Brevet FR3045756A1 — publié le 20170623

FREIN A DISQUE ELECTROMECANIQUE COMPORTANT UN ETRIER PORTANT DEUX PLAQUETTES BASCULANTES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte à un frein à disque de véhicule automobile à étrier fixe, de type électromécanique, c'est-à-dire équipé d'un moteur électrique entraînant des actionneurs mécaniques. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un frein à disque de véhicule automobile comportant un disque de freinage équipé d'un étrier fixe chevauchant ce disque et portant une paire de plaquettes de friction chacune en regard d'une face du disque. Cet étrier comporte encore un moteur électrique avec des moyens d'actionnement pour presser ces plaquettes contre le disque de freinage ou les en écarter selon que le frein est activé ou désactivé. Le but de l'invention est de proposer une architecture générale d'étrier à plaquette qui soit significativement plus simple que celle des étriers connus, de manière à en réduire le coût de fabrication et/ou améliorer le niveau de fiabilité et de robustesse appropriés. EXPOSÉ DE L'INVENTION A cet effet, l'invention a pour objet un étrier de frein de véhicule automobile, destiné à chevaucher un bord externe d'un disque de freinage, comprenant une première plaquette et une seconde plaquette destinées à être situées de part et d'autre du disque, chaque plaquette ayant une extrémité libre et une base par laquelle elle est montée basculante dans l'étrier, et un actionneur entraîné par un moteur électrique et coopérant avec les extrémités des plaquettes pour les écarter ou les rapprocher l'une de l'autre selon que le frein est activé ou désactivé. 3045756 2 Avec cet agencement, l'étrier et son montage ont une structure générale simplifiée, puisqu'il n'est plus nécessaire que ces plaquettes soient portées par l'étrier tout en étant flottantes dans cet étrier, comme c'est le cas avec les étriers connus. Cet agencement permet en outre de séparer les fonctions de service des fonctions de 5 frein de parc. L'invention se rapporte également à un étrier ainsi défini, dans lequel les extrémités libres des plaquettes ou leurs supports sont destinés à dépasser du bord externe du disque, dans lequel l'actionneur de l'étrier comprend un arbre rotatif traversant les extrémités des deux plaquettes, cet arbre étant entraîné par le moteur et 10 portant un premier et un second filetage ayant des sens d'enroulement opposés, avec un premier écrou vissé sur le premier filetage et accolé contre la première plaquette et un second écrou vissé sur le second filetage en étant accolé contre la seconde plaquette, et des moyens empêchant la rotation de chaque écrou par rapport aux plaquettes. L'invention a également pour objet un étrier ainsi défini, dans lequel 15 l'arbre est monté mobile en translation selon sa propre direction longitudinale. L'invention a également pour objet un étrier ainsi défini, comprenant au moins un moyen de rappel tendant continuellement à écarter les extrémités de plaquettes écartées l'une de l'autre à l'encontre de l'actionneur. L'invention a également pour objet un étrier ainsi défini, comprenant au 20 moins un ressort de rappel hélicoïdal porté par l'arbre et interposé entre les extrémités des plaquettes. L'invention a également pour objet un étrier ainsi défini, dans lequel l'arbre coulisse dans une butée centrale faisant corps avec l'étrier, ainsi qu'un premier ressort hélicoïdal porté par l'arbre en étant interposé entre l'épaulement et l'extrémité 25 de la première plaquette et un second ressort hélicoïdal porté par l'arbre en étant interposé entre l'épaulement et l'extrémité de la seconde plaquette. L'invention a également pour objet un frein de véhicule automobile comprenant un disque de freinage équipé d'un étrier ainsi défini. 3045756 3 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue en coupe du frein selon l'invention conformément à un plan de coupe orthogonal ; La figure 2 est une vue en perspective montrant les plaquettes et leur 5 ensemble d'actionnement du frein selon l'invention représentés seuls. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Le frein selon l'invention qui est repéré par 1 dans la figure 1 comporte un disque 2 chevauché par un étrier 3 qui comporte un première portion latérale 4 par laquelle il est porté par un élément de châssis non représenté, et une seconde portion 10 latérale 6, située en vis-à-vis de la première portion 4. L'étrier chevauche le disque 2 de sorte que ce disque est interposé entre ses portions latérales 4 et 6. Le disque 2 comporte typiquement une couronne plane délimitée par un bord externe et par un bord interne circulaire et concentrique avec un axe de révolution AX, cette couronne étant portée par un moyeu non visible sur les figures. 15 La première portion 4 porte une première plaquette de frein 7 et la seconde portion 6 porte une seconde plaquette 8, situées en vis-à-vis l'une de l'autre, ces plaquettes étant montées basculantes, pour être pressées contre le disque lorsque le frein est activé, et pour être écartées de ce disque lorsque le frein est désactivé. La plaquette 7 qui longe le disque 2 comporte une base 9 relativement 20 épaisse se prolongeant en une extrémité 11 significativement plus fine. La base 9 est située au voisinage du bord interne du disque, alors que l'extrémité 11 s'étend au-delà du bord extérieur de ce disque 2. Cette plaquette 7 est portée par sa base 9 qui est montée basculante sur le reste de l'étrier de façon à offrir à l'extrémité libre 11 une mobilité suffisante pour 25 lui permettre d'être soit rapprochée et pressée contre le disque, soit légèrement écartée de ce disque 2. Comme visible plus clairement sur la figure 2, la plaquette 7 comporte une structure ou sabot 12 avantageusement métallique, comprenant une paroi principale 3045756 4 13 plane ayant une face en vis-à-vis du disque 2 et une face opposée qui porte deux nervures 14, 16. La face en vis-à-vis du disque 2 est couverte d'un matériau de friction pour générer le freinage lorsqu'elle est pressée contre le disque 2. Les deux nervures 14, 5 16 s'étendent parallèlement l'une à l'autre, depuis la base 9 jusqu'à l'extrémité 11, perpendiculairement à la paroi principale et en étant espacées l'une de l'autre. Au niveau de la base 9 de la plaquette, les deux nervures comprennent chacune un trou ou perçage 17, 18 destinés à être traversés par un plot ou un axe mécanique porté par la première portion 4 de l'étrier et orientés selon un axe AY1 10 d'orientation orthoradiale par rapport à l'axe AX du disque. La plaquette 7 est ainsi montée basculante autour de l'axe AY1, ce qui permet de rapprocher ou d'écarter son extrémité libre 11 du disque 2, selon que le frein est activé ou désactivé. La plaquette 8 a une forme et une conception qui sont symétriques de 15 celles de la plaquette 7, par rapport à un plan médian du disque 2. Elle comporte elle aussi une extrémité libre 21 dépassant du bord externe du disque et une base 19 en vis-à-vis de la base 9, et par laquelle elle est montée basculante dans la portion 6 de l'étrier 3 pour pivoter autour d'un axe AY2 parallèle à l'axe AY1. Ainsi, dans l'exemple des figures, les plaquettes 7 et 8 sont montées 20 basculantes autours d'axes AY1 et AY2 d'orientation orthoradiale par rapport au disque, ou autre. En variante, les plaquettes sont montées basculantes autour d'axes orientés radialement par rapport à l'axe du disque, ou bien d'axes ayant d'autres orientations. Complémentairement, l'étrier comporte encore un ensemble d'actionnement électromécanique. Cet ensemble comprend un moteur 22 couplé à un 25 réducteur 23 pour entraîner un arbre principal 24 agencé pour presser ces plaquettes 7, 8 par leurs extrémités libres 11, 21, contre le disque 2, ou pour les en écarter sensiblement, selon que le frein est activé ou désactivé. Comme visible sur les figures 1 et 2, l'arbre principal 24 que le moteur 