier dans une position active. Pour remédier à ces inconvénients, il est connu d'excentrer l'appui du piston 12 sur la surface de la plaquette 14 qui lui est solidaire comme décrit ci-dessous à l'aide de la figure 3 qui représente un dispositif 30 de frein à disque présentant une telle excentricité, ou décalage, AA de l'appui d'un piston 34 vis-à-vis d'une plaquette 36 de frein. Ce décalage AA peut être considéré comme l'écart entre un axe A34 de coulissement du piston 34, ce coulissement s'effectuant à l'intérieur d'un étrier 32, et un axe A, médian de la plaquette 36, l'axe A,, étant parallèle à l'axe A,, de coulissement. Le piston 34 est solidaire de la plaquette 36 de façon à appliquer cette dernière contre un disque 38 de frein. Lors d'une telle application, le décalage AA renforce l'action du piston 34 sur un côté C36a de la plaquette 36 par rapport à un côté C36b moins éloigné de l'axe A3, de rotation du disque 38, un tel renforcement régularisant l'usure de la surface des plaquettes. De façon à contrôler les déplacements des plaquettes 36 et 40 du dispositif 30, ces dernières sont logées entre cet étrier 32 et une chape 42. Ce logement, délimité par l'étrier et la chape, guide les déplacements des plaquettes 36 et 40 suivant une direction parallèle à l'axe A,6 médian des plaquettes 36 et 40. En d'autres termes, les plaquettes 36 et 40 coulissent le long de zones 43a et 43b de coulissement de la chape. Ces zones 43a et 43b de coulissement sont situées sur des extrémités 42a et 42b de la chape 42 qui comprennent des alésages permettant le coulissement de l'étrier par rapport à la chape 42 suivant des axes respectifs A.2. et A42b. A cet effet, l'étrier 32 comprend deux bras 32a et 32b de dimensions distinctes munis de colonnettes respectives C32a et C32b logées dans les alésages des extrémités 42a et 42b, ces dernières étant également de tailles différentes. Outre le décalage AA entre l'axe A,, de coulissement du piston 34 et l'axe A3, médian des plaquettes 36 et 40, le dispositif de freinage peut présenter un décalage SA' entre l'axe A,4 et un axe A42 de la chape 42, défini comme l'axe médian entre les deux axes A4,, et A,,, des extrémités 42a et 42b. Un tel décalage SA' résulte de l'agencement entre l'étrier 32 et la chape 42 visant à réduire les inconvénients précédemment mentionnés (usure inégale de la surface de la plaquette de frein, blocage du dispositif). La présente invention résulte de la constatation que l'utilisation d'étriers asymétriques pour obtenir un appui excentré d'un piston sur la surface d'une plaquette de frein présente de nombreux inconvénients. Ainsi, de tels étriers asymétriques sont spécifiques à la position du dispositif de freinage dans le véhicule et l'étrier d'un dispositif de frein à disque situé d'un premier dôté d'un véhicule est distinct de l'étrier d'un dispositif de frein à disque situé d'un deuxième côté de ce véhicule. Cette spécificité entraîne, pour l'usinage d'un étrier destiné à un côté d'un véhicule, l'utilisation d'outillages différents de ceux utilisés pour usiner un étrier destiné à l'autre côté du véhicule. De fait, l'ensemble des étapes de conception, de fabrication et de stockage doivent tenir compte de la spécificité de chaque étrier par rapport à l'emplacement du véhicule auquel est destiné le dispositif de frein à disque intégrant cet étrier. Il en résulte une complexité accrue de ces opérations et un risque d'échange entre un étrier destiné à un côté du véhicule avec un étrier destiné à l'autre côté de ce véhicule. Une autre conséquence de l'utilisation d'étriers asymétriques est l'utilisation de colonnettes C32a et C32b de différents diamètres. Outre la complexité accrue dans la conception, la fabrication et le stockage de ces colonnettes, l'utilisation de différentes colonnettes entraîne un risque de fragilisation du dispositif si une première colonnette C32b, de diamètre moindre qu'une deuxième colonnette C32a, est utilisée à la place de cette dernière. Un autre inconvénient est que l'utilisation de colonnettes de différents diamètres est contraire à certaines normes, telle que la norme DIN 7145 TI. Finalement, l'utilisation de pièces asymétriques présente l'inconvénient de générer du bruit sur une large gamme de fréquences. En effet, l'asymétrie du dispositif entraîne des vibrations, à basses et hautes fréquences, générées par des colonnettes plus ou moins larges. La présente invention résout ou