Brevet FR3154158A1 — publié le 20250418

L’invention concerne un frein à disque (F) comprenant un étrier (E) comportant en regard l’une de l’autre, une plaquette de frein fixe (P1) et une plaquette de frein mobile (P2) par rapport à l’étrier (E), ainsi qu’un mécanisme d’actionnement de la plaquette de frein mobile (P2) comprenant un système vis/écrou et des moyens de transmission d’un mouvement de rotation d’un pignon moteur (5) au système vis/écrou pour actionner la plaquette de frein mobile (P2). L’invention consiste en ce que le système vis/écrou est monté dans un logement (L) ménagé dans l’étrier (E), la vis (1) du mécanisme vis-écrou étant montée fixe en translation dans ledit logement (L) et entraînable en rotation par les moyens de transmission, tandis que l’écrou (2) monté fixe en rotation dans ledit le logement (L) est entraînable en translation le long de la vis (1) lors de l’entraînement en rotation de cette dernière, l’entraînement en translation de l’écrou (2) dans un premier sens permettant d’entraîner en translation la plaquette de frein mobile (P2) vers la plaquette de frein fixe (P1) et l’entraînement en translation de l’écrou (2) en sens inverse permettant d’écarter la plaquette de frein mobile (P2) de la plaquette de frein fixe (P1). Figure 1. Frein à disque, notamment pour véhicule automobile. L'invention se rapporte à un frein à disque, notamment pour véhicule automobile, comprenant un étrier, susceptible d’enjamber un secteur d'un disque solidaire d’une roue dudit véhicule, de manière à positionner une plaquette de freinage de chaque côté du disque, avec des moyens de commande du serrage des plaquettes de freinage sur le disque. Un tel frein à disque comprend un étrier comportant en regard l’une de l’autre, une plaquette de frein fixe et une plaquette de frein mobile par rapport à l’étrier, ainsi qu’un mécanisme d’actionnement de la plaquette de frein mobile comprenant un système vis/écrou et des moyens de transmission d’un mouvement de rotation d’un arbre moteur au système vis/écrou pour actionner la plaquette de frein mobile. Etat de la technique. Dans un frein à disque, un étrier est solidaire en rotation du véhicule, par exemple du porte-fusée formant le moyeu de la roue. L'étrier comprend généralement deux branches reliées entre elles par une voûte, et enjambe un secteur d'un disque qui est solidaire de la roue, avec une branche de chaque côté du disque. L'étrier enserre le disque entre ses branches par l'intermédiaire d'une paire de garnitures de frottement, ou plaquettes de frein, une de chaque côté du disque. Pour le freinage, ces plaquettes sont serrées contre le disque par l’action d’un ou plusieurs pistons de frein, actionnés soit par une pression hydraulique lors d’une utilisation en frein de service soit par des moyens électromécaniques lors d’une utilisation en frein de stationnement. Ce serrage crée ainsi un frottement entre les plaquettes de frein et le disque, qui dissipe sous forme de chaleur l’énergie cinétique du véhicule et réalise le freinage. La fonction de frein de service consiste à ralentir le véhicule lorsqu'il est en mouvement, si besoin jusqu'à son arrêt complet. En plus du frein de service, un tel frein à disque peut être mis en œuvre pour remplir aussi une fonction de frein de secours et/ou de frein de stationnement, aussi appelé frein de parking. Dans le cas où le frein à disque comporte des moyens électromécaniques pour l’actionnement dudit frein, lesdits moyens électromécaniques comportent d’une part un groupe vis/écrou et d’autre part un ensemble moto-réducteur électrique pour entraîner en rotation dans les deux sens, l’écrou du groupe vis-écrou. Un frein à disque de ce type est, par exemple décrit dans FR-A-3 116 576. L’étrier dans ce document présente deux branches, l’une portant une plaquette de frein fixe et l’autre une plaquette de frein mobile ménagées en regard l’une de l’autre, la plaquette de frein mobile étant entraînée en déplacement vers la partie fixe à l’aide d’un actionneur électromécanique comprenant un système vis-écrou à