L’invention se rapporte à des écrous, par exemple des écrous d’étrier de freinage destiné à équiper des systèmes de freinage.

Un écrou est un composant élémentaire d'un système vis/écrou destiné à l'assemblage de pièces ou à la transformation de mouvement. Il permet de transformer un mouvement de rotation en mouvement rectiligne en formant un système vis-écrou. Par exemple, un écrou d’un étier de freinage de roue de véhicule transforme le mouvement de rotation d’une vis en un mouvement rectiligne, transmis à un piston qui actionne une plaquette de frein. A cet effet, l’écrou est souvent logé à l’intérieur du piston et doit être solidaire de celui-ci.

Il a déjà été proposé un écrou doté de moyens de blocage de la rotation selon l’axe longitudinal de l’écrou sous forme de collerette. Cependant, de telles collerettes augmentent le volume du piston. De plus, il est souvent nécessaire de modifier également la vis et le piston en cas de modification géométrique de l’écrou.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un écrou dans lequel une extrémité longitudinale de l’écrou présente:

- au moins une face de blocage formant un moyen de blocage d’une rotation de l’écrou selon un axe longitudinal de l’écrou, et

- au moins une face de transmission formant un moyen de transmission d’une force dirigée selon l’axe,

la face ou au moins l’une des faces de blocage et la face ou au moins l’une des faces de transmission ayant au moins une arête commune, et

la face ou au moins l’une des faces de blocage étant concave.

L’espace entre les moyens de blocage et les moyens de transmission est donc supprimé. L’écrou est donc plus mince, ce qui permet un gain d’espace et de matière.

Avantageusement, la face ou au moins l’une des faces de transmission comprend une partie sphérique.

Une telle forme permet une meilleure répartition des forces de transmission du mouvement rectiligne.

On peut prévoir au moins une rainure traversant la face, ou au moins l’une des faces de blocage, et la face, ou au moins l’une des faces, de transmission.

Une telle rainure permet le passage du liquide de frein entre le piston et l’écrou.

De manière préférentielle, la rainure est orientée dans sa longueur selon une courbe.

Avantageusement, la rainure débouche sur un orifice longitudinal de l’écrou.

On peut également prévoir que la rainure forme une surface d’appui perpendiculaire à l’axe. De telles surfaces d’appui facilitent l’usinage de l’écrou.

Avantageusement, la surface d’appui présente au moins une arête courbée.

On peut prévoir que l’écrou comprend plusieurs rainures, de préférence identiques entre elles.

Avantageusement, les rainures sont au nombre de quatre et sont disposées selon un motif en croix dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal.

On peut prévoir qu’une autre extrémité longitudinale de l’écrou présente au moins une autre face de blocage formant au moins un autre moyen de blocage de la rotation de l’écrou selon l’axe longitudinal.

Cela permet de répartir les efforts de blocage de la rotation sur le piston le long du corps de l’écrou.

On peut prévoir qu’une longueur de l’écrou est de 20 à 50 mm, de préférence de 30 à 40 mm, de manière plus préférentielle de 33 à 37 mm, de manière encore plus préférentielle de 35.5 à 36.1 mm.

De même, on peut prévoir qu’un diamètre extérieur de l’écrou est de 15 à 35 mm, de préférence de 20 à 30 mm, de manière plus préférentielle de 22 à 28 mm, de manière encore plus préférentielle de 25 à 27 mm.

On peut prévoir qu’un côté d’un carré extérieur de l’écrou a une longueur de 12 à 32 mm, de préférence de 20 à 25 mm, de manière plus préférentielle de 22 à 24 mm, de manière encore plus préférentielle de 22.9 mm à 23.2 mm.

On peut prévoir qu’un diamètre intérieur de l’écrou a une longueur de 9 à 23 mm, de préférence de 12 à 18 mm, de manière plus préférentielle de 15 à 17 mm, de manière encore plus préférentielle de 16 à 16.5 mm.

On prévoit également un étrier de freinage comprenant un écrou selon l’invention.

Avantageusement, l’étrier de freinage comprend un piston et une vis.

On prévoit également un dispositif de freinage comprenant un étrier de freinage selon l’invention.