minimise ces problèmes. Elle concerne un dispositif de frein à disque muni d'un piston coulissant dans un étrier et destiné à s'appuyer sur une surface d'une plaquette de frein de façon excentrée qui est caractérisé en ce que cet étrier présente un plan de symétrie tel que son utilisation dans le dispositif est indépendante du côté du véhicule o se situe ce dispositif. L'utilisation d'étriers conformes à l'invention réduit le nombre de pièces différentes lors des opérations de conception, de fabrication et de stockage d'un dispositif de frein à disque. De plus, il permet l'utilisation de colonnettes symétriques, éliminant ainsi les risques de fragilisation du dispositif par un échange entre colonnettes de différents diamètres. En outre, il permet de respecter d'éventuelles normes concernant le diamètre de ces colonnettes en égalisant ce dernier à un diamètre conforme à la norme. Finalement, le bruit engendré par l'utilisation d'un dispositif conforme à l'invention couvre une gamme de fréquences plus étroite par rapport à un dispositif connu. Dans une réalisation de l'invention, le piston coulisse selon un axe de coulissement compris dans le plan de symétrie de l'étrier. Selon une réalisation, la plaquette de frein étant logée entre l'étrier et une chape, la chape coulisse par rapport à l'étrier au moyen de colonnettes solidaires de bras de l'étrier et coulissant dans des alésages de la chape. Dans une réalisation, la plaquette de frein étant logée entre l'étrier et une chape, la chape coulisse par rapport à l'étrier au moyen de colonnettes solidaires de la chape et coulissant dans des alésages effectués dans des bras de l'étrier. Selon une réalisation, la chape présente un plan de symétrie lors de sa fabrication et préalablement à l'usinage de ses alésages ou de ses colonnettes. En d'autres termes, selon cette réalisation, un étrier symétrique conforme à l'invention coopère avec une chape usinée de façon symétrique et comprenant des extrémités telles qu'elle peut être agencée à un étrier symétrique en réalisant des alésages asymétriques dans ces extrémités en fonction du côté du véhicule auquel est destiné le dispositif. Dans ce cas, les différents problèmes précédemment mentionnés relatifs à la conception, la fabrication et la gestion d'une pièce asymétrique sont aussi résolus vis-à-vis des chapes considérées dans les dispositifs de freinage. Selon une réalisation, le plan de symétrie de la chape comprend un axe médian de la plaquette de frein. Dans une réalisation, l'étrier est muni d'une vis de purge et d'une vis de jonction au circuit hydraulique situées symétriquement par rapport au plan de symétrie de l'étrier. Dans ce cas, si les fonctions de purge et de jonction au circuit hydraulique sont interchangeables, l'étrier du dispositif est aussi symétrique vis-à-vis du système de liquide de frein alimentant le dispositif de freinage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée à titre descriptif et non limitatif en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels: les figures la et lb, déjà décrites, représentent un dispositif connu de frein à disque, la figure 2, déjà décrite, est une vue montrant l'usure d'une plaquette de frein, le figure 3, déjà décrite, représente un dispositif de frein à disque connu muni d'une chape et d'un étrier, la figure 4 représente un dispositif de frein à disque comprenant un étrier symétrique conformément à l'invention, et les figures Sa et 5b sont des schémas de dispositifs de frein à disque conformes à l'invention. Le dispositif 130 de frein à disque représenté à la figure 4 comprend un étrier 132 à l'intérieur duquel coulisse un piston 134 destiné à amener une plaquette 136 de frein contre un disque 138 et freiner ainsi une roue, non représentée, solidaire de ce disque 138. Lors d'un freinage, l'action de la plaquette 136 sur le disque 138 entraîne un déplacement de l'étrier 132 amenant une plaquette 140 contre le disque 138. Ce dernier est alors serré entre ces deux plaquettes 136 et 140. De façon analogue au dispositif 30 de la figure 3, le dispositif 130 comprend une chape 142 guidant le déplacement des plaquettes 136 et 140 suivant une direction parallèle à l'axe A,34 de coulissement du piston. Cet axe A,14 présente un décalage SA avec un axe A136 médian des plaquettes parallèle à l'axe A,,,. Un tel décalage SA représente l'excentricité de l'appui du piston 134 sur la surface de la plaquette 136, une