Brevet FR2861149A1 — publié le 20050422

Frein à disque d'un véhicule L'invention concerne un frein à disque d'un véhicule. L'invention a pour but de diminuer le coût de fabrication d'un tel frein à disque. L'invention est plus particulièrement destinée au domaine de l'automobile mais pourrait également s'appliquer dans d'autres domaines. Un frein à disque d'un véhicule est habituellement situé sur un moyeu d'au moins une roue du véhicule, lequel moyeu est destiné à recevoir un axe de la roue du véhicule et à supporter le frein à disque. Un frein à disque comporte un disque de frein relié à la roue du véhicule de telle manière que la roue communique un mouvement de rotation au disque de frein. Le frein à disque comporte également un étrier formant une première mâchoire et une deuxième mâchoire, la première mâchoire et la deuxième mâchoire étant destinées à se faire face de part et d'autre d'un plan du disque de frein et à se rejoindre en dehors du disque. Cet étrier est également destiné à appliquer une première plaquette de frein et une deuxième plaquette de frein contre une face d'un disque de frein. Par exemple, les plaquettes peuvent être portées par les mâchoires. Les plaquettes peuvent également être portées par la chape. Les plaquettes de frein sont également placées de telle manière qu'elles sont placées en regard l'une de l'autre, de part et d'autre du disque de frein et de telle manière que leur plan de symétrie sont coplanaires. Un frein à disque comporte également une chape fixée au moyeu d'au moins une roue du véhicule. La chape est destinée à soutenir l'étrier et à encadrer au moins partiellement chaque plaquette de frein longitudinalement par rapport à un sens du mouvement de rotation du disque de frein. La première plaquette de frein et la deuxième plaquette de frein sont destinées à se rapprocher perpendiculairement par rapport à un plan du disque de frein par l'intermédiaire de la première mâchoire et par l'intermédiaire de la deuxième mâchoire. Pour se rapprocher perpendiculairement au plan du disque de frein, au moins une des plaquettes de frein est d'abord poussée en direction du disque de frein par l'intermédiaire d'un piston placé dans au moins une des mâchoires de l'étrier. Le piston est destiné à exercer une pression par exemple sur la première plaquette de frein de telle manière que le piston tend à rapprocher la 2861149 2 première plaquette de frein contre le disque de frein perpendiculairement au plan de ce même disque de frein. Ce piston se déplace sous l'action d'au moins un circuit de freinage engendrant une pression hydraulique sur le piston. Le circuit de freinage peut comporter par exemple un maître cylindre d'un véhicule. La deuxième plaquette de frein est alors poussée perpendiculairement en direction du disque de frein par une réaction de l'autre mâchoire en retour. Le disque de frein est relié à une roue du véhicule de telle manière que la roue communique un mouvement de rotation du disque de frein. La rotation du disque de frein et un effet d'entraînement du disque de frein selon le sens de rotation de la roue du véhicule peuvent entraîner une usure tangentielle en coin de chacune des plaquettes de frein lorsque les plaquettes de frein se serrent contre le disque de frein en rotation. Une usure en coin d'une plaquette de frein peut se produire à un endroit de la plaquette situé en amont d'un sens du mouvement de rotation du disque. Cette usure en coin nécessite de changer régulièrement chacune des plaquettes de frein. Pour éviter une usure trop précoce d'au moins une plaquette de frein, il est connu de favoriser une usure plus uniforme sur une surface d'au moins une plaquette de frein, laquelle surface est destinée à être directement au contact du disque de frein. Pour favoriser une usure plus uniforme d'une surface d'au moins une plaquette de frein, il est possible de décaler un axe du piston de manière à ce qu'il ne soit pas contenu dans un plan de symétrie de l'étrier, l'axe du piston étant décalé dans le sens de rotation du disque en marche avant. Ainsi, l'axe du piston est décalé par rapport au plan de symétrie de la plaquette. Cependant, pour fabriquer de tels étriers, il