Frein à caractéristiques améliorées.
La présente invention a pour objet un frein
à caractéristiques améliorées dans lequel notamment on a
prévu la possibilité de réduire la masse des parties en
mouvement et d'assurer une meilleure dissipation de la chaleur engendrée par l'énergie de freinage.
Il est connu de réaliser des freins comportant un organe entraîné animé d'un mouvement de rotation
et un organe fixe susceptible de venir au contact de <EMI ID=1.1> freins connus, l'organe mobile est réalisé sour forme de surface de friction, tandis que l'organe fixe comporte un élément en matière anti-friction venant s'appuyer sur la surface de friction de l'organe mobile. Tel est le cas notamment des freins à disque et des freins à tambour bien connus.
Toutefois, si l'on considère par exemple plus particulièrement le cas des freins à disque, le fait de prévoir la surface de friction sur l'élément mobile, c'est-à-dire sur le disque, oblige les constructeurs à réaliser des disques en fonte de frottement, donc des disques lourds présentant des surfaces polies, ce qui entraîne de nombreux inconvénients; en effet, si l'on considère ces freins par exemple du point de vue de la dissipation de la chaleur, la matière anti-friction étant une matière thermiquement isolante, la quasi-totalité de
la chaleur engendrée est absorbée par le disque en matière bonne conductrice, dont le seul refroidissement peut être réalisé par ventilation du fait de son mouvement, alors qu'il présente des surfaces lisses ce qui diminue le coefficient d'échange thermique.
Par ailleurs ces disques, ainsi que dit
plus haut, sont en fonte et dès lors ils sont lourds et présentent une inertie importante. Dans le cas de véhicules à deux roues, notamment de motocyclettes, par leur inertie ces disques peuvent provoquer un effet gyroscopique gênant <EMI ID=2.1> <EMI ID=3.1>
Enfin, la fonte de frottement est susceptible de rouiller et une telle oxydation peut être gênante lors du freinage, du fait qu'elle se produit sur une surface importante. Il a bien été tenté d'utiliser des dis- . ques en acier inoxydable, mais les résultats du point de vue frottement n'ont pas été satisfaisants.
La présente invention vise à obvier à ces divers inconvénients en inversant'matière anti-friction et surfaces de frottement, de telle manière que la matière anti-friction se retrouve sur le disque alors que les surfaces de frottement sont agencées sur les plaquettes fixes.
Les avantages d'une telle inversion sont les suivants : la matière anti-friction se trouvant sur le disque, celui-ci ne doit plus être réalisé en fonte de frottement mais peut être réalisé en une matière beaucoup plus légère, d'où diminution importante de l'inertie des pièces en mouvement. De plus, le disque étant, par l'interposition de la matière anti-friction, à l'abri du dégagement
de chaleur., on peut même utiliser une matière telle qu'une matière plastique pour sa réalisation. Enfin, l'usinage du disque est simplifié également puisque du fait qu'il ne présente plus de surfaces de frottement, il n'est pas nécessaire qu'il soit rectifié.
En ce qui concerne les plaquettes elles seront réalisées au moins dans la zone correspondant à la surface de frottement en fonte de frottement, et le fait qu' elles soient fixespermet d'assurer beaucoup plus aisément <EMI ID=4.1>
thermique constitué de toute manière convenable; cet échangeur thermique, suivant les nécessités, pourra être soit un panneau à surfaces importantes formant radiateur, soit un dispositif à refroidissement forcé par fluide ou autre.
Le frein suivant l'invention se caractérise principalement en ce que l'élément anti-friction est monté sur l'organe entraîné et centré sur l'axe de rotation de celui-ci, alors que la surface de friction est réalisée sur l'organe fixe, la chaleur dégagée par le frottement étant évacuée par l'intermédiaire de l'organe fixe, pour être ensuite dissipée par tout moyen convenable.
L'invention sera mieux comprise en se reportant à la description en même temps qu'au dessin annexé qui représente, uniquement à titre d'exemple, divers modes de réalisation de l'invention et dans lequel :
La Figure 1 représente schématiquement, en coupe, un frein à disque suivant l'invention; la Figure 2 est une vue partielle, en perspective, d'une plaquette suivant l'invention, et la Figure 3 représente schématiquement une plaquette avec échangeur thermique suivant l'invention.
