FR3071020B1 - Systeme de freinage d’une roue de vehicule automobile avec recuperation des particules - Google Patents

Abstract

Système de freinage d'une roue de véhicule automobile, comportant deux disques de freins (2) disposés parallèlement autour d'un axe principal de rotation (A), des garnitures de frottement (20, 24) insérées dans l'espace axial entre ces disques agissant sur leurs faces intérieures tournées l'une vers l'autre, et un système d'actionnement appliquant une force sur ces garnitures (20, 24) pour les presser sur les faces intérieures, ce système étant remarquable en ce qu'il comporte un carter disposé autour de l'espace axial entre les disques (2), qui ferme un volume interne entre ces disques.

Description

«SYSTEME DE FREINAGE D’UNE ROUE DE VEHICULE AUTOMOBILE AVEC RECUPERATION DES PARTICULES» [0001] La présente invention concerne un système de freinage d’une roue de véhicule automobile, ainsi qu’un véhicule automobile comportant un tel système de freinage.

[0002] Les véhicules automobiles comportent des systèmes de freinage comprenant des garnitures réalisées en matériaux de friction, appliquant une pression sur des disques ou des tambours liés en rotation aux roues du véhicule, afin de donner un couple de freinage.

[0003] Les freinages du véhicule entraînent une usure des matériaux de friction ainsi qu’une usure réduite des disques ou des tambours métalliques, qui génèrent des particules généralement dispersées dans l’air ambiant en causant une pollution de cet air. Les normes antipollution de plus en plus contraignantes imposeront dans le futur des limitations des émissions de particules polluantes venant du freinage.

[0004] Les tambours de frein présentent un volume relativement fermé qui limite la dispersion des particules émises lors des freinages, et permet plus facilement leur récupération. Toutefois avec une forte élévation de température due à des freinages intensifs, les tambours subissent des déformations qui diminuent la capacité de freinage. Les disques de frein produisant des particules sur les deux faces, dans un espace très ouvert, permettent difficilement une récupération de ces particules.

[0005] Par ailleurs un type de système de freinage connu, présenté notamment par les documents DE-A1-102006052177 et EP-B1-1187744, comporte deux disques disposés en parallèle comprenant des garnitures de freinage sur l’extérieur et deux garnitures séparées ou une garniture commune à l’intérieur, de manière à agir sur toutes les faces de ces disques. Un autre type de système de freinage connu, présenté notamment par le document US-4336884, comporte deux garnitures de freinage disposées uniquement entre les deux disques, pour agir sur les deux faces intérieures de ces disques.

[0006] Toutefois ces différents systèmes de freinage relativement ouverts, posent aussi des problèmes de récupération des particules émises par les différentes usures.

[0007] La présente invention a notamment pour but d’éviter ces inconvénients de la technique antérieure.

[0008] Elle propose à cet effet un système de freinage d’une roue de véhicule automobile, comportant deux disques de freins disposés parallèlement autour d’un axe principal de rotation, des garnitures de frottement insérées dans l’espace axial entre ces disques agissant sur leurs faces intérieures tournées l’une vers l’autre, et un système d’actionnement appliquant une force sur ces garnitures pour les presser sur les faces intérieures, ce système étant remarquable en ce qu’il comporte un carter disposé autour de l’espace axial entre les disques, qui ferme un volume interne entre ces disques.

[0009] Un avantage de ce système de freinage est que l’espace entre les deux disques forme un volume interne contenant les sources d’émissions des particules comprenant les garnitures et les faces internes des disques, qui est facilement fermé par le carter l’entourant. On peut alors de manière simple brancher sur ce carter un système d’aspiration d’air qui va récupérer les particules en suspension dans le volume interne.

[0010] Le système de freinage suivant l’invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.

[0011] Avantageusement, le carter comporte une bande circulaire venant radialement au-dessus des disques, avec un jeu radial entre cette bande et ces disques formant une entrée d’air. On obtient avec ce recouvrement radial une meilleure étanchéité du carter.

[0012] Avantageusement, le carter comporte des buses d’aspiration d’air débouchant dans le volume interne. Les buses permettent de récupérer les particules d’usure maintenues dans le volume interne.

[0013] Avantageusement, le carter comporte à l’intérieur une paroi annexe délimitant un espace confiné formé autour des garnitures.

[0014] Dans ce cas, avantageusement le carter comporte une buse d’aspiration d’air débouchant dans l’espace confiné. On optimise de cette manière la récupération des particules au plus près de leurs points d’émission.