est nécessaire de fabriquer des étriers en fonderie en tenant compte de l'emplacement décalé du piston à l'intérieur de la première mâchoire suivant un emplacement de l'étrier sur un côté gauche ou sur un côté droit du véhicule. Ici il est nécessaire de fabriquer un premier type d'étriers comportant une première mâchoire avec un piston destiné à être placé sur la première mâchoire correspondant à la partie gauche du véhicule. II est également nécessaire de fabriquer un deuxième type d'étriers comportant une autre première mâchoire avec un piston destiné à être placé sur la première mâchoire correspondant à la partie droite du véhicule. II en résulte un coût de fabrication de tels freins à disque relativement élevé et nécessite la réalisation de deux types de fonderie de tels étriers. Pour diminuer le coût de fabrication d'un tel frein à disque, l'invention prévoit de fabriquer en fonderie un seul type d'étrier. Pour fabriquer un seul type d'étrier, la chape est fabriquée de telle manière qu'un axe géométrique central d'au moins une plaquette de frein est décalé parallèlement par rapport à un axe géométrique de la chape et parallèlement par rapport au sens du mouvement de rotation du disque de frein. Un axe géométrique est un axe passant par une intersection de diagonale d'un polygone d'au moins une plaquette de frein, ou d'un polygone d'au moins une mâchoire ou d'un polygone de la chape. Ainsi, la chape peut être usinée de telle manière que l'axe de la plaquette de frein est décalé parallèlement par rapport à l'axe géométrique de la chape selon une direction opposée au sens de rotation du disque de frein. L'invention a donc pour objet un frein à disque d'un véhicule comportant un disque de frein, - un étrier muni d'une première mâchoire et d'une deuxième mâchoire, laquelle première mâchoire et laquelle deuxième mâchoire sont destinées à se faire face de part et d'autre d'un plan formé par le disque de frein selon un axe géométrique central de la première mâchoire et selon un axe géométrique central de la deuxième mâchoire respectivement, lequel axe géométrique de la première mâchoire et lequel axe géométrique de la deuxième mâchoire sont perpendiculaires à un plan du disque de frein, - une chape dans laquelle coulisse l'étrier, - au moins un piston inséré à l'intérieur d'au moins l'une des mâchoires selon un axe géométrique de l'une de ces mâchoires, - une première plaquette de frein et une deuxième plaquette de frein destinées à être portées respectivement par la première mâchoire et la deuxième mâchoire tout en se faisant face l'une à l'autre et destinées à se resserrer selon un axe perpendiculaire par rapport à un plan défini par le disque de frein, les axes géométriques de la première plaquette et de la deuxième plaquette étant parallèles à un axe de la chape, lesdites première et deuxième plaquettes sont maintenus dans le frein à disque respectivement par des premier et deuxième appui de plaquette portés par la chape, - au moins un axe géométrique de la première ou de la deuxième plaquette de frein étant décalé parallèlement par rapport à l'axe de la chape, caractérisé en ce que l'usinage des premier et deuxième appuis de plaquette est réalisé de manière à ce que l'axe d'au moins une plaquette de frein soit décalé par rapport à l'axe de la chape. L'invention a également pour objet un frein à disque caractérisé en ce que l'axe géométrique de la plaquette de frein est décalé parallèlement à l'axe géométrique de la chape selon une direction opposée au sens de rotation du disque de frein. L'invention a également pour objet un frein à disque caractérisé en ce que l'axe géométrique de la plaquette de frein est décalé parallèlement à l'axe géométrique de la mâchoire correspondante. L'invention a également pour objet un frein à disque caractérisé en ce que - la chape comporte, selon un sens de rotation du disque de frein, un premier bras de guidage et un deuxième bras de verrouillage placés perpendiculairement par rapport à un plan formé par le disque de frein et reliés par un pont 3, lesdits premier et deuxième bras portant respectivement les premier et deuxième appuis de plaquette le premier bras et le