billes et une interface de commande en rotation depuis un moteur. L’écrou est monté fixe en translation dans un logement de la branche de l’étrier et son entraînement en rotation par l’interface de commande en rotation du moteur génère le déplacement en translation de la vis dont une extrémité est raccordée à la plaquette de frein mobile. Ainsi, l’entrainement en rotation de l’écrou dans un premier sens provoque la translation de la vis en saillie de la branche de l’étrier et donc l’entraînement en translation de la plaquette de frein mobile en direction de la plaquette de frein fixe, pour commander le serrage du disque tandis que l’entraînement en rotation de l’écrou dans le sens contraire, provoque le déplacement en translation de la vis dans le sens inverse et donc l’écartement de la plaquette de frein mobile pour commander le desserrage. Un frein tel que décrit ci-dessus présente cependant une structure complexe et de plus, relativement encombrante, lié notamment à l’interface entre l’arbre moteur et l’écrou. L’invention a donc pour but de proposer un frein à disque de ce type dans lequel la structure est plus simple et présente donc un encombrement réduit. L’invention a pour objet un frein à disque comprenant un étrier comportant en regard l’une de l’autre, une plaquette de frein fixe et une plaquette de frein mobile, ainsi qu’un mécanisme d’actionnement de la plaquette de frein mobile comprenant un système vis/écrou et des moyens de transmission d’un mouvement de rotation d’un pignon moteur au système vis/écrou pour actionner la plaquette de frein mobile, caractérisé en ce que le système vis/écrou est monté dans un logement ménagé dans l’étrier, la vis du mécanisme vis-écrou étant montée fixe en translation dans ledit logement et entraînable en rotation par les moyens de transmission, tandis que l’écrou monté fixe en rotation dans ledit le logement est entraînable en translation le long de la vis lors de l’entraînement en rotation de cette dernière, l’entraînement en translation de l’écrou dans un premier sens permettant d’entraîner en translation la plaquette de frein mobile vers la plaquette de frein fixe et l’entraînement en translation de l’écrou en sens inverse permettant d’écarter la plaquette de frein mobile de la plaquette de frein fixe. Ainsi de manière avantageuse, l’entraînement en rotation de la vis, fixe en translation, sous l’effet de l’actionnement du pignon moteur provoque le déplacement en translation de l’écrou qui est lui fixe en rotation. La vis étant l’élément du mécanisme vis-écrou qui est entraîné par le pignon-moteur, les moyens de transmission de la rotation du pignon moteur à la vis nécessite un nombre de pièces moins élevé et moins encombrantes que celles nécessaires pour transmettre la rotation du pignon-moteur à un écrou. Le frein selon l’invention présente donc une structure simplifiée, plus compacte, et donc moins onéreuse. Le frein comprend un étrier présentant deux branches définissant entre elles un espace, de sorte que le frein est ainsi monté à chevauchement sur un disque solidaire d’une roue, un secteur du disque étant ainsi logé entre les branches de l’étrier portant chacune une plaquette de frein. L’une des plaquettes de frein dite mobile est entraînable en déplacement par rapport à l’autre plaquette dite fixe guidée en translation selon un axe XX- perpendiculaire au disque interposé entre les plaquettes de frein, dans une action de serrage ou de desserrage. L’une des branches de l’étrier comprend donc le logement dans lequel est monté le système vis-écrou du mécanisme d’actionnement de la plaquette de frein mobile, ce logement cylindrique à section circulaire, est ouvert à une extrémité dans l’espace entre lesdites branches et accueille à son autre extrémité au moins en partie, les moyens de transmission de la rotation du pignon moteur à la vis. Ledit logement présente ainsi au moins un alésage présentant des dimensions complémentaires à l’écrou du système vis-écrou, ledit alésage comportant des moyens de fixation complémentaires de moyens de fixation ménagés sur l’écrou, permettant audit écrou d’être monté fixe en rotation et mobile en translation dans le logement. Ainsi, ces moyens de montage comprennent, par exemple, au moins une nervure axiale s’étendant sur la paroi externe de l’écrou selon son axe longitudinal et une rainure axiale ménagée en correspondance dans la paroi du logement de la partie fixe, la nervure axiale de l’écrou étant engageable dans la rainure axiale ménagée dans la paroi du logement, ce qui bloque l’écrou en rotation dans le logement mais permet son entraînement en translation, le long de la rainure. Il est possible d’envisager la nervure sur la paroi du logement et la rainure sur l’écrou. Les moyens de transmission d’un mouvement de rotation d’un pignon moteur au système vis/écrou sont également logés dans ledit logement. Ces moyens de transmission sont constitués successivement, à partir de l’arbre moteur, d’un pignon moteur, d’un porte-satellites, et d’une couronne. La couronne est solidaire à la fois du porte-satellite et de la vis du système vis/écrou. Ainsi, cette couronne est réalisée d’une pièce avec la vis, par exemple constituant l’extrémité de la vis dont l’autre extrémité est engagée dans l’écrou. De préférence, le système vis/écrou est constitué d’un système vis/écrou à billes. Un capot recouvre le moteur électrique et comporte les moyens de commande dudit moteur. Ainsi, de manière avantageuse, l’écrou se présente de préférence sous la forme d’un manchon cylindrique entourant la vis, présentant un filet sur sa paroi intérieure, en prise avec la vis, et bloqué en rotation dans le logement, ledit écrou étant entraîné en translation sous l’effet de l’entraînement en rotation de la vis par l’arbre moteur. L’extrémité de l’écrou destinée à faire saillie dans l’espace entre les branches de l’étrier, lors d’un entraînement en translation, est en appui contre la plaquette de frein mobile et permet l’entraînement en déplacement de cette dernière. De préférence, à cette extrémité de l’écrou est monté de manière étanche un capuchon. L’écrou portant le capuchon agit alors comme un piston entraîné en translation par la vis et déplacé en appui contre la plaquette de frein mobile, vers la plaquette de frein fixe dans un sens de rotation de la vis et en retrait dans le sens de rotation contraire. L’écrou cylindrique muni de son capuchon d’extrémité présente ainsi une forme de piston, permettant d’appliquer une poussée axiale mieux répartie sur la plaquette de frein mobile. Un soufflet d’étanchéité est également fixé entre la périphérie du logement et le capuchon, permettant de garantir l’étanchéité dudit logement lors du déplacement dudit écrou piston. De manière avantageuse, le capuchon présente une jupe cylindrique engagée à l’extrémité de l’écrou et qui vient en butée étanche contre la périphérie du logement, lorsque la plaquette de frein mobile est en position écartée de la plaquette de frein fixe, en position de desserage tandis qu’un soufflet d’étanchéité est fixé entre l’étrier (autour de la périphérie du logement) et le capuchon de sorte que lorsque l’écrou est entraîné vers la position de serrage de la plaquette de frein, la soufflet maintient l’étanchéité du logement. De manière avantageuse, le système vis-écrou, le capuchon et le soufflet d’étanchéité sont assemblés sous la forme d’un module insérable dans le logement ménagé dans l’étrier. La plaquette de frein mobile est montée solidaire de l’écrou ou indépendante. Le frein selon l’invention permet de limiter l’encombrement lié à l’interface entre le pignon moteur et le système/vis écrou, ce qui permet de diminuer également le nombre de pièces nécessaires et, de plus, aucune force radiale n’est soutenue par la vis et l’interface, l’écrou se comportant comme un piston de type hydraulique. La présente invention concerne également un véhicule automobile équipé de freins à disque selon l’invention. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un frein selon l’invention, dans lequel on réalise un alésage traversant dans l’une des branches de l’étrier pour former un logement débouchant dans l’espace entre les branches, on monte dans ledit logement le système vis/écrou, on raccorde une extrémité de la vis avec les moyens de transmission du mouvement de rotation d’un pignon moteur relié à un moteur électrique tandis que l’extrémité de l’écrou est fixée à la plaquette de frein mobile. On décrira maintenant l’invention plus en détails en référence au dessin dans lequel les figures représentent : FIG. 1 une vue en coupe longitudinale d’un frein à disque selon l’invention ; FIG. 2 une vue en perspective latérale d’un système vis/écrou d’un frein selon la FIG. 1 ; FIG. 3 une vue en coupe longitudinale du système vis/écrou selon la FIG. 2 et FIG. 4 une vue en perspective d’un frein à disque selon l’invention. Comme cela est visible sur la FIG. 1 , l’invention concerne un frein à disque F comprenant un étrier E destiné à enjamber un secteur d'un disque qui est solidaire en rotation d’une roue de véhicule, par exemple sur le moyeu. Cet étrier E comprend deux branches B1, B2 définissant entre elles un espace E1 dans lequel s’étendent en regard l‘une de l’autre des plaquettes de frein P1, P2, destinées à se trouver de part et d’autre du secteur du disque. Une branche de l’étrier B1, également appelé nez de l’étrier E porte la plaquette de frein fixe P1 tandis que la seconde branche B2 porte la plaquette de frein mobile P2. La branche B2 comprend un alésage traversant définissant un logement L dans lequel est logé un système vis/écrou actionné par un motoréducteur. Ce système vis/écrou est de préférence constitué d’un ensemble vis/écrou à billes, comprenant une vis 1, un écrou 2 formant une vis à bille et des billes 3 engagées dans des filets de la vis 1 et de l’écrou 2. Ainsi, la vis 1 et l’écrou 2 s’étendent dans le logement L. La vis 1 est montée entrainable en rotation sous l’effet d’un motoréducteur et fixe en translation tandis que l’écrou 2 est monté fixe en rotation dans ledit logement L et déplaçable en translation dans ledit logement L sous l’effet de l’entraînement en rotation de la vis 1. Des moyens de transmission du mouvement de rotation d’un pignon moteur 5 permettent l’entraînement en rotation de la vis 1 et sont par exemple constitués successivement, à partir de l’arbre moteur 4, d’un pignon moteur 5, d’un porte-satellites 6, et d’une couronne 7. La couronne 7 est solidaire à la fois du porte-satellites 6 et de la vis 1. Ainsi, cette couronne 7 est réalisée d’une pièce avec la vis 1, par exemple en constituant l’extrémité de la vis 1. Les pignons satellites 8 situés radialement entre le porte-satellites 6 et la couronne 7 assurent l’irréversibilité des mouvements transmis à l’intérieur du frein F. Le pignon moteur 5 est fixé à l’arbre moteur 4, et le porte-satellites 6 engrène le pignon moteur 5 aussi bien que la couronne 7 par deux cercles de pignons satellites 8. La vis 1 est fixée à la couronne 7. De ce fait, lors de l’entrainement en rotation de la couronne 7 sous l’effet du pignon moteur 5, la vis 1 est entraînée en rotation. L’écrou 2, maintenu fixe en rotation dans le logement L est alors entraîné en translation le long de la vis 1. A l’extrémité de cet écrou 2 est fixé un capuchon 9 solidaire de la plaquette de freinage mobile P2. Ainsi, dans un premier sens d’entraînement en rotation de la vis 1, l’écrou 2 est entraîné en translation en saillie dans l’espace E1 et entraîne en translation la plaquette de freinage P2 vers la plaquette de freinage fixe P1 pour serrer le disque. Dans le sens contraire d’entraînement en rotation de la vis 1, l’écrou 2 est entraîné en translation en retrait dans le logement L, écartant la plaquette mobile P2 de la plaquette fixe P1 dans le sens d’un desserrage. A l’extrémité de l’écrou 2 débouchant dans l’espace E1 de l’étrier E, est donc monté un capuchon 9 présentant une jupe cylindrique 9a engagée autour de l’écrou 2, dont l’extrémité, en position de desserrage du frein est en butée, de préférence étanche, contre la branche B2 à la périphérie du logement L. Lors de l’entraînement en translation de l’écrou 2 dans