CA2004091A1 - Freins a disques multiples en carbone - Google Patents

Freins a disques multiples en carbone

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CA2004091A1
CA2004091A1 CA 2004091 CA2004091A CA2004091A1 CA 2004091 A1 CA2004091 A1 CA 2004091A1 CA 2004091 CA2004091 CA 2004091 CA 2004091 A CA2004091 A CA 2004091A CA 2004091 A1 CA2004091 A1 CA 2004091A1
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carbon
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stator
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CA 2004091
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Jean Guichard
Jean-Francois Le Parc
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Safran Landing Systems SAS
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Messier Bugatti SA
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    • F16D55/00Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/24Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member
    • F16D55/26Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member without self-tightening action
    • F16D55/36Brakes with a plurality of rotating discs all lying side by side
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D2055/0004Parts or details of disc brakes
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    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D2055/0075Constructional features of axially engaged brakes
    • F16D2055/0095Plural rotors with different properties, e.g. to influence working conditions like wear or temperature

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Abstract

D E D I V U L G A T I O N Le frein à disques multiples selon l'invention comporte une série de disques stator en carbone et une série disques rotor on carbone intercalés entre les disques stator. Chaque série de disques en carbone comporte au moins un premier groupe de disques voisins de l'organe de manoeuvre ayant une première épaisseur et au moins un second groupe de disques distants de l'organe de manoeuvre et ayant une seconde épaisseur inférieure à la première épaisseur. Figure 1.

Description

' zoo40sl.

,.

La presente invention concerne un frein a disques multiples en carbone.
On sait que pour le freinage de certains vehicules, en particulier les avions, on utilise maintenant S des freins a disques multiples comportant une série de disques stator en carbone montes pour coulisser sur une glissiere solidaire d'un support de roues, une serie de disques rotor en carbone ;ntercales entre les disques stator et montes pour coulisser sur une glissiere solidaire de la roue pour tourner avec celle-ci, et un organe de manoeuvre de frein, generalement à piston commande hydrauliquement, dispose pour exercer uhe force perpendiculaire aux disques ;~
en carbone.
On a constate que pour les disques en carbone, l'usure depend plus du nombre de freinages que de la tempe-rature developpee lors de chaque freinage. On a egalement ~-constate que la temperature des disques variait en fonction de leur distance par rapport 3 l'organe de manoeuvre, mais que tous les disques s'usaient néanmoins de facon uniforme quelle que soit leur position par rapport a l'organe de commande. Il est donc couramment admis qu'en raison de cette usure egale des differents disques, il est preférable de mettre des disques de même epaisseur au sein d'une même serie de disques rotor ou d'une même serie de disque stator, -a l'exception toutefois des disques stator disposés aux extremites de l'empilement, dont une seule face est soumise au frottement contre un autre disque, qui sont d'une épais-seur legerement inferieure pour tenir compte du fait qu'une seule face est soumise a une usure lors des freinages suc-cessifs.
Dans les freins existants, les differentsdisques sont donc soumis à des temperatures variables suivant leur position par rapport a l'organe de commande et, bien que l'usure des disques soit la même comme il a ete indique -:

ci-dessus, il n'en demeure pas moins que les differences de temperature~ peuvent provoquer des differences de vieil-lissement dGes aux differences d'oxydation du carbone en fonction des variations de temperatures auxqueLles il est sou~is.
Un but de la presente invention est de proposer un fre1n a d1sques multiples en carbone dont le vieillisse-ment soit m1n1m1se.
En vue de la realisation de ce but, on prevoit selon l'1nvention un frein a disques multiples en carbone du type rappele c1-dessus dans lequel chaque serie de dis-ques en carbone comporte au moins un premier groupe de disques voisins de l'organe de manoeuvre ayant une premiere epa1sseur et au mo1ns un second groupe de disques distants de l'organe de manoeuvre et ayant une seconde epaisseur tnfer1eure a la prem1ere epalsseur.
A1ns1, on a constate que les disques en carbone du pre~1er groupe qu1 sont sou~is a des efforts de friction plus eleves atteignaient une temperature inferieure a la temperature habituelle~ent atteinte pour des disques ayant l- m~me position dans des freins conventionnels alors que les disques du second groupe atteignaient au contraire une temperature le~erement plus elevee que dans les freins convent10nnels de sorte que la temperature de l'ensemble des disques etait plus homogene que dans les freins conven-tionnels.
.
Selon une version avantageuse de l'invention, lors de la mise en place des disques, la pre~iere et la seconde epaisseur presentent une difference au moins egale a une epaisseur d'usage dont le second groupe de disques doit être use jusqu'a un changement suivant de disques.
~insi, les disques utilises dans le premier groupe lors d'un premier montage peuvent être utilises dans le second groupe lors du montage suivant et l'on evite ainsi de mettre au rebut une serie entiere de disques a chaque montage tout en conservant les avantages de temperatures sensiblement --` 2004091.