[0015] Avantageusement, le système de freinage comporte un système d’aspiration dans le volume interne. On peut ainsi diriger l’air chargé en particules vers une installation extérieure de traitement de ces particules.

[0016] En particulier, le carter peut comporter une forme recouvrant un système d’étrier de commande des garnitures.

[0017] Avantageusement, le système de freinage comporte un piston central disposé axialement entre les deux garnitures. On applique de cette manière un effort axial directement sur les garnitures sans passer par des liaisons intermédiaires, ce qui améliore le rendement du système de freinage.

[0018] Selon un mode de réalisation, chaque garniture est supportée par un bras radial monté sur un guidage coulissant axialement, ou sur un guidage pivotant autour d’un pivot disposé tangentiellement.

[0019] L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé de systèmes de freinage des roues, remarquable en ce qu’il comporte des systèmes de freinage tels que présentés ci-dessus.

[0020] L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d’exemple illustrant un mode de réalisation de l’invention, et dans lesquels : [0021] - la figure 1 présente en demi-coupe axiale un système de freinage réalisé selon l’invention ; [0022] - la figure 2 présente en demi-coupe axiale ce système de freinage comprenant des galets d’appui extérieur sur les disques ; [0023] - les figures 3 et 4 présentent sur une vue extérieure et une vue éclatée de ce système de freinage le carter de fermeture du volume interne ; et [0024] - les figures 5 et 6 présentent respectivement en demi-coupe axiale et en coupe axiale complète, un système de freinage suivant une variante.

[0025] La figure 1 présente un système de freinage comprenant deux disques parallèles 2 reliés entre eux par leurs moyeux 4 comportant un axe de rotation A. Les deux disques 2 forment entre eux un espace annulaire axial comprenant sur chaque disque une face intérieure usinée de frottement.

[0026] Les deux disques 2 peuvent être formés en une seule pièce réalisée par le forgeage ou le moulage d’un métal ferreux, ou par deux pièces rapportées. Chaque disque 2 comporte une face extérieure qui peut présenter des nervures de rigidification et de refroidissement, pouvant être formées en particulier lors du forgeage ou du moulage.

[0027] Le moyeu 4 comporte en partant de l’axe A un perçage axial recevant des vis de fixation 6 d’une roue 8 du véhicule, puis une partie axialement étroite contenant des perçages axiaux 10 permettant une circulation d’air de refroidissement.

[0028] Un système d’étrier comporte un fourreau 12 contenant un manchon axialement coulissant 14, qui contient lui-même une tige axiale 16 fixée à un système de suspension du véhicule (comportant une jambe de force 32 et une suspension 62 visible en figure 6) de manière à réaliser un guidage axial indépendant à la fois du fourreau et du manchon, pouvant transmettre des efforts de réaction du freinage dans une direction tangentielle.

[0029] Le manchon 14 comporte un bras radial extérieur 18 pénétrant dans le volume interne entre les disques 2, se terminant par une garniture de frein extérieure 20. De même le fourreau 12 comporte un bras radial intérieur 22 supportant une garniture de frein intérieure 24.

[0030] Un piston central 26 alimenté par une canalisation non représentée, délivrant un fluide sous pression, est disposé entre les deux bras 18, 22 de manière à appliquer sur les garnitures 20, 24 une force axiale d’éloignement pour presser sur les faces intérieures des disques 2 en délivrant un couple de freinage. On obtient de cette manière un effort symétrique et équivalent sur les disques 2, qui s’équilibre et ne génère pas de force externe sur l’ensemble de ces deux disques ce qui évite d’appliquer une force axiale sur les roulements de la roue 8.

[0031] Le système d’étrier comprenant les deux bras 18, 22 montés axialement flottants grâce aux coulissements du manchon 14 et du fourreau 12, permet leur écartement à la demande suivant l’usure des garnitures 20, 24 et des faces intérieures des disques 2, pour conserver une efficacité constante du freinage indépendamment de ces usures.

[0032] La figure 2 présente un complément adaptable sur le système de freinage, comprenant sur le fourreau 12 un premier bras radial 40 venant à sur la face extérieure du disque 2 du côté de la roue 8, comportant un rouleau disposé radialement 42 venant en appui sur une piste de roulement de cette face. De la même manière le manchon 14 comporte un deuxième bras radial 44 venant sur la face extérieure du disque 2 du côté de la caisse du véhicule, comportant un rouleau disposé radialement 42 venant en appui sur une piste de roulement de cette face.