En se reportant à la Figure 1, le frein à disque est constitué par un disque 1, sur lequel sont montés des éléments en matière anti-friction 2-2', en forme de couronne, centrés sur l'axe du disque, tandis qu'un étrier
<EMI ID=5.1>
te des pistons 5-5' à commande hydraulique pour appliquer les plaquettes sur le disque. Le freinage du disque est <EMI ID=6.1>
sion du disque au contact des plaquettes. 'Toutefois, contrairement au frein à disque classique et connu, la matière
<EMI ID=7.1>
celui-ci à l'abri de la dissipation de chaleur et permet de le réaliser en une matière de poids spécifique relativement faible, tandis que les plaquettes 4-4' sont réalisées, au moins
<EMI ID=8.1>
frottement, la chaleur dégagée par l'énergie de freinage étant reprise quasi intégralement par les dites plaquettes 4-4'.
En se reportant à la Figure 2, on constate qu'une plaquette 4 est constituée d'une zone de frottement
7 et d'une zone de dissipation de la chaleur 8. La zone de frottement est réalisée, au moins à l'endroit des surfaces de frottement, en une matière telle que la fonte de frottement, tandis que le restant de la plaquette peut être constitué d'une matière bonne conductrice de la chaleur afin de permettre un dégagement rapide, soit par rayonnement, soit par échange thermique au niveau de la zone de dissipation de
<EMI ID=9.1>
<EMI ID=10.1>
présenté une plaquette 4 dans laquelle la zone de dissipation de la chaleur 8 est constituée par un échangeur 9 dans lequel circule un fluide de refroidissement 10. Ce fluide de refroidissement est avantageusement constitué par de l'huile.
Il serait également possible de concevoir une plaquette surmontée d'un réservoir de la forme de <EMI ID=11.1>
du sodium, la chaleur de fusion de celui-ci absorbant la chaleur dissipée au freinage.
<EMI ID=12.1>
tages de cette invention qui, d'une part permet un disque
de fabrication légère et d'usinage réduit, alors que la chaleur de freinage peut être aisément dissipée à partir
des plaquettes, qui elles peuvent être assez facilement isolées de l'étrier par exemple en disposant une couche d'une matière isolante, telle un polyimide, 11-11' sur l'extrémité des pistons 5-5'.
L'invention a été décrite dans son application à un frein à disque, mais elle est susceptible d'application dans tous les freins qui comportent un organe entraîné animé d'un mouvement de rotation, sur lequel s'applique un organe fixe afin d'absorber l'énergie par frottement.
C'est ainsi par exemple que l'on pourrait concevoir un
frein pour bicyclette dans lequel une bande de matière anti-friction serait collée sur la jante de la roue, un sabot fixe présentant une surface de frottement en fonte
de frottement étant susceptible de venir s'appliquer sur
la bande de matière anti-friction. Les avantages sont les mêmes que ceux précédemment énoncés, c'est-à-dire que par rapport au dispositif de freinage classique, la jante de
la roue, et donc le pneu aussi, sont ainsi à l'abri de l'échauffement tandis que la chaleur sera aisément dissipée à partir du sabot.
L'invention a été décrite et illustrée uniquement à titre d'exemple.
Brake with improved characteristics.
The present invention relates to a brake
with improved characteristics in which in particular we have
provided for the possibility of reducing the mass of the parts by
movement and ensure better dissipation of the heat generated by the braking energy.
It is known to produce brakes comprising a driven member driven by a rotational movement.
and a fixed member capable of coming into contact with <EMI ID = 1.1> known brakes, the movable member is produced in the form of a friction surface, while the fixed member comprises an element made of anti-friction material coming to rest on the friction surface of the movable member. This is the case in particular with well known disc brakes and drum brakes.
However, if we consider for example more particularly the case of disc brakes, the fact of providing the friction surface on the movable element, that is to say on the disc, obliges manufacturers to produce discs. in friction cast iron, therefore heavy discs having polished surfaces, which entails numerous drawbacks; in fact, if we consider these brakes for example from the point of view of heat dissipation, the anti-friction material being a thermally insulating material, almost all of
the heat generated is absorbed by the disc made of a good conductive material, the only cooling of which can be achieved by ventilation due to its movement, while it has smooth surfaces which reduces the heat exchange coefficient.