22 entraîne par l'intermédiaire du réducteur 23 est situé au-delà du bord extérieur du disque 2, et il s'étend selon une direction AX' normale au plan du disque 2. Cet arbre 3045756 5 principal 24 traverse la paroi principale de chaque plaquette 7, 8 au niveau des extrémités 11, 21 de ces plaquettes dépassant du bord externe du disque. Cet arbre 24 comporte un pignon d'extrémité 26 par lequel il est mis en rotation par le réducteur 23, et il porte un premier et un second écrou de serrage 27, 28 5 situés contre les faces externes des deux plaquettes 7, 8, ainsi qu'une butée centrale 29, située sensiblement à mi-distance entre les plaquettes, cette butée faisant corps avec l'étrier. Complémentairement, un premier et un second ressort de rappel 31 et 32, tous deux hélicoïdaux et portés par l'arbre 24, sont interposés entre l'épaulement ou bague 29 et la première plaquette 7, et entre cet épaulement ou bague 29 et la deuxième 10 plaquette 8. Comme visible sur la figure 2, la première plaquette 7 a son extrémité 11 qui est enserrée entre l'écrou 27 et le ressort de rappel 31 qui sont tous deux portés par l'arbre 24, et la seconde plaquette 8 a son extrémité 21 enserrée entre l'écrou 28 et le ressort de rappel 32 qui sont également portés par l'arbre 24. 15 L'écrou 27 est vissé sur un filetage correspondant de l'arbre 24 et il est bloqué en rotation par un pion ou analogue dépassant de la plaquette 7, de sorte que lorsque l'arbre 24 tourne dans un premier sens de rotation, cet écrou est bloqué en rotation et avance le long de l'arbre vers la bague 29. Des moyens d'empêcher la rotation de l'écrou autres qu'un plot peuvent aussi être prévus alternativement ou 20 complémentairement au plot. De manière analogue, l'écrou 28 est vissé sur un autre filetage correspondant de l'arbre 24 et il est bloqué en rotation par un pion ou autre dépassant de la plaquette 8. Mais le sens d'enroulement du filet de cet écrou 28 et du filetage correspondant de l'arbre sont en sens inverses du sens du filet de l'écrou 27 et du filetage 25 correspondant de l'arbre 24. Ainsi, lorsque l'arbre 28 tourne dans le premier sens de rotation le second écrou 28 se déplace vers la bague 29 alors que le premier écrou 27 se déplace aussi vers cette bague, ce qui rapproche les extrémités 11 et 21 l'une de l'autre pour presser les plaquettes contre le disque 2 afin de provoquer le freinage. 3045756 6 A l'inverse, lorsque l'arbre 24 tourne dans un second sens opposé au premier, les écrous 27 et 28 s'écartent l'un de l'autre au lieu de se rapprocher, ce qui écarte les plaquettes pour arrêter le freinage. L'arbre 24 qui est rotatif autour de l'axe AX' conserve également une 5 mobilité en translation le long de cet axe, de manière à compenser une éventuelle usure asymétrique des deux plaquettes 7, 8. Si l'usure de la première plaquette 7 est plus importante que celle de la seconde plaquette 8, l'arbre 24 va naturellement se déplacer sensiblement vers la plaquette 8, c'est-à-dire vers la gauche sur la figure 2, pour équilibrer les efforts auxquels 10 il est soumis, et par là même assurer que les plaquettes soient pressées avec la même intensité. Inversement, si l'usure de la seconde plaquette 8 est plus importante, l'arbre va se déplacer vers la première plaquette, pour le même résultat, à savoir assurer que les plaquettes sont pressées avec la même intensité. 15 Comme visible sur la figure 2, le pignon 26 est entraîné par un pignon de sortie 33 du réducteur 23, ce pignon de sortie 33 étant rigidement solidaire d'une roue dentée 34 dans laquelle est engrenée un pignon de sortie 36 du moteur 22. Les pignons 33 et 26 sont des pignons à denture droite de longueur suffisante pour permettre à l'arbre 24 de se déplacer le long de son axe AX tout en 20 continuant d'être entraîné en rotation par le moteur 22 via le réducteur 23. Avantageusement, l'ensemble moto réducteur ou le dispositif vis/écrou est irréversible de manière à maintenir les plaquettes 7 et 8 appliquées sur le disque sans alimentation électrique du moteur 22ou, au contraire, à les maintenir dans la position écartée du disque, condition de non freinage. 