[Technique] Etriers Brembo Moto2

Si on part sur de l'électro-érosion c'est tout à fait faisable avec une électrode de ce type:

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Avec un diamètre correspondant à l'alésage.
e =< épaisseur de la gorge.
h > profondeur de l'alésage.
Pour l'usinage de la gorge il suffit de faire décrire un cercle (égal au diamètre de fond de gorge) à un point situé sur l'extérieur de l'électrode.

Néanmoins, il subsiste un problème: le temps.
Pas tellement un problème sur ce type de pièce de petite série et d'une telle valeur (bien que la matière doive en représenter une bonne partie) mais sachant que Brembo produit ce genre d'étriers (dans des matières moins nobles ou exotiques) pour des motos de série, l'électro-érosion paraît tout de suite beaucoup moins adaptée.

Et puis tant qu'on y est, comment sont faits les canaux reliants les chambres des pistons (pas de perçages ni de bouchons visibles pour des canaux transversaux)?

Si vous regardez les 5 premières photos, on voit l'ébauche du conduit qui relie les 2 alésages et l'arrivée de pression... Tout simplement, la pince est ''partiellement monobloc''!

Je ne vois pas le canal coté fixations sur le gros plan (OK pour l'autre coté).


Quand au choix du taillé dans la masse, il est argumenté dans le descriptif: "pour éviter les bulles d'air et autres défauts de fabrication".Pour ma part, je pense qu'il ont préféré l'usinage au forgeage (qu'il aurait fallu reprendre en usinage) pour le fait qu'on peut enlever ou laisser de la matière exactement là ou on veut et d'autre part, vu les quantités, le coût.

Pour le monobloc, idem: pour la rigidité et éviter l'ouverture de l'étrier dans le but de transmettre 100% de la force de freinage aux disques.

On peut d'ailleurs calculer grosso-modo l'effort encaissé.
Il me semble avoir vu que la pression de freinage ne dépasse pas 20bar (probablement un vieil article de JF Robert sur la technique GP).
Soit avec les diamètres donnés: environ 820daN.(Si vous avez des chiffres de pression plus précis, je suis preneur).

Un lien vers un site de fabricant très intéressant bien qu'automobile (et en anglais):

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Citation :

Aluminum forgings are significantly stronger than castings but not necessarily stiffer and there were few customers who wanted to ultimately pay for the complex dies necessary to produce different caliper sizes and configurations as forgings of exotic alloys. Then with the advent of the multi-axis CNC milling machine, it became possible to produce monobloc calipers from solid billets of Aluminum by machining the piston bores from the center window, eliminating the necessity for forging dies (and for the troublesome screwed in plugs).

A noter quand même que la place disponible pour l'usinage est plus conséquente sur un étrier auto.

L'intérêt d'une ébauche forgée ne se justifie pas pour un étrier car trop de reprise d'usinage pour obtenir la pièce finie , l'intérêt du forgée est d'orienter le fibrage de la matière donc si on réusine de partout ->rupture de ces fibres.
L'usinage monobloc est possible avec une micro-tête à renvoi d'angle (genre matos de dentiste ou préparateur de cylindre à trous!!)
Par contre et par expérience dans ma profession une pièce simple comme cet étrier de frein reviendra à terme moins chère à fabriquer qu'un étrier taillé masse en deux parties !!! le surcoût de temps machine est inférieur au temps que va passé un opérateur en fin de chaine à assembler avec soin un étrier en deux parties qui auront été elles même usinées avec une grande précision.
Alors oui le monobloc sera plus rigide que l'assemblé mais au final nous payons plus cher quelques choses qui apporte une infinitésimale amélioration ( rigidité et alignement des pistons)bien qu'a fabriquer en série (je précise) ça coute moins cher!!
Bon tout ceci n'est que mon avis de technicien de BE dans les choses qui volent et qui a aussi bossé un temps sur les moteurs de trucs à 4roues

Maneton, à propos de pression employées au freinage, j'ai souvenir d'avoir appris en automobile que, quand on force comme une bête sur la pédale de frein (test utilisé par les mécanos pour détecter les flexibles douteux), la pression dans le circuit est de 140 kg/cm². C'est très éloigné de tes 20 kg, j'essaie de trouver le renseignement...