le sens d’un serrage du frein, la jupe 9a du capuchon 9 n’est plus en appui contre la branche B2. Afin de préserver l’étanchéité du logement L, un soufflet d’étanchéité 10 est fixé entre la branche B2 de l’étrier E et le capuchon 9. Ainsi lorsque l’écrou 2 est actionné dans le sens d’un serrage du frein, l’extrémité de l’écrou 2 munie du capuchon 9 fixé à la plaquette de frein mobile P2 entraîne celle-ci vers la plaque de frein fixe P1, l’appui de la jupe 9a du capuchon contre la branche B2 est rompu et le soufflet d’étanchéité 10 est étiré maintenant ainsi l’étanchéité. De préférence, la branche B2 présente une nervure 11 autour de la périphérie du logement L formant un épaulement 11a contre lequel se loge l’extrémité de la jupe 9a du capuchon 9 et qui permet également la fixation d’une extrémité du soufflet d’étanchéité 10, dont l’autre extrémité est fixée au capuchon 9. Le capuchon 9 est monté sur l’écrou avec un joint d’étanchéité 12 interposé entre ledit écrou 2 et la jupe 9a du capuchon 9. A l’autre extrémité du logement L, l’alésage présente un diamètre de préférence plus grand dans lequel on loge les moyens de transmission du mouvement de rotation du pignon moteur 5 à la vis 1 tels qu’un porte-satellites 6 et une couronne 7. Cette couronne 7 est donc solidaire à la fois du porte-satellites 6 et de la vis 1. Comme cela est visible à la FIG. 3 , cette couronne 7 constitue l’extrémité de la vis 1. L’alésage traversant est réalisé dans la branche B2 de l’étrier E pour former le logement L débouchant dans l’espace E1 entre ladite branche B2 et la branche B1. On monte dans ledit logement le système vis/écrou, on raccorde l’extrémité de l’écrou 2 avec le capuchon 9 et la plaquette de frein P2, on met ensuite en place le soufflet d’étanchéité 10. Les moyens de transmission du mouvement de rotation sont montés à l’extrémité de l’alésage, l’extrémité de la vis 1 en forme de couronne 7 est raccordée avec le porte- satellites 6 qui est en prise avec le pignon moteur 5, ce dernier étant alors relié à l’arbre moteur 4 d’un moteur électrique M, monté dans un boîtier B fixé sur l’étrier E à la sortie du logement L et fermé à l’aide d’un capot de protection C. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. NOMENCLATURE F frein à disque E étrier B1, B2 branche de l’étrier E1 espace entre les branches de l’étrier P1 plaquette de frein fixe P2 plaquette de frein mobile L logement 1 vis 2 écrou 3 billes 4 arbre moteur 5 pignon moteur 6 porte-satellites 7 couronne 8 pignon satellite 9 capuchon 9a jupe de capuchon 10 soufflet d’étanchéité 11 nervure de fixation 11a épaulement de la nervure de fixation 12 joint d’étanchéité M moteur électrique B boîtier du moteur électrique C capot de protection Frein à disque (F) comprenant un étrier (E) comportant en regard l’une de l’autre, une plaquette de frein fixe (P1) et une plaquette de frein mobile (P2) par rapport à l’étrier (E), ainsi qu’un mécanisme d’actionnement de la plaquette de frein mobile (P2) comprenant un système vis/écrou et des moyens de transmission d’un mouvement de rotation d’un arbre moteur (4) au système vis/écrou pour actionner la plaquette de frein mobile (P2), caractérisé en ce que le système vis/écrou est monté dans un logement (L) ménagé dans l’étrier (E), la vis (1) du mécanisme vis-écrou étant montée fixe en translation dans ledit logement (L) et entraînable en rotation par les moyens de transmission, tandis que l’écrou (2) monté fixe en rotation dans ledit le logement (L) est entraînable en translation le long de la vis (1) lors de l’entraînement en rotation de cette dernière, l’entraînement en translation de l’écrou (2) dans un premier sens permettant d’entraîner en translation la plaquette de frein mobile (P2) vers la plaquette de frein fixe (P1) et l’entraînement en translation de l’écrou (2) en sens inverse permettant d’écarter la plaquette de frein mobile (P2) de la plaquette de frein fixe (P1). Frein à disque (F) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’une (B2) des branches (B1, B2) de l’étrier (E) comprend le logement (L) dans lequel est monté le système vis-écrou, ce logement (L) cylindrique à section circulaire, est ouvert à une extrémité dans l’espace (E1) entre lesdites branches (B1, B2) et accueille à son autre extrémité au moins en partie, les moyens de transmission de la rotation du pignon moteur (5) à la vis (1). Frein à disque (F) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit logement (L) présente ainsi au moins un alésage présentant des dimensions complémentaires à l’écrou (2) du système vis-écrou, ledit alésage comportant des moyens de fixation complémentaires de moyens de fixation ménagés sur l’écrou, permettant audit écrou (2) d’être monté fixe en rotation et mobile en translation dans le logement (L). Frein à disque (F) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ces moyens de fixation comprennent au moins une nervure axiale s’étendant sur la paroi externe de l’écrou (2) selon son axe longitudinal et une rainure axiale ménagée en correspondance dans la paroi du logement (L), la nervure axiale de l’écrou (2) étant engageable dans la rainure axiale ménagée dans la paroi du logement (L). Frein à disque (F) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de transmission d’un mouvement de rotation d’un pignon moteur au système vis/écrou sont également logés dans ledit logement (L) et constitués, à partir de l’arbre moteur (4), d’un pignon moteur (5), d’un porte-satellites (6), et d’une couronne (7), solidaire à la fois du porte-satellite (6) et de la vis (1) du système vis/écrou. Frein à disque (F) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couronne (7) est réalisée d’une pièce avec la vis (1), tel que constituant l’extrémité de la vis (1), dont l’autre extrémité est engagée dans l’écrou (2). Frein à disque (F) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système vis/écrou est constitué d’un système vis/écrou à billes. Frein à disque (F) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l’écrou (2) se présente sous la forme d’un manchon cylindrique entourant la vis (1), présentant un filet sur sa paroi intérieure, en prise avec celui de la vis (1), et bloqué en rotation dans le logement, ledit écrou (2) étant entraîné en translation sous l’effet de l’entraînement en rotation de la vis (1), l’extrémité de l’écrou (2) destinée à faire saillie dans l’espace (E1) entre les branches (B1, B2) de l’étrier (E), étant en appui contre la plaquette de frein (P2). Frein à disque (F) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l’écrou (2) présente à son extrémité, monté de manière étanche un capuchon (9). Frein à disque (F) selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’un soufflet d’étanchéité (10) est également fixé entre la périphérie du logement (L) et le capuchon (9). Frein à disque (F) selon l’une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le système vis-écrou, le capuchon (9) et le soufflet d’étanchéité (10) sont assemblés sous la forme d’un module insérable dans le logement (L) ménagé dans l’étrier (E). Véhicule automobile équipé de freins à disque selon l’une des revendications 1 à 11. Procédé de fabrication d’un frein à disque (F) selon l’une des revendications 1 à 11, comprenant un étrier (E) comportant en regard l’une de l’autre, une plaquette de frein fixe (P1) et une plaquette de frein mobile (P2) par rapport à l’étrier, ainsi qu’un mécanisme d’actionnement de la plaquette de frein mobile (P2) comprenant un système vis/écrou et des moyens de transmission d’un mouvement de rotation d’un pignon moteur (5) au système vis/écrou pour actionner la plaquette de frein mobile (P2), caractérisé en ce qu’on réalise un alésage traversant dans l’une des branches de l’étrier (E) pour former un logement (L) débouchant dans l’espace (E1) entre les branches (B1, B2), on monte dans ledit logement (L) le système vis/écrou, on raccorde une extrémité de la vis (1) avec les moyens de transmission du mouvement de rotation d’un pignon moteur (5) relié à un moteur électrique (M) tandis que l’extrémité de l’écrou (2) est fixée à la plaquette de frein mobile (P2).