Nous allons maintenant présenter un mode de réalisation de l’invention donné à titre d’exemple non limitatif et à l’appui des figures annexées sur lesquelles :

- la figure 1 est une vue en perspective d’un écrou selon l’invention,

- la figure 2 est vue de face de l’écrou,

- la figure 3 est une autre vue en perspective de l’écrou,

- la figure 4 est une vue en coupe transversale de l’écrou, d’une vis et d’un piston selon l’invention,

- la figure 5 est une vue transversale d’un piston selon l’invention,

- la figure 6a est une vue transversale d’un étrier de freinage selon l’invention.

- la figure 6b est un schéma de l’étrier de freinage comprenant un écrou, une vis et un piston selon l’invention,

- la figure 6c est un schéma d’un dispositif de freinage selon l’invention comprenant l’étrier de freinage,

- la figure 7 est une vue en coupe transversale du piston, et

- la figure 8 est une vue transversale selon du piston selon le plan VII-VII de la figure

7.

- la figure 9 est une vue de face de l’écrou.

Comme illustré sur les figures 1 et 3, l’écrou 1 comprend deux parties : un corps C sur la majeure partie de sa longueur et une tête d’extrémité T. Le corps C présente une face externe ayant la forme d’un cylindre circulaire droit d’axe longitudinal 10. Comme illustré à la figure 2, l’écrou est doté d’un conduit interne 8 débouchant à chaque extrémité 1 a et 1 b. Il est donc creux. Le conduit est également de forme cylindrique circulaire droit selon l’axe longitudinal 10.

La tête d’extrémité T comprend plusieurs faces latérales 1 ai et plusieurs faces extrémales 1 a ₂

Les faces latérales 1 ai forment un octogone autour de l’axe 10. Elles peuvent être planes, concaves ou convexes. Ici, la moitié des faces 1 ai est place et l’autre moitié est concave selon une disposition alternée entre les faces planes et les faces concaves.

Les faces extrémales 1 a ₂ forment une pyramide à faces sphériques de base octogonale tronquée ayant pour hauteur l’axe longitudinal 10. En d’autres termes, les faces extrémales sont partiellement sphériques puisqu’elles font partie d’une calotte sphérique. En effet, une calotte sphérique est une surface sphérique formée par l’intersection d’une sphère et d’un plan. Ici, la calotte sphérique formant les faces extrémales 1 a ₂ est formée par l’intersection d’une sphère dont le centre appartient à l’axe 10 et du plan contenant les arrêtes 12.

Les faces extrémales 1 a ₂ sont réparties en deux groupes : un premier groupe 1 a _2i et un second groupe 1 a ₂₂ . L’ensemble des faces extrémales 1 a ₂ est partiellement sphérique, cependant les faces extrémales 1 a ₂ peuvent être concaves ou convexes. Ici, les faces 1 a _2i du premier groupe sont concaves et les faces 1 a ₂₂ du second groupe sont convexes. Dans le mode de réalisation présenté aux figures 1 -3, la moitié des faces extrémales est convexe et l’autre moitié est concave selon une disposition alternée entre les faces convexes et les faces concaves. Ainsi, les faces 1 a ₂₂ sont creuses par rapport aux faces 1 a _2i qui sont en relief.

Comme illustré à la figure 1 , les faces latérales et extrémales ont une arête 12 en commun. Autrement dit, les faces extrémales 1 a ₂ et latérales 1 ai sont jointives ou encore contiguës. De plus, les faces latérales planes ont une arête en commun avec les faces extrémales convexes alors que les faces latérales concaves ont une arête en commun avec les faces latérales concaves.

La tête d’extrémité T est pourvue de plusieurs rainures 6. Les rainures 6 débouchent sur l’orifice formant l’extrémité du conduit 8 et forment chacune une surface d’appui 14 perpendiculaire à l’axe 10. Les rainures 6 sont orientées longitudinalement selon un premier rayon de courbure longitudinale. Un rayon de courbure d’une courbe est le rayon du cercle osculateur à la courbe, aussi appelé cercle de courbure. Cela revient à dire que le rayon de courbure est le rayon d'un cercle collant au mieux à la courbe. Ici, le rayon de courbure longitudinale de la rainure 6 a le même centre que le rayon de courbure de la calotte sphérique. De plus, celui-ci est contenu dans l’axe 10. Autrement dit, le cercle de courbure de la calotte sphérique et celui de courbure longitudinale de la rainure sont homothétiques : l’un est l’image de l’autre d’après une homothétie ayant un centre appartenant à l’axe 10. Par ailleurs, les rainures 6 sont également orientées latéralement selon un second rayon de courbure latérale.