C'est logique, les pressions en automobile sont bien plus élevées qu'en moto.
Et comme effort au pied + bras de levier de la pédale + diamètre de piston n'y suffisent pas, on ajoute une assistance à dépression.

pierre95 a écrit:

L'usinage monobloc est possible avec une micro-tête à renvoi d'angle (genre matos de dentiste ou préparateur de cylindre à trous!!)

C'est bien ce que je me disais, c'est encore un coup de "the dentist" !
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Ed a écrit:

pierre95 a écrit:

L'usinage monobloc est possible avec une micro-tête à renvoi d'angle (genre matos de dentiste ou préparateur de cylindre à trous!!)

C'est bien ce que je me disais, c'est encore un coup de "the dentist" !
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et on en revient là :

JBB POWER !


et peut-être un peu de frime aussi . . .

(Ce topic me semble plus approprié que celui concernant les freins Luchier).


STOP TECH

MANETON a écrit:

Ci-dessous un lien vers le site d'un fabricant d'étriers "racing" (automobile) opposant les avantages et incovénients des étriers monoblocs par rapport aux étriers assemblés.

(Ce topic me semble plus approprié que celui concernant les freins Luchier).

Ont peut résumer cet exposé de la manière suivante: assemblé ou monobloc, finalement peu de différence car c'est la rigidité intrinsèque (module d'élasticité) du matériau ainsi que la qualité de sa mise en oeuvre (calcul par éléments finis) qui confèrerons la rigidité (et non la résistance) d'ensemble à l'étrier. Les vis d'assemblage, si elles sont correctement dimensionnées et le serrage correctement effectué afin de les amener à la bonne pré-contrainte pourront encaisser sans aucun problème les efforts auxquels elles seront soumises.

Quand au choix du "taillé dans la masse", il est quasiment imposé par le choix du monobloc et d'autre part il est aussi choisi pour des considérations économiques (flexibilité par rapport aux moules de fonderie et matrices de forge).

STOP TECH

Qu'ajouter de plus précis et rigoureux? Rien!

Tout ca c'est bien joli, mais ca ne nous dit pas comment ils font, chez Brembo...

Marc

Citation :

Aluminum forgings are significantly stronger than castings but not necessarily stiffer and there were few customers who wanted to ultimately pay for the complex dies necessary to produce different caliper sizes and configurations as forgings of exotic alloys. Then with the advent of the multi-axis CNC milling machine, it became possible to produce monobloc calipers from solid billets of Aluminum by machining the piston bores from the center window, eliminating the necessity for forging dies

Les pièces forgées en aluminium sont considérablement plus solides que les pièces moulées, mais pas nécessairement plus rigides et il y avait peu de clients qui voulaient finalement payer pour les matrices complexes nécessaires à la production d'etriers de différentes tailles et configurations forgés dans des alliages exotiques. Puis avec l'avènement de la machine de fraisage CNC multi-axes, il est devenu possible de produire des étriers monoblocs à partir de blocs d'aluminium par la réalisation des alésages de piston depuis la fenêtre centrale, éliminant ainsi la nécessité des matrices de forge

Donc cette méthode évoquée (renvoi d'angle) plus haut est probablement la bonne, reste à voir l'appareil.

TETES DE FRAISAGE A ANGLE DROIT ALBERTI

MANETON a écrit:

Marc

Citation :

Aluminum forgings are significantly stronger than castings but not necessarily stiffer and there were few customers who wanted to ultimately pay for the complex dies necessary to produce different caliper sizes and configurations as forgings of exotic alloys. Then with the advent of the multi-axis CNC milling machine, it became possible to produce monobloc calipers from solid billets of Aluminum by machining the piston bores from the center window, eliminating the necessity for forging dies

Les pièces forgées en aluminium sont considérablement plus solides que les pièces moulées, mais pas nécessairement plus rigides et il y avait peu de clients qui voulaient finalement payer pour les matrices complexes nécessaires à la production d'etriers de différentes tailles et configurations forgés dans des alliages exotiques. Puis avec l'avènement de la machine de fraisage CNC multi-axes, il est devenu possible de produire des étriers monoblocs à partir de blocs d'aluminium par la réalisation des alésages de piston depuis la fenêtre centrale, éliminant ainsi la nécessité des matrices de forge

Donc cette méthode évoquée (renvoi d'angle) plus haut est probablement la bonne, reste à voir l'appareil.