telle excentricité diminuant les inconvénients dus à une usure inégale de la surface des r- plaquettes et le risque de blocage du dispositif comme précédemment décrit. Toutefois, l'étrier 132 diffère d'un étrier 32 connu en ce qu'il présente un plan P134 de symétrie conformément à l'invention. A cet effet, les longueurs des bras 132a et 132b de l'étrier 132 sont égales, ainsi que leur largeurs respectives. Par ailleurs, dans cet exemple, l'étrier comprend une vis 57 de purge et une vis 59 de jonction au circuit hydraulique de freinage ayant des fonctions interchangeables de telle sorte que, en étant disposées symétriquement par rapport au plan P134de symétrie de l'étrier, ce dernier est complètement symétrique. A partir de l'étrier 132 symétrique, le dispositif 130 est usiné en agençant la chape 142 comme montré sur la figure 5a qui est une représentation schématique du dispositif de la figure 4, l'étrier 132 et la chape 142 étant seuls représentés pour plus de clarté. Il convient d'observer que la chape 142 ne présente aucune symétrie dans les réalisations de l'invention décrites aux figures 4 et 5a. De fait, la nécessité de maintenir un décalage SA entre un étrier et une chape coopérant avec ce dernier ne permet pas de réaliser un dispositif de freinage comprenant un étrier et une chape symétriques. Toutefois, dans une réalisation de l'invention, un étrier symétrique tel que décrit ci-dessus coopère avec une chape dont les extrémités sont de même diamètre, comme représenté sur la figure 5b, de telle sorte que, avant l'usinage des alésages dans cette chape, cette dernière présente aussi un plan de symétrie. A cet effet, une telle chape 242 comprend des extrémités 242a et 242b, comportant plus de matières que les extrémités 142a et 142b du dispositif 130 précédemment décrit pour permettre la réalisation d'alésages asymétriques sur cette chape 242 de façon à maintenir un décalage SA entre l'axe A234 de coulissement du piston 234 et l'axe A242 de la chape 242, un tel décalage AA représentant l'excentricité de l'appui du piston 234 sur une plaquette de frein (non représentée). De façon analogue au dispositif de la figure 5a, la vis 70 de purge du liquide de frein et la vis 72 de jonction au circuit hydraulique sont situées symétriquement sur l'étrier 232 par rapport au plan P232 de symétrie de cet étrier. La présente invention peut se prêter à des variantes. Ainsi, il peut être préférable d'agencer la chape et l'étrier d'un dispositif de frein à disque au moyen de colonnettes solidaires de la chape, l'étrier comportant des logements de guidage de ces colonnettes. Q REVENDICATIONS 1. Dispositif (130; 230) de frein à disque muni d'un piston (134; 234) coulissant dans un étrier (132; 232) et destiné à s'appuyer sur une surface d'une plaquette (136) de frein de façon excentrée, caractérisé en ce que l'étrier présente un plan de symétrie (P134; P234) tel que son utilisation dans le dispositif (130; 230) de freinage est indépendante du côté du véhicule o se situe ce dispositif (130; 230). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le piston (134; 234) coulisse selon un axe (A134; A234) de coulissement compris dans le plan (P134; P234) de symétrie de l'étrier (132; 232). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, la plaquette de frein (136) étant logée entre l'étrier (132; 232) et une chape (142; 242), caractérisé en ce que la chape (142; 242) coulisse par rapport à l'étrier au moyen de colonnettes (CI32a; C132b) solidaires de bras (132a, 132b; 232a' 232b) de ce dernier et coulissant dans des alésages de la chape (142; 242). 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, la plaquette de frein étant logée entre l'étrier et une chape, caractérisé en ce que la chape coulisse par rapport à l'étrier au moyen de colonnettes solidaires de la chape et coulissant dans des alésages effectués dans des bras de l'étrier. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la chape présente un plan de symétrie lors de sa fabrication et préalablement à l'usinage de ses alésages ou de ses colonnettes. 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le plan de symétrie de la chape comprend un axe (A242) médian de la plaquette de frein. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'étrier est muni d'une vis (57) de purge et d'une vis (59) de jonction au circuit hydraulique situées symétriquement par rapport au plan de symétrie de l'étrier.