Le nombre de rainures 6 est arbitraire. Ici, la tête d’extrémité T de l’écrou en comprend quatre, toutes identiques entre elles et disposées selon un motif en croix comme illustré à la figure 2. De même, les rayons de courbure longitudinale et les rayons de courbure latérale sont choisis selon les circonstances. Par exemple, les rainures 6 peuvent chacune avoir un rayon de courbure longitudinale identiques entre eux et des rayons de courbures latérales différents, ou le contraire. Il est également possible que tous les rayons de courbure soient identiques d’une rainure à l’autre qu’il s’agisse des courbures longitudinales ou des courbures latérales des rainures 6. Par ailleurs, il est également possible que le rayon de courbure latérale ou longitudinale d’une rainure 6 varie le long de celle-ci.

Ici, les rainures 6 sont situées sur les faces convexes 1 a ₂₂ . Autrement dit, les faces 1 a ₂₂ comprennent les rainures 6, cependant les rainures pourraient être disposées sur les faces 1 a _2i concaves. Les rainures peuvent être disposées selon d’autres motifs : par exemple, elles peuvent être disposées selon les sommets d’un polygone régulier. Enfin, la courbe définie par les points de la rainure 6 ayant le rayon radial par rapport à l’axe 10 le plus petit est une droite selon ce mode de réalisation. Cette courbe définie le tracé de la rainure. Sa géométrie est arbitraire en règle générale.

L’autre extrémité 1 b de l’écrou 1 comprend une encoche 18 dans le corps C de l’écrou. L’encoche présente une face principale 1 b s’étendant dans un plan radial à l’axe 10.

L’écrou comprend un filetage sur la face interne 20 du conduit 8.

Comme illustré à la figure 4, l’écrou est destiné à accueillir une vis 3 dans le conduit 8. De plus, l’écrou 1 est destiné à être inséré dans un piston 2. Le piston 2 est doté d’un conduit interne longitudinal 22 et, à une extrémité, de faces internes longitudinales 22a et extrémales 22b ayant une arête 26 en commun. Le conduit du piston 22 est cylindrique à section circulaire. Comme illustré à la figure 5, l’orifice a une forme tronconique à l’extrémité fermée 28 du piston, située à droite sur les figures 4 et 5. Comme illustré aux figures 5 et 6, le bord du piston formant l’entrée de l’orifice 22 est pourvu d’un chanfrein interne 32 à l’autre extrémité 30. La vis 3 comprend un filetage externe apte à coopérer avec le filetage interne de l’écrou 1. Elle comprend une tête de vis tronconique dont un angle au sommet d’un cône de génération de la tête est égal à un angle d’inclinaison du chanfrein interne du bord du piston.

Comme illustré à la figure 4, la vis 3, l’écrou 1 et le piston 2 sont agencés de sorte que l’arête commune 12 des faces latérales 1 ai et extrémales 1 a ₂ est en regard de l’arête commune 26 des faces 22a et 22b du piston. Ainsi, les faces extrémales 1 a ₂ de l’écrou 1 assurent un appui sphère/cône entre l’écrou 1 et le piston 2.

De plus, le chanfrein interne 32 du bord du piston est en regard de la tête de vis 2 grâce à l’égalité des angles d’inclinaisons du chanfrein et du tronc de cône de la tête de vis.

Selon l’invention, un étrier de freinage 16 illustré à la figure 6a reçoit la vis 3, l’écrou 1 et le piston 2 dans la même configuration que sur la figure 4.

Selon l’invention, un dispositif de freinage 4 illustré à la figure 6c comprend l’étrier de freinage 16.

Nous allons à présent décrire le fonctionnement d’un tel écrou.

Une fois l’écrou 1 inséré dans le piston 2 comme illustré à la figure 4, les arêtes communes 34 des faces latérales 1 ai empêchent la rotation de l’écrou 1 selon l’axe 10 par rapport au piston 2. Les faces latérales forment un moyen de blocage de la rotation de l’écrou 1 selon l’axe 10. Les faces latérales 1 ai sont donc des faces de blocage. Ce blocage permet la solidarité entre le piston 2 et l’écrou 1.