TETES DE FRAISAGE A ANGLE DROIT ALBERTI

Vu les diamètres de fraises utilisés, il faut pas mal de temps d'usinage!
La profondeur d'alésage est quand même importante par rapport au passage pour la tête angulaire, c'est vraiment limite. C'est beau EN SOI.
Mais le tarif pratiqué laisse le recours à de tels procédés, comme dans l'aéronautique moteur, militaire surtout, où la 1ère question est l'obtention à tout prix du résultat souhaité.
On y fait des folies.
On améliore si on peut après avec la courbe d'expérience.
Mais un bon dessin avec de bonnes vis... pour moi, la montagne accouche d'une souris!

Désolé mais encore une fois je ne suis pas d'accord avec toi.
D'autant plus que j'ai repris ton calcul:

HYPOTHESES :

- 2 étriers 4 pistons 2 x Ø 34 mm et 2 x Ø 38 mm fixation par 4 vis (c’est plus réaliste)
- Vis CHC M8 x 1.25 corps non fileté, dégagé, en qualité 12-9 lg. soumise à l’extension 30 mm
- Module de Young E : 220000 Ø du corps : 6.7 mm
- Rapport de levier pistons/vis : 3.8
- Maître cylindre Ø 20
- Rapport de levier maître cylindre : 6

« Vous avez tous remarqué que sur la tête des vis sont gravés 2 chiffres séparés par un point. Par exemple 12.9
Le premier chiffre indique la limite de rupture en traction exprimé en N/mm²,
Le deuxième est la limite élastique en dizaines de % de la limite de rupture.
12.9 correspond donc à une limite de rupture de 1200 N/mm2 EN TRACTION, et à une limite élastique égale à 1200 x 90% = 1080 N/mm2, TOUJOURS EN TRACTION. »

Effort de pincement du disque 7200 N

La contrainte de traction est : F/s
L’allongement est : contrainte/ E

F = 7200 x 3.8 / 4 = 6840 N

s = 3.14 x 6.7² / 4 = 35 mm²

contrainte = 6840 / 35 = 195 MPa
remarque : la contrainte reste largement en deçà de la valeur normalisée (1080MPa)

allongement = 195 / 220000 = 0.0009 %

déformation de la vis : 0.0009 x 30 = 0.027 mm

déformation au niveau des pistons : 0.027 x 3.8 = 0.1 mm

volume engendré : 2 x 0.1 x 3.14 (34² 38²) / 4 = 408 mm³

delta course du piston Maître cylindre : 408 / (3.14 x 20² / 4) = 1.30 mm

delta course du levier : 1.30 x 6 = 7.8 mm

CE QUI EST LOIN D'ETRE NEGLIGEABLE
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la sensation de poignée élastique est bien justifiée

Quant à l'usinage des alésages borgnes avec un cure-dents là, je suis d'accord avec toi c'est une hérésie
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Plus de 100 cm³ par étrier, à enlever avec une fraise Ø 3 mm
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La solution du bouchon vissé puis usiné me semble s'imposer comme solution éconnomique et fiable [Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]
Hélas, ce que l'on déplore de plus en plus maintenant c'est la disparition de certaines compétences. Les jeunes ingénieurs qui exercent dans les bureaux d'études sont souvent complètement déconnectés des réalités de la fabrication.
Il y a quelques années encore, [Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image] des "anciens avaient la responsabilité des bureaux d'études et pouvaient rectifier les errements des petits jeunes, mais aujourd'hui les vieux ils sont en retraite. Et que ce soit chez BREMBO ou ailleurs le problème est souvent le même.

ATTENTION: je n'ai pas dit que les jeunes ingénieurs n'avaient pas de compétences, mais le malaise existe demandez aux usineurs ce qu'ils en pensent. [Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]
L'usineur, lui il rigole, les prix explosent le malheur c'est que c'est nous qu'on paye [Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image] 4500 Euros l'étrier, quand même, 30 000 balles [Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

3000 Euros nos carters, CHERCHER L'ERREUR [Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

C'est pour ça que j'ai toujours du mal à croire que c'est réalisé comme ça...

Signé: un adepte de Saint-Thomas!

Cette question de course à la rigidité de l'étrier commence à me plaire...
Je me demande par exemple quelle est la priorité des priorités entre faire rigide ou faire léger, et quelle incidence ça peut avoir sur le choix du matériau.
Francis nous a fait plusieurs bonnes remarques, normal de la part de quelqu'un qui a manifestement une solide expérience de ce genre de considération à travers ses propres réalisations.

Si on voulait vraiment faire plus rigide pour minimiser les inconvénients énumérés, pourquoi ne pas envisager un matériaux ayant des propriétés mécaniques supérieures à l'alliage léger utilisé. Ne me demandez pas lequel, je n'en sais fichtrement rien, mais je ne doute pas qu'il y ait des gens sur Pit-Lane qui puissent nous répondre. Une bonne petite liste des avantages et inconvénients, quoi...

@FPayart :

Je pense que tu oublies une donnée majeure au-delà du calcul de l’allongement des vis, c’est qu’une fois serrées au bon couple, elles ne s’allongeront plus.
En effet, si l’effort subi reste en deçà des limites fixées par la pré-contrainte due au couple de serrage alors allongement restera proche de 0 voir nul.

Pour ceux que ça intéresse :
Précontainte


Pour ta solution d’usinage, c’est effectivement à mon avis la plus censée (j'aurais simplement vu le filetage d'un diamètre plus important que l'alésage), c’est d’ailleurs celle qu’on trouvait jusqu’à présent (étriers type R1). Je dis jusqu’à présent car la 600 GSX-R 2011 est visiblement montée avec des étriers monoblocs Brembo (probablement pas taillés dans la masse, mais les alésages sont toujours là) et là on est dans la grande série. Autant un usinage « tordu » pour quelques pièces sur-mesure paraît envisageable, autant pour la série….. Donc pour le plus grand plaisir de Marc, le mystère reste entier.


@JanPol84 :

Un élément de réponse se trouve dans l’exposé dont j’ai posté le lien plus haut (STOP TECH)

Citation :

Opposed piston calipers made from cast iron, in which we have little if any interest here, have always been two-piece assemblies. The material itself is stiff enough that, always assuming a basically competent mechanical design, caliper flex is usually not a problem.

Les étriers à pistons opposés réalisés en fonte, auxquels nous nous intéresserons peu ici, ont toujours été réalisés par assemblage. Le matériau lui-même est suffisamment rigide de telle manière que, toujours en se référant à une conception adéquate, la rigidité de l’étrier n’est généralement pas un problème.

Remarque : les 7200N que j’ai proposés, ne sont que le résultat du calcul avec les hypothèses citées. Bien que me paraissant dans le bon ordre de grandeur (dans le cas d’un freinage et non d’une épreuve) je me garderais bien d’en faire une vérité.

MANETON a écrit:

Les étriers à pistons opposés réalisés en fonte, auxquels nous nous intéresserons peu ici, ont toujours été réalisés par assemblage. Le matériau lui-même est suffisamment rigide de telle manière que, toujours en se référant à une conception adéquate, la rigidité de l’étrier n’est généralement pas un problème.

J'ai en mémoire une comparaison qu'on avait fait entre un étrier Brembo P34/30 moulé et son petit frère taillé masse:
Rien qu'en statique, dès qu'on serrait la poignée, on voyait l'étrier s'écarter. Le taillé masse, lui, ne bougeait pas d'un poil. [Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

S-Marty a écrit:

J'ai en mémoire une comparaison qu'on avait fait entre un étrier Brembo P34/30 moulé et son petit frère taillé masse:
Rien qu'en statique, dès qu'on serrait la poignée, on voyait l'étrier s'écarter. Le taillé masse, lui, ne bougeait pas d'un poil. [Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Le texte originel parle de fonte d'acier (de fer pour être plus précis).

Insinuerais-tu que la traduction est approximative?

Oups! Excuses...

Je n'avais pas vu que ça venait d'une (très bonne!) traduction [Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

...D'un autre coté, des étriers en fonte d'acier en moto... [Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Je me suis livré à une petite expérience sur mon 750 gsx-r de 1988:

-étriers en alliage moulé, non monobloc, fixation non radiale autant dire un truc d'une autre époque qu'on qualifierait de grosse daube au regard des caractéristiques actuelles.
- Ø14 pour le maitre-cylindre, Ø30 et Ø34 pour les pistons.
- Rapport de levier = 6 (pour la longueur utile).

J'ai tiré à fond sur le levier,dommage que je ne connaisse pas l'effort pour en déduire la pression mais une chose est sûre c'est que c'est très au-delà de l'effort qui pourrait être fourni en dynamique (soleil ou plat ventre) et j'ai mesuré la déformation d'un étrier au niveau de l'axe des pistons. Résultat:

5/100mm

Soit un volume généré par la déformation:

0,05*(Π/4*30²+Π/4*34²)*2=161,5mm3

Soit la section du piston de maitre-cylindre:

Π/4*14²= 154mm²

Déplacement du piston de maître-cylindre généré par la déformation: 160/154=1,05mm.

Soit au levier:1,05*6=6,3mm.(je pense que le déplacement dû aux flexibles est bien supérieur)

Il faudrait faire un comparatif avec un modèle d'aujourd'hui monobloc et taillé dans la masse pour établir des conclusions sur 23 ans d'évolution des matériaux et autres outils de conception et fabrication.
Si je trouve le temps, j'essaierais de faire des mesures avec un manomètre pour contrôler la pression.
toujours est-il qu'il ne fait nul doute que le feeling procuré par des éléments modernes est incomparable.

En dehors du feeling toujours gérable et adaptable, y a-t-il un avantage transcendant sur les étriers monobloc, comparés par exemple à ceus du GSXR cité au-dessus, qui justifie, pour un pilote, la différence de prix monstrueuse (pour info, une paire de pinces Nissin de GSXR d'occase à 200€), ou bien est-ce une course à l'esbrouffe?

J'ai un peu l’impression qu'on en... des mouches, et qu'on commence à tourner un peu en rond.

Pour faire rebondir cette passionnante réflexion, j'invite ceux que cela passionne à étudier les travaux qui s'intéressent
- au fait que la plaquette à tendance à tourner sur elle-même quand elle arrive au contact du disque (normal : diam intérieur de frottement > diam extérieur de frottement) dans le plan parallèle au disque
- aux phénomènes de décollement du bord d'attaque de la plaquette, et de cisaillement ailleurs
- aux phénomènes d’acquisition puis de dissipation irrégulière de la t° dans le disque,
- aux phénomènes de répartition irrégulière de la t° dans la surface de contact disque / plaquette, qui rappellons-le est différente de la surface de la plaquette
- aux phénomènes de cônification - ce n'est pas un gros mot : le disque à tendance à se déformer en cône, du fait des différences de diamètres déjà évoquées du disque - A part ça je ne sais pas comment dire : qui se met en cône -


Je vous remercie d'excuser ce petit mouvement d'humeur, mais sincèrement, j'ai le sentiment qu'on se fait endormir par le marketing. S'il est évident qu'une pièce monobloc et taillée dans la masse sera toujours supérieure à un assemblage de pièces coulées, j'ai un peu le sentiment que c'est la brindille qui cache la forêt.

Je pense qu'il y a des gisements d'optimisation ailleurs, dans la réalisation d'éléments classiques.
Et surtout, je pense qu'il y a des gisements encore plus importants à remettre en cause des conceptions viciées (je ne fais de démagogie ni à l'égard de Pépe, ni de JBB, ni de fugner...), mais c'est un autre débat

Est ce qu'il ne faut pas chercher une autre piste pour la realisation ?
genre, usinage en 2 partie , puis la soudure des 2 composants pour ensuite etre a nouveau usiné exterieurement...

l'allongement de la soudure est moins importante que l'allongement des vis ..



désole , si je dis une connerie , mais c'est peut être une piste... surtout avec la soudure moderne , laser , friction , etc....