25 Dans une première variante de réalisation, les plaquettes 7 et 8 assurent sur commande les freinages de service, de secours et de parking. Dans une seconde variante avantageuse, le frein selon l'invention comporte en outre un dispositif de freinage de service hydraulique de type connu couramment appelé frein fixe, les plaquettes 7 et 8 assurant (ainsi que l'ensemble illustré 30 sur la figure 2) les freinages de secours et de parking. 3045756 7 1 : frein à disque 2 : disque de freinage 3 : étrier 5 4 : première portion 6 : seconde portion 7 : première plaquette 8 : seconde plaquette 9 : base de la première plaquette 10 11 : extrémité libre de la première plaquette 12 : structure ou sabot 13 : paroi principale 14 : nervure 16 : nervure 15 17 : trou 18 : trou 19 : base de la seconde plaquette 21 : extrémité libre de la seconde plaquette 22 : moteur électrique 20 23 : réducteur 24 : arbre rotatif 26 : pignon d'extrémité 27 : premier écrou 28 : second écrou 25 29 : épaulement central 31 : premier ressort hélicoïdal 32 : second ressort hélicoïdal 33 : pignon 34 : roue dentée 30 36 : pignon 3045756 8 AX : axe de révolution AX' : axe longitudinal de l'arbre rotatif AY1: axe de rotation de la première plaquette AY2 : axe de rotation de la seconde plaquette 5 REVENDICATIONS1. Etrier (3) de frein de véhicule automobile, destiné à chevaucher un bord externe d'un disque de freinage (2), comprenant une première plaquette (7) et une seconde plaquette (8) destinées à être situées de part et d'autre du disque (2), chaque plaquette (7, 8) ayant une extrémité libre (11, 21) et une base (9, 19) par laquelle elle est montée basculante dans l'étrier (3), et un actionneur entraîné par un moteur électrique (22) et coopérant avec les extrémités (11, 21) des plaquettes (7, 8) pour les écarter ou les rapprocher l'une de l'autre selon que le frein (1) est activé ou désactivé. 2. Etrier selon la revendication 1, dans lequel les extrémités libres (11, 16) des plaquettes (7, 8) ou leurs supports sont destinées à dépasser du bord externe du disque (2), dans lequel l'actionneur de l'étrier comprend un arbre rotatif (24) traversant les extrémités (11, 21) des deux plaquettes (7, 8), cet arbre (24) étant entraîné par le moteur et portant un premier et un second filetage ayant des sens d'enroulement opposés, avec un premier écrou (27) vissé sur le premier filetage et accolé contre la première plaquette (7) et un second écrou (28) vissé sur le second filetage en étant accolé contre la seconde plaquette (8), et des moyens empêchant la rotation de chaque écrou (27, 28) par rapport aux plaquettes. 3. Etrier selon la revendication 2, dans lequel l'arbre (24) est monté mobile en translation selon sa propre direction longitudinale (AX'). 4. Etrier selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant au moins un moyen de rappel (31, 32) tendant continuellement à écarter les extrémités (11, 21) de plaquettes (7, 8) écartées l'une de l'autre à l'encontre de l'actionneur. 3045756 10 5. Etrier selon la revendication 2 ou 3, comprenant au moins un ressort de rappel hélicoïdal (31, 32) porté par l'arbre (24) et interposé entre les extrémités (11, 21) des plaquettes (7, 8). 5 6. Etrier selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'arbre (24) coulisse dans une butée centrale (29) faisant corps avec l'étrier, ainsi qu'un premier ressort hélicoïdal (31) porté par l'arbre (24) en étant interposé entre l'épaulement (29) et l'extrémité (11) de la première plaquette (7) et un second ressort hélicoïdal (32) porté par l'arbre (24) en étant interposé entre l'épaulement (29) et l'extrémité (21) de la seconde 10 plaquette (8). 7. Frein de véhicule automobile comprenant un disque de freinage équipé d'un étrier selon l'une des revendications précédentes.