Ainsi, la rotation de la vis 3 par rapport à l’étrier entraîne le déplacement de l’écrou 1 grâce à la complémentarité de forme entre le filetage externe de la vis 3 et le filetage interne de l’écrou 1 . L’écrou 1 étant solidaire du piston 2, son mouvement de translation entraîne le mouvement de translation du piston 2 grâce aux faces extrémales 1 a ₂ . Les faces extrémales 1 a ₂ forment donc des moyens de transmission d’une force rectiligne selon l’axe 10. Cette transmission de force permet la transmission d’un mouvement rectiligne selon l’axe 10 : le mouvement rectiligne de l’écrou 1 selon l’axe 10 entraîne le mouvement rectiligne du piston 2 selon l’axe 10.

Les rainures 6 forment des dégagements. Elles favorisent ainsi la circulation du liquide de frein au sein du piston.

Nous allons à présent décrire les avantages offerts par l’écrou 1.

Les faces de transmission 1 a ₂ et les faces de blocage 1 ai ayant une arête 12 en commun, l’écrou est de plus petites dimensions. Par exemple, un diamètre extérieur du carré de l’écrou est de 26.05 mm au lieu 29.65 mm. Une longueur d’un carré extérieur 36, visible à la figure 9, de l’écrou est de 23.05 mm (variation de 0.15 mm) au lieu de 26.65 mm (variation de 0.15 mm). On définit le carré extérieur comme étant le carré formé par l’intersection, dans un plan orthogonal à l’axe 10, des droites tangentes aux faces 1 ai planes comme illustré à la figure 9.

Un tel écrou s’adapte donc à des pistons de plus petites dimensions. Par exemple, un diamètre de la zone d’appui entre les moyens de blocage de la rotation de l’écrou 1 , ici les faces latérales 1 a1 , et le piston 2 est de 26 mm au lieu de 28 mm. Grâce à ce gain d’espace, le diamètre intérieur du carré du piston est de 28.5 mm (variation possible de 0.2 mm) au lieu de 32.1 mm (même variation). De même, le cône d’appui écrou/piston a un diamètre de 16.2 mm au lieu de 19.8 mm. Enfin, le diamètre de la sphère de l’écrou formée par les faces extrémales 1 a ₂ est de 16.2 mm au lieu de 19.8 mm.

11 est possible d’utiliser un tel écrou avec une vis et un piston plus petits sans modifier leurs géométries à cet effet.

L’usinage de l’écrou est plus aisé. En effet, l’absence de collerette réduit le nombre d’étapes de fabrication. De plus, les zones d’appuis 14 formées par les rainures facilitent l’usinage de l’écrou car elles coopèrent plus facilement avec des griffes d’usinage. Enfin elles permettent une fabrication selon un procédé de frappe.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier.

1 - écrou

1 a - extrémité de l’écrou

1 ai - face latérales de la tête d’extrémité de l’écrou

1 a ₂ - face extrémales de la tête d’extrémité de l’écrou

1 a _2i - faces extrémales concaves

1 a ₂₂ - faces extrémales convexes

1 b - autre extrémité de l’écrou

1 bi - face de l’encoche de l’autre extrémité de l’écrou

2 - piston

3 - vis

4 - dispositif de freinage

6 - rainure

8 - orifice longitudinal de l’écrou

10 - axe longitudinal de l’écrou

12 - arête commune des faces latérales et extrémales de l’écrou

14 - zone d’appui 16 - étrier de freinage

18 - encoche

20 - face de l’orifice interne de l’écrou

22 - orifice longitudinal du piston

22a - faces longitudinales de l’orifice longitudinal du piston

22b - faces extrémales de l’orifice longitudinale du piston

24 - contour de la zone d’appui

26 - arête commune des faces longitudinales et extrémales du piston 28 - extrémité fermée du piston

30 - extrémité ouverte du piston

32 - chanfrein interne du bord du piston

34 - arête commune des faces latérales de la tête d’extrémité de l’écrou 36 - carré extérieur de l’écrou

C - corps de l’écrou

T - tête d’extrémité de l’écrou