homogenes des disques lors de l'utilisation.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention apparaltront a la lecture de la description qui suit de plusieurs exemples particuliers non limitatifs de l'invention en liaison avec les dessins ci-joint parmi ~e~quels : -- la figure 1 est une vue en coupe partielle schematique d'un exemple de frein a disques selon l'invention lors du premier montage, - la figure 2 est une vue analogue a celle de la figure 1 en fin d'utilisation du premier montage ~v et avant l- realisation d'un second montage.
En reference aux figures, le frein a disques multiples selon l'invention comporte d'une facon classique une s~rie de disques stator en carbone referenc~s S1 a S5 mont~s pour coulisser sur une glissiere de support de roues 1, une s~rie de disques rotor en carbone R1 a R4 interca~s entre les disques stator et montes pour coulisser sur une gLissiere de roue 2, et un organe de manoeuvre de frein, ;ci le piston 3 d'un verin hydraulique, dispose pour exercer une force perpendiculaire aux disques en carbone. Lors de la manoeuvre du piston 3, l'empilement de disques est comprime selon une direction axiale des disques entre une plaque de retenue 4 solidaire de la glissiere 1 et une plaque d'appui 5 montee pour coulisser sur la glissiere 1.
Selon l'invention, on prevoit que la serie -~
des disques stator et la serie des disques rotor comprennent chacune des disques de différentes epaisseurs. Dans le 30 mode de realisation illustre, le disque stator S1 qui est ;
immediatement adjacent à l'organe de commande 3 a une epais-seur egale ~ E ~ 4e, E etant l'épaisseur minimale du disque apres usure et _ etant l'epaisseur de matiere usee sur chaque face en contact de frottement lors de l'uti~isation entr- deux montages successifs.
, ,:" : '' . .

~ `" 2004091.
' A titre d'exemple, pour un empilement de disques ayant une longueur totale de 199,25 millimetres lors du premier montage, l'epa;sseur m;n;male E est de 14 m;ll;metres et l'epa;sseur d'usage _ dont le d;sque est use entre deux montages, est egale a 3,125 m;ll;metres. Lors du prem;er montage, l'epa;sseur du d;sque S1 est donc de 2O,5 m;ll;-metres.
Dans le mode de real;sat;on illustré, le di~qu- S2 a la même épaisseur init;ale que le d;sque S1, le disque S3 a une epaisseur egale a E + 3e, so;t 23,375 millim~tres. Le disque S4 a une epa;sseur egale a E + 2e, soit 20,25 millimetres et le disque S5 a une epaisseur egale a E + e, solt 17,125 millimetres.
De son cote, la serie des d;sques rotor com~
prend deux d;sques R1, R2, voisins de l'organe de commande 3, ayant une epaisseur E + 4e, et deux d;sques R3 et R4 d1stants de l'organe de commande 3, ayant une epaisseur inlt~al- E + 2e. ~ ce propos, on notera que l'epa;sseur minimale E n'est pa~ necessairement la m~me pour les d;sques tator et le- disques rotor. En part;culier, dans l'exemple illustre, l'epaisseur E des disques rotor est de 12 milli-metres seulement et l'epa;sseur initiale des disques rotor est donc de 24,5 millimetres pour R1 et R2 et de 18,25 millimetres pour R3 et R4.
Apres un nombre d'atterr;ssages correspondant a une usure totale des disques de plus fa;ble epaisseur, on obtient la structure illustree par la f;gure 2. Chaque face frottante des disques de carbone a ete usee d'une epaisseur _. Le d;sque S1 a alors une epaisseur egale a E + 3e, une seule de ces faces ayant éte soumise a l'usure.
Ee d;sque S2 a une epa;sseur a E + 2e, le d;sque S3 a une epaisseur egale a E + e, le d;sque S4 et le d;sque SS ont une epaisseur egale a E seulement. De leur cote, les rotor R1 et R2 ont une epaisseur egale a E + 2e, et les d;sques R3 et R4 ont une epaisseur egale a E seulement. Dans l'exem-ple particul~er indique c;-dessus, les d;mens;ons exactes :'.,. ~,.:
"
'."~
:' ~,''~ '". '':' 200A091.