By the way these discs, as said
higher up, are made of cast iron and therefore they are heavy and have significant inertia. In the case of two-wheeled vehicles, especially motorcycles, by their inertia these discs can cause an annoying gyroscopic effect <EMI ID = 2.1> <EMI ID = 3.1>
Finally, the friction melt is liable to rust and such oxidation can be troublesome during braking, because it occurs over a large area. It has been tried to use dis-. ques stainless steel, but the results from a friction point of view were not satisfactory.
The present invention aims to obviate these various drawbacks by reversing anti-friction material and friction surfaces, so that the anti-friction material is found on the disc while the friction surfaces are arranged on the fixed pads.
The advantages of such an inversion are as follows: since the anti-friction material is on the disc, it no longer needs to be made of friction cast iron but can be made of a much lighter material, hence a significant reduction the inertia of moving parts. In addition, the disc being, by the interposition of the anti-friction material, protected from the release
heat., one can even use a material such as plastic for its production. Finally, the machining of the disc is also simplified since, due to the fact that it no longer presents any friction surfaces, it is not necessary for it to be rectified.
As regards the pads, they will be made at least in the zone corresponding to the friction surface in friction casting, and the fact that they are fixed allows to ensure much more easily <EMI ID = 4.1>
thermal formed in any suitable manner; this heat exchanger, depending on requirements, may be either a panel with large surfaces forming a radiator, or a device with forced cooling by fluid or the like.
The brake according to the invention is characterized mainly in that the anti-friction element is mounted on the driven member and centered on the axis of rotation of the latter, while the friction surface is produced on the member. fixed, the heat given off by the friction being evacuated by means of the fixed member, to then be dissipated by any suitable means.
The invention will be better understood by referring to the description together with the appended drawing which shows, by way of example only, various embodiments of the invention and in which:
Figure 1 shows schematically, in section, a disc brake according to the invention; Figure 2 is a partial perspective view of a wafer according to the invention, and Figure 3 schematically shows a wafer with heat exchanger according to the invention.
Referring to Figure 1, the disc brake consists of a disc 1, on which are mounted anti-friction material elements 2-2 ', in the form of a crown, centered on the axis of the disc, while 'a stirrup
<EMI ID = 5.1>
te of 5-5 'hydraulically controlled pistons to apply the pads to the disc. Disk braking is <EMI ID = 6.1>
disc pressure in contact with the pads. 'However, unlike the classic and known disc brake, the material
<EMI ID = 7.1>
this shielded from heat dissipation and allows it to be produced in a material of relatively low specific weight, while the plates 4-4 'are made, at least
<EMI ID = 8.1>
friction, the heat released by the braking energy being taken up almost entirely by said pads 4-4 '.
Referring to Figure 2, we see that a plate 4 consists of a friction zone
7 and a heat dissipation zone 8. The friction zone is made, at least at the location of the friction surfaces, of a material such as friction melt, while the remainder of the pad can be made of a material which is a good conductor of heat in order to allow rapid release, either by radiation or by heat exchange at the level of the dissipation zone of
<EMI ID = 9.1>
<EMI ID = 10.1>
presented a plate 4 in which the heat dissipation zone 8 is constituted by an exchanger 9 in which circulates a cooling fluid 10. This cooling fluid is advantageously constituted by oil.
It would also be possible to design a wafer topped with a reservoir in the form of <EMI ID = 11.1>
sodium, the heat of fusion thereof absorbing the heat dissipated during braking.
<EMI ID = 12.1>
stages of this invention which, on the one hand, allows a disc
lightweight construction and reduced machining, while braking heat can be easily dissipated from
pads, which can be fairly easily isolated from the caliper, for example by placing a layer of an insulating material, such as a polyimide, 11-11 'on the end of the pistons 5-5'.
The invention has been described in its application to a disc brake, but it is capable of application in all brakes which include a driven member driven by a rotational movement, on which a fixed member is applied in order to absorb energy by friction.
This is how, for example, one could conceive of a
brake for a bicycle in which a strip of anti-friction material is glued to the rim of the wheel, a fixed shoe having a friction surface of cast iron
of friction being likely to be applied on
the anti-friction material strip. The advantages are the same as those previously stated, that is to say that compared to the conventional braking device, the rim of
the wheel, and therefore the tire as well, are thus protected from heating while the heat will be easily dissipated from the shoe.
The invention has been described and illustrated only by way of example.