deuxième bras étant séparés d'une distance nécessaire selon le sens de rotation du disque de frein pour un emplacement d'au moins une plaquette de frein, - la chape est usinée selon une direction opposée au sens de rotation du disque de frein sur le bras de guidage. L'invention a également pour objet un frein à disque caractérisé en ce 25 que l'axe de la première plaquette de frein et l'axe de la deuxième plaquette de frein sont décalés parallèlement l'un par rapport à l'autre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent: - Figure 1: une représentation schématique d'un frein à disque, selon l'invention. La figure 1 illustre un frein 1 à disque d'un véhicule comportant un étrier 2 et un disque de frein 6, selon l'invention. L'étrier 2 est une pièce destinée à chevaucher le disque de frein. 35 L'étrier 2 comporte une première mâchoire 7 et une deuxième mâchoire 8 placées de part et d'autre d'un plan formé par le disque de frein 6. La première mâchoire 7 et la deuxième mâchoire 8 portent respectivement une première plaquette de frein 4 et une deuxième plaquette de frein 5. La première plaquette de frein et la deuxième plaquette de frein sont destinées à se faire face de part et d'autre du plan formé par le disque de frein 6. La première mâchoire 7 et la deuxième mâchoire 8 sont reliées entre elles par leurs extrémités, à un endroit situé à l'extérieur du disque de frein, de telle manière que l'étrier forme un étau. La première mâchoire 7 et la deuxième mâchoire 8 sont destinées à rapprocher la première plaquette de frein 4 et la deuxième plaquette de frein 5 de part et d'autre du disque de frein 6 perpendiculairement au plan formé par le disque de frein par l'intermédiaire d'au moins un piston 9 et d'une chape 23. Dans l'exemple préféré figure 1, un piston 9 est logé dans une cavité 14 creusée dans la première mâchoire 7 selon un axe géométrique 10 central de la première mâchoire 7. Comme précédemment mentionné, un axe géométrique est un axe passant par une intersection de diagonale d'un polygone d'au moins une mâchoire, d'un polygone d'au moins une plaquette de frein ou d'un polygone de la chape. La cavité 14 est représentée en pointillés sur la figure 1. Un autre piston pourrait également être logé dans la deuxième mâchoire selon un axe géométrique 26 de cette deuxième mâchoire 8. D'après la figure 1, l'axe géométrique 10 de la première mâchoire 7 et l'axe géométrique 26 de la deuxième mâchoire 8 se confondent en un même axe et sont perpendiculaires à un plan du disque de frein 6. Mais ces deux axes 10 et 26 peuvent être décalés parallèlement l'un par rapport à l'autre et parallèlement par rapport à un sens de rotation du disque. Un sens de rotation du disque est représenté par une flèche F sur la figure 1. Un axe géométrique 10 de la première mâchoire 7 est un axe passant perpendiculairement par rapport au plan du disque de frein 6 par un milieu d'une distance séparant deux extrémités de la première mâchoire 7, lesquelles extrémités sont placées longitudinalement par rapport au sens de rotation du disque de frein 6. L'étrier 2 est également destiné à rapprocher au moins une plaquette de frein perpendiculairement par rapport au disque de frein 6. Notamment, la première plaquette de frein 4 peut être rapprochée du disque de frein 6 et entraîner ensuite le rapprochement de la deuxième plaquette de frein 5 par réaction de la première plaquette de frein 4 sur la deuxième plaquette de frein. La chape 23 est destinée à être reliée à un moyeu (non représenté) d'au moins une roue du véhicule et destinée à porter l'étrier 2. La première plaquette de frein 4 et la deuxième plaquette de frein 5 comportent un axe géométrique 24 et un axe géométrique 25 respectivement. L'axe 24 de la première plaquette de frein 4 et l'axe 25 de la deuxième plaquette de frein 5 sont des axes perpendiculaires au plan du disque de frein 6 et passant par un milieu d'une plaquette de frein selon une direction longitudinale par rapport à un sens de rotation du disque de frein. Selon l'invention, l'axe géométrique central 24, 25 d'au moins une plaquette de frein 4, 5 est décalé parallèlement par rapport à un axe géométrique 27 de la chape 23. L'axe 24 et l'axe 25 de la première plaquette de frein 4 et de la deuxième plaquette de frein 5 respectivement peuvent être décalés parallèlement par rapport à l'axe géométrique central 10, 26 de la mâchoire 7, 8 correspondante et parallèlement par rapport au sens de rotation du disque de frein. L'axe 24 de la première plaquette de frein 4 et l'axe 25 de la deuxième plaquette de frein 5 respectivement sont décalés dans le sens opposé au sens de rotation du disque de frein par rapport à l'axe 27 de la chape. Pour décaler l'axe 24 et l'axe 25 de la plaquette de frein 4 et de la plaquette de frein 5 respectivement par rapport à l'axe 27 de la chape 23, la chape 23 est usinée sur un endroit situé sur au moins un appui de plaquette, 19 ou 20 de cette même chape. En effet, cette chape 23 comporte, selon un sens du mouvement de rotation du disque de frein, un premier bras 11 et un deuxième bras 12. Le premier bras 11 et le deuxième bras 12 sont reliés entre eux par un pont 13. Le bras 11 et le bras 12 forment la chape 23. Chacun des bras s'étend perpendiculairement par rapport au plan du disque de frein et en direction du disque de frein 6. Le pont 13 est placé parallèlement au plan du disque de frein 6, à un même côté de ce même plan du disque que la deuxième mâchoire 8. La première mâchoire 7 coulisse dans la chape 23 le long du premier bras 11 et le long du deuxième bras 12. Le premier bras 11 est percé d'un premier orifice de guidage 15 et le 35 deuxième bras 12 est percé d'un deuxième orifice de verrouillage 16. Le premier orifice de guidage 15 et le deuxième orifice de verrouillage 16 permettent à la première mâchoire de l'étrier de coulisser par rapport à la chape 23 perpendiculairement au plan défini par le disque de frein par l'intermédiaire d'une colonnette 17 de guidage et par l'intermédiaire d'une colonnette 18 de verrouillage respectivement. La colonnette 17 de guidage et la colonnette 18 de verrouillage sont avantageusement formées sur la première mâchoire et forment des expansions cylindriques s'étendant perpendiculairement au plan du disque de frein et en direction de ce même disque de frein. La colonnette de guidage et la colonnette de verrouillage s'étendent pour s'insérer dans les orifices 15 et 16 respectivement des bras 11 et 12 correspondants formés sur la chape 23. Le premier bras 11 et le deuxième bras 12 délimitent entre eux une longueur selon le sens du mouvement du disque de frein correspondant à une longueur nécessaire pour encadrer au moins partiellement au moins une plaquette de frein longitudinalement par rapport au sens de rotation du disque de frein. L'expansion formant un bras 11 ou 12 peut être de section rectangulaire ou de section ronde. Les plaquettes de frein 4 et 5 sont calées entre le bras 11 de guidage et le bras 12 de verrouillage par l'intermédiaire d'un premier appui de plaquette 19 et par l'intermédiaire d'un deuxième appui de plaquette 20 longitudinalement selon un sens de rotation du disque de frein. Le premier appui de plaquette et le deuxième appui de plaquette forment chacun une surface de la chape 23 destinée à être directement au contact d'au moins une plaquette de frein. La chape 23 est fabriquée initialement en fonderie avec le premier bras 11 et le deuxième bras 12 de dimension identique. Puis, le premier bras 11 est usiné par enlèvement de matière selon une direction 21 opposée au sens de rotation du disque. Cet usinage forme le premier appui plaquette 19 correspondant. Ce premier appui de plaquette 19 est usiné au moins jusqu'à ce qu'une plaquette de frein de dimension habituelle puisse s'insérer entre le premier bras et le deuxième bras. La figure 1 montre en traits pointillés la quantité de matière enlevée. Il en résulte que l'axe de la plaquette de frein correspondante est maintenu décalé par rapport à l'axe 27 de la chape, qui lui reste inchangé quel que soit l'usinage. En choisissant le côté à usiner, côté 11 ou 12 on forme respectivement, après une opération de fonderie unique, des dispositifs de frein différents pour le côté gauche et pour le côté droit du véhicule. Un autre avantage de l'invention est qu'il est possible de décaler l'axe géométrique de chacune des plaquettes de frein parallèlement l'un par rapport à l'autre en plus du décalage par rapport à l'axe de la chape. On peut donc avantageusement décaler l'axe géométrique 25 de la deuxième plaquette de frein 5 par rapport à l'axe géométrique 24 de la première plaquette 4 parallèlement selon le sens opposé de rotation du disque de frein en marche avant. Le décalage supérieur de l'axe géométrique 25 de la deuxième plaquette de frein 5 par rapport à l'axe géométrique 24 de la première plaquette de frein 4 permet d'uniformiser davantage l'usure de la deuxième plaquette de frein 5. En effet, la deuxième plaquette 5 est plus sujette à une usure en biais que la première plaquette 4, la deuxième plaquette étant placée à un endroit proche de l'extérieur du véhicule et la première plaquette étant placée à un endroit proche de l'intérieur du véhicule. Les appuis de plaquettes 19 et 20 sont ainsi usinés en fonction de la position souhaitée de la première plaquette de frein 4 par rapport à la deuxième plaquette de frein 5 et réciproquement. REVENDICATIONS 1 - Frein à disque d'un véhicule comportant - un disque de frein (6), - un étrier muni d'une première mâchoire (7) et d'une deuxième mâchoire (8), laquelle première mâchoire et laquelle deuxième mâchoire sont destinées à se faire face de part et d'autre d'un plan formé par le disque de frein selon un axe géométrique (10) central de la première mâchoire et selon un axe géométrique (26) central de la deuxième mâchoire respectivement, lequel axe géométrique de la première mâchoire et lequel axe géométrique de la deuxième mâchoire sont perpendiculaires à un plan du disque de frein, - une chape (23) dans laquelle coulisse l'étrier, - au moins un piston (9) inséré à l'intérieur d'au moins l'une des mâchoires selon un axe géométrique de l'une de ces mâchoires, - une première plaquette de frein (4) et une deuxième plaquette de frein (5) destinées à être portées respectivement par la première mâchoire et la deuxième mâchoire tout en se faisant face l'une à l'autre et destinées à se resserrer selon un axe perpendiculaire par rapport à un plan défini par le disque de frein, les axes géométriques (24,25) de la première plaquette et de la deuxième plaquette étant parallèles à un axe (27) de la chape, lesdites première (4) et deuxième (5) plaquettes sont maintenus Dans le freina à disque respectivement par des premier (19) et deuxième (20) appui de plaquette portés par la chape - au moins un axe géométrique (24,25) de la première ou de la 25 deuxième plaquette de frein étant décalé parallèlement par rapport à l'axe de la chape, caractérisé en ce que l'usinage des premier (19) et deuxième (20) appuis de plaquette est réalisé de manière à ce que l'axe d'au moins une plaquette de frein (4,5) soit décalé par rapport à l'axe de la chape. 2 - Frein à disque selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'axe géométrique (24,25) de la plaquette de frein est décalé parallèlement à l'axe géométrique de la chape selon une direction opposée au sens de rotation du disque de frein. 3 - Frein à disque selon l'une des revendications l ou 2 caractérisé en 35 ce que l'axe géométrique de la plaquette de frein est décalé parallèlement à l'axe géométrique de la mâchoire correspondante. 4 - Frein à disque selon la revendication 3 caractérisé en ce que - la chape comporte, selon un sens de rotation du disque de frein, un premier bras de guidage (11) et un deuxième bras de verrouillage (12) placés perpendiculairement par rapport à un plan formé par le disque de frein et reliés par un pont (13), lesdits premier et deuxième bras portant respectivement les premier et deuxième appuis (19,20) de plaquette, lesdits premier et deuxième bras étant séparés d'une distance nécessaire selon le sens de rotation du disque de frein pour un emplacement d'au moins une plaquette de frein, - la chape est usinée selon une direction opposée au sens de rotation du disque de frein sur le bras de guidage. - Frein à disque selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'axe de la première plaquette de frein et l'axe de la deuxième 15 plaquette de frein sont décalés parallèlement l'un par rapport à l'autre.