s des disques sont alors 23 375 millimetres pour S1 20 25 millimetres pour S2 17 125 millimetres pour S3 14 milli-metres pour S4 et S5 18 25 millimetres pour R1 et R2 12 millimatres pour R3 et R4.
Dans ces conditions les disques S4 S5 R3 et R4 qui ont atteint l'epaisseur minimale sont élimines et les autres disques sont deplaces en translation vers la plaque de retenue 4. Dans ce mouvement on remarque que les disques S1 R1 S2 R2 et S3 qui ont respectivement la mtme epaisseur que Les disques S3 R3 S4 R4 et S5 du montage initial viennent prendre la position de ces derniers dans le nouveau montage tandis que des disques neufs ayant une epaisseur egale aux epaisseurs initiales des disques S1 R1 S2 et R2 sont rajoutes du côte de l'organe de commande 3 de sorte que l'on retrouve le montage initial en changeant seulement quatre disques. On remarque a ce propos que le disque en carbone qui a la position S1 dans le montage initial vient ensuite dans la position S3 lors du montage suivant puis dans la position S5 lors du montage encore suivant.
On a experimente que pour des disques d'epais-seurs egales les températures lors d'un freinage s'echelon-naient entre 475-C et 1050-C suivant la position du disque par rapport a l'organe de commande 3 tandis qu'avec la structure selon l'invention les temperatures des disques s'echelonnent seulement entre environ 500C et 950C ce qui du point de vue de l'oxydatjon du carbone et donc du vieillissement des disques :en carbone représente un gain tres interessant.
On remarquera que les disques en carbone peuvent avoir differentes epaisseurs suivant le nombre de disques contenus dans la serie des disques stator le nombre de disques contenus dans la serie des disques rotor et la longueur totale de l'empile~ment lors du montage initial. Selon les cas on peut egalement donner a chacun des disques une epaisseur differente en fonction du schéma "'.' ' ',~.:

-de remplacement que l'on souhaite realiser. Par exemple, dans le cas d'une empilement de disques comportant seulement trois disques rotor et quatre disques stator, on prevoira avantageusement la repartition initiale suivante : S1 et s S2 = E ~ 3e, S3 = E ~ 2e, S4 = E ~ e, R1 = E ~ 4e, R2 et R3 = E ~ 2e. Apres une serie de freinage amenant les disques les plus minces a usure totale, la repartition sera la suivante : S1 = E ~ 2e, S2 = E ~ e, S3 et S4 = E, R1 =
E ~ 2e, R2 et R3 = E. Les deux stator et les deux rotor les plus eloignes de l'organe de commande sont alors elimines et remplaces, du cote de l'organe de commande, par des disques neufs ayant des epaisseurs identiques aux disques initiaux de positions correspondantes. On retrouve ainsi a chaque montage la même disposition initiale et donc la même epaisseur totale de l'empilement.
8ien entendu l'invention n'est pas limitee aux exemples decrits et on pourra y apporter des variantes de realisation sans sortir du cadre de l'invention. En ; ;
particul1er, bien que l'on ait decrit deux exemples avec trois ou quatre disques rotor, l'invention s'applique ega-; lement a des empilements comportant un nombre plus important de disques rotor et le nombre correspondant de disques stator. -:''~: :;' .
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Claims (2)

1. Frein à disques multiples comportant une série de disques stator en carbone montés pour coulisser sur une glissière de support de roues , une série de disques rotor en carbone intercalés entre les disques stator et montes pour coulisser sur une glissière de roue , et un organe de manoeuvre de frein disposé pour exercer une force perpendiculaire aux disques en carbone, caractérisé en ce que chaque série de disques en carbone comporte au moins un premier groupe de disques voisins de l'organe de manoeuvre ayant une première épaisseur et au moins un second groupe de disques distants de l'organe de manoeuvre et ayant une seconde épaisseur inférieure à la première épais-seur.
2. Frein à disques multiples selon la revendi-cation 1, caractérisé en ce que lors de la mise en place des disques, la première et le seconde épaisseur présentent une différence au moins égale à une épaisseur d'usage dont le second groupe de disques doit être use jusqu'à
un changement suivant de disques.
CA 2004091 1988-11-29 1989-11-28 Freins a disques multiples en carbone Abandoned CA2004091A1 (fr)

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