Brevet FR3038675A1 — publié le 20170113

FREIN A DISQUE COMPORTANT DES MOYENS ANTI-ROTATION DU PISTON DANS L'ETRIER DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte à un frein à disque comportant un système anti rotation du piston dans l'alésage le recevant. L'invention se rapporte plus particulièrement à un frein à disque pour lequel le guidage en coulissement du piston dans l'alésage est amélioré. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un système de frein à disque, par exemple pour un véhicule automobile comporte un disque de frein qui est solidaire d'une roue du véhicule, un étrier qui est monté sur le châssis du véhicule et un piston qui est monté coulissant en translation dans l'étrier, selon une direction parallèle à l'axe principal du disque de frein. L'étrier et le piston comportent chacun un organe de frottement, généralement une plaquette de frein, qui sont réparties de part et d'autre du disque et qui sont rapprochées l'une de l'autre en serrant le disque entre elles pour freiner ou immobiliser le véhicule. L'étrier comporte un alésage cylindrique dans lequel le piston est monté coulissant le long de leur axe principal commun. La section d'un alésage de type connu est circulaire, la section du piston est en conséquence circulaire aussi. Cette forme des sections de l'alésage et du piston facilite leur fabrication ainsi que le maintien de l'étanchéité entre la face externe du piston et la paroi interne de l'alésage. Cependant, cette forme permet au piston de tourner autour de l'axe principal commun, ce qui implique d'ajouter au système de freinage des moyens de blocage du piston en rotation autour de l'axe commun. 3038675 2 L'invention a pour but de proposer un frein à disque comportant des moyens simplifiés pour mettre en oeuvre le blocage en rotation du piston par rapport à l'alésage. EXPOSÉ DE L'INVENTION 5 L'invention a principalement pour objet un frein à disque comportant un étrier dans lequel un alésage cylindrique est réalisé et comportant au moins un piston coaxial à l'axe principal A de l'alésage, qui est monté coulissant dans l'alésage, caractérisé en ce que la section de l'alésage forme une figure pour laquelle la distance entre les différents points de la figure et l'axe principal A de l'alésage 10 est variable. La distance variable entre les points de la figure et l'axe principal A donne à cette figure une forme non circulaire qui permet d'assurer le blocage en rotation sans utiliser un composant supplémentaire du frein à disque, qui s'en retrouve par conséquent simplifié. 15 Une telle solution est particulièrement adaptée à un frein à disque à actionnement électrique car il ne nécessite pas de moyens d'étanchéité tels que pour un frein à actionnement hydraulique. De préférence, la section de l'alésage est en forme d'un premier polygone et la section du piston est en forme d'un deuxième polygone similaire au 20 premier polygone et de dimensions inférieures au premier polygone. De préférence, les sections de l'alésage et du piston sont en forme d'hexagones. De préférence, les sections de l'alésage et du piston sont en forme de carrés. 25 De préférence, l'alésage comporte une pluralité de parois parallèles son axe principal A, le piston comporte une pluralité de faces adjacentes parallèles à l'axe principal A de l'alésage, dont chaque face du piston est parallèle et est située radialement à distance d'une paroi de l'alésage qui lui est associée. 3038675 3 De préférence, le piston comporte des nervures longitudinales parallèles à l'axe principal A, dont chaque nervure est située au niveau d'une arête du piston délimitée par deux faces adjacentes du piston. De préférence, chaque nervure est reçue dans un coin délimité par deux 5 faces adjacentes de l'alésage. De préférence, chaque nervure est de section circulaire et en ce que chaque coin délimité par deux faces adjacentes de l'alésage forme un congé dont le rayon de courbure est identique au rayon de la nervure associée audit coin. De préférence, chaque nervure est creuse et délimite un canal parallèle 10 à l'axe principal A. De préférence, le piston et/ou l'alésage est réalisé par impression laser en trois dimensions à partir de poudre métallique ou par brochage. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la 15 lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique en perspective éclatée montrant l'étrier et le piston du frein à disque selon l'invention - la figure 2 est une vue en perspective avec arrachement de 20 l'assemblage de l'étrier et du piston représentés à la figure 1 - la figure 3 est une vue selon un autre angle de l'assemblage représenté à la figure 2. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On a représenté aux figures un étrier 10 et un piston 12 pour un frein à 25 disque, notamment un frein à disque de véhicule automobile. L'étrier 10 comporte un corps 14 dans lequel un alésage 16 destiné à recevoir le piston 12 est réalisé. Le corps 14 porte en outre des oreilles 18 de réception de 3038675 4 colonnettes de guidage portées par une chape (non représentées), et un doigt 20 de support d'une plaquette de frein. L'alésage est cylindrique d'axe principal A et sa section selon un plan perpendiculaire à son axe principal A est constante. 5 Le piston 12 est destiné à être monté dans l'alésage Lorsque le frein à disque est assemblé, une extrémité 12a du piston 12 est disposée en vis-à-vis d'une plaquette de frein qui fait face à la plaquette portée par le doigt 20. Les deux plaquettes sont alors situées de part et d'autre du disque de frein (non représenté). 10 Pour réaliser le serrage du disque de frein par les plaquettes, le piston 12 est entrainé en translation par rapport à l'étrier 10 le long de leur axe principal A commun pour rapprocher les plaquettes l'une de l'autre et ainsi serrer le disque de frein. A cet effet, l'étrier 10 est monté coulissant par rapport à la chape, parallèlement à l'axe A, pour permettre à la plaquette portée par le doigt 20 de se 15 déplacer par rapport au disque. Le frein à disque est avantageusement du type à actionnement électrique, c'est-à-dire qu'il comporte un actionneur alimenté en énergie électrique (non représenté) tel que par exemple un moteur électrique, qui réalise l'entrainement du piston 12 en coulissement par rapport à l'étrier 10. 20 Un tel type de frein est notamment utilisé pour réaliser la fonction de frein de service et/ou de parking et utilise l'énergie électrique provenant de la batterie du véhicule. Un avantage de ce mode d'entrainement du piston 12 est qu'il n'est pas nécessaire de réaliser une étanchéité complexe entre le piston 12 et l'alésage 16, seul un 25 guidage du piston 12 en translation dans l'alésage 16 est réalisé. Ce guidage en translation est conçu pour empêcher toute rotation du piston 12 autour de l'axe principal A, permettant notamment d'immobiliser en rotation une vis interne au piston 12. Ainsi, la rotation d'une vis entraînée par le moteur et/ou un motoréducteur permet d'entraîner en translation, selon l'axe A, le piston 12. 3038675 5 Cette fonction d'anti-rotation du piston est réalisée par la forme non circulaire de la section de l'alésage 16 et de la section du piston 12, selon un plan perpendiculaire à leur axe principal A commun. Selon un mode de réalisation préféré, les sections de l'alésage 16 et du 5 piston 12 sont à base d'un même polygone, qui est ici, comme on peut le voir aux figures, un hexagone. Il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et que la section peut former une figure pour laquelle la distance entre les différents points de la figure et l'axe principal A de l'alésage 16 est variable, et ainsi former par 10 exemple une figure courbe non circulaire qui est par exemple oblongue, ou alors une figure à base de tout autre polygone tel que par exemple un carré. Comme on l'a dit précédemment, et de manière préférentielle, les sections de l'alésage 16 et du piston 12 sont à base d'un hexagone. L'alésage 16 comporte ainsi six parois planes 22 qui sont parallèles à 15 l'axe principal A de l'alésage et qui sont réparties autour de l'axe principal A. Le piston 12 comporte six faces planes 24 qui sont parallèles à l'axe principal A de l'alésage et qui sont réparties autour de l'axe principal A. De préférence, chaque face 24 du piston est située en vis d'une paroi 22 de l'alésage 16 et est parallèle à cette même paroi 22. 20 Avantageusement, les dimensions de l'hexagone à partir duquel la section du piston 12 est réalisée sont inférieures aux dimensions de l'hexagone à partir duquel la section de l'alésage 16 est réalisée. Par conséquent, chaque face 24 du piston 12 est située radialement à distance de la paroi 22 associée de l'alésage 16. Cela permet notamment de limiter les frottements entre le piston 12 et 25 l'alésage 16. La liaison et le guidage du piston 12 avec l'alésage 16 sont réalisés par l'intermédiaire de nervures longitudinales 26 qui sont formées sur le piston 12 en faisant saillie radialement par rapport aux faces 24 du piston 12 et qui viennent en contact avec les parois 22 de l'alésage 16. 3038675 6 Chaque nervure 26 s'étend parallèlement à l'axe principal A du piston 12, de préférence sur toute la longueur de celui-ci. Selon un mode de réalisation préféré, chaque nervure 26 est située au niveau d'une arête du piston 12, qui est formée au niveau de la liaison entre deux faces 5 adjacentes 24 du piston 12. La nervure 26 est ainsi reçue dans un angle associé de l'alésage 16, qui est formé par les deux parois adjacentes 22 de l'alésage qui sont associées aux deux faces adjacentes 24 du piston 12 à la liaison desquelles la nervure 26 est située. Selon le mode de réalisation représenté, le piston comporte six nervures 10 26 qui sont disposées aux six coins du piston 12, c'est-à-dire qu'il comporte une nervure 26 pour chaque coin du piston 12. Il sera compris que le piston 12 peut comporter un nombre inférieur de nervures 26, qui assure néanmoins le guidage en translation du piston 12 dans l'alésage 16, c'est-à-dire au moins trois nervures 26. 15 Grâce aux nervures 26, la surface de contact entre le piston 12 et l'alésage 16 est relativement faible, ce qui limite les frottements, et donc la résistance au déplacement du piston 12 dans l'alésage 16. La section de chaque nervure 26, selon un plan perpendiculaire à l'axe principal du piston 12 est de préférence circulaire. Aussi, l'alésage comporte un congé 28 20 formé au niveau de chaque angle formé par la liaison de deux parois adjacentes 22 de l'alésage 16. Chaque congé 28 reçoit une nervure 26 et il est de mêmes dimensions que la nervure 26 associée, c'est-à-dire notamment que le rayon de courbure du congé 28 est sensiblement identique au rayon de la nervure 26 associée. 25 Selon une variante de réalisation, au moins une nervure 26, ou bien, selon le mode de réalisation représenté aux figures, toutes les nervures 26 sont creuses et chaque nervure comporte un canal 30 s'étendant le long de l'axe principal de la nervure 26. 3038675 7 Ces canaux 30 peuvent être utilisés par exemple pour la circulation de fluide de refroidissement du piston 12 ou de l'étrier 10 ou bien pour le passage de câbles électriques pour le raccordement de capteurs par exemple. Ce mode de réalisation du frein à disque permet de réduire son poids, 5 notamment grâce à l'espace libre laissé entre les faces. L'étrier 10 et le piston 12 comportent des formes qui sont difficilement réalisables par des outils d'usinage conventionnels. Notamment l'alésage 16 et les nervures 26. Selon un mode préféré, l'étrier 10 et le piston 12 sont réalisés par un 10 procédé d'impression en trois dimensions à partir de poudre métallique. De préférence, le procédé est un procédé d'impression laser en trois dimensions. La poudre métallique est à base du matériau destiné à former chacun de l'étrier 10 et du piston 12. NOMENCLATURE 15 10 : étrier 12 : piston 14 : corps 16 : alésage 18 : oreilles de réception des colonnettes 20 20 : doigt d'étrier 22 : parois de l'alésage 24 : faces du piston 26 : nervures longitudinales 28 : congé 25 30 : canal 32 : logement central REVENDICATIONS1. Frein à disque comportant un étrier (10) dans lequel un alésage (16) est réalisé et comportant au moins un piston (12) coaxial à l'axe principal A de l'alésage (16), qui est monté coulissant dans l'alésage (16), caractérisé en ce que la section de l'alésage (16) forme une figure pour laquelle la distance entre les différents points de la figure et l'axe principal A de l'alésage (16) est variable. 2. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de l'alésage (16) est en forme d'un premier polygone et la section du piston (12) est en forme d'un deuxième polygone similaire au premier polygone et de dimensions inférieures au premier polygone. 3. Frein à disque selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les sections de l'alésage (16) et du piston (12) sont en forme d'hexagones. 4. Frein à disque selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les sections de l'alésage (16) et du piston (12) sont en forme de carrés. 20 5. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'alésage (16) comporte une pluralité de parois (22) parallèles son axe principal A, le piston (12) comporte une pluralité de faces (24) adjacentes parallèles à l'axe principal A de l'alésage (16), dont chaque face (24) du piston (12) est parallèle et est 25 située radialement à distance d'une paroi (22) de l'alésage (16) qui lui est associée. 6. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston (12) comporte des nervures (26) 3038675 9 longitudinales parallèles à l'axe principal A, dont chaque nervure (26) est située au niveau d'une arête du piston (12) délimitée par deux faces (24) adjacentes du piston (12). 7. Frein à disque selon la revendication précédente, caractérisé en ce 5 que chaque nervure (26) est reçue dans un coin délimité par deux faces (24) adjacentes de l'alésage (16). 8. Frein à disque selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque nervure (26) est de section circulaire et en ce que chaque coin délimité par deux 10 faces (24) adjacentes de l'alésage (16) forme un congé (28) dont le rayon de courbure est identique au rayon de la nervure (26) associée audit coin. 9. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que chaque nervure (26) est creuse et délimite un canal (30) parallèle à 15 l'axe principal A. 10. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston (12) et/ou l'alésage (16) est réalisé par impression laser en trois dimensions à partir de poudre métallique ou par brochage.20