[0033] Les deux disques 2 comportent un alésage central comprenant des cannelures 46 ajustées dans des rainures du moyeu 4 pour permettre leur coulissement axial.

[0034] On obtient de cette manière pour chaque disque 2 lorsque la garniture 20, 24 applique un effort sur la face intérieure de ce disque, un décalage axial du disque de manière à obtenir un appui arrière du rouleau 42 sur la face extérieure formant une réaction pour réaliser un pincement de ce disque. La déformation des disques 2 est minimum, l’efficacité du freinage est élevée.

[0035] Les figures 1, 2, 3 et 4 présentent un carter globalement circulaire, comprenant un bossage 50 couvrant le système d’étrier en venant autour et sur ces côtés parallèlement aux disques 2, et une bande circulaire 52 disposée autour de l’espace axial entre les deux disques 2, en fermant de manière relativement étanche le volume interne entre ces disques.

[0036] La bande circulaire 52 est disposée à une petite distance du contour extérieur des disques 2 pour éviter un frottement sur ces disques, et pour réaliser un jeu continu sur le pourtour qui contient les particules dans le volume interne tout en permettant une entrée E d’air d’aspiration.

[0037] La bande 52 comporte une bande annexe 54 venant dans le volume interne, radialement entre le moyeu 4 du double disque et le système d’étrier, ses extrémités étant raccordées à l’intérieur de cette bande. On forme de cette manière un espace confiné 60 autour des garnitures 20, 24, qui maintient un maximum de particules là où elles sont produites par les frottements.

[0038] Une première buse d’aspiration 56 disposée radialement sur l’extérieur de la bande 52, présente un perçage radial débouchant sur le côté de l’espace confiné 60 où les particules sont entraînées avec la rotation des disques 2, en suivant la direction de l’extrémité de la bande annexe 54.

[0039] Une deuxième buse d’aspiration 58 disposée tangentiellement sur l’extérieur de la bande 52, présente un perçage tangentiel débouchant en bas du volume interne, dans la direction où les particules sont entraînées avec la rotation des disques 2.

[0040] Un dispositif d’aspiration non représenté, est branché sur les buses d’aspiration 56, 58 pour aspirer les particules suivant la flèche S, qui se concentrent vers les entrées de ces buses, grâce en particulier à la vitesse de rotation pour la première buse et à la gravité pour la deuxième.

[0041] On peut de plus pour chaque disque 2 former dans la bande 52 une nervure circulaire 48 tournée radialement vers l’intérieur, présentée figure 1 et 2, un peu décalée vers le côté intérieur du disque, pour réaliser une chicane qui restreint le passage en augmentant la vitesse du flux d’entrée d’air E, et évite une perte des particules contenues dans le volume interne.

[0042] Avantageusement le carter comprenant la bande 52 et le bossage 50, est formé dans une tôle métallique lui donnant une bonne tenue mécanique tout en résistant aux températures élevées qui peuvent apparaître sur les disques 2.

[0043] Les figures 5 et 6 présentent un pivot 64 disposé tangentiellement, fixé à l’extrémité de la tige axiale 16, supportant chacun des bras radiaux 18, 22 pour leurs permettent de basculer individuellement par rapport à ce pivot.

[0044] La pression dans le piston central 26 créée un basculement symétrique des bras radiaux 18, 22, en plaquant leurs garnitures 20, 24 sur la face intérieure des disques 2. On obtient une usure des garnitures légèrement inclinées, qui s’inclinent de plus en plus en fonction de cette usure et du basculement de leur bras radial 18, 22.

[0045] Le pivot 64 peut présenter une construction plus simple et plus économique par rapport au fourreau 12 et à la coulisse 14, avec un frottement réduit.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Système de freinage d’une roue de véhicule automobile, comportant deux disques de freins (2) disposés parallèlement autour d’un axe principal de rotation (A), des garnitures de frottement (20, 24) insérées dans l’espace axial entre ces disques agissant sur leurs faces intérieures tournées l’une vers l’autre, et un système d’actionnement appliquant une force sur ces garnitures (20, 24) pour les presser sur les faces intérieures, caractérisé en ce qu’il comporte un carter (50, 52) disposé autour de l’espace axial entre les disques (2), qui ferme un volume interne entre ces disques.
2. 2. Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter (50, 52) comporte une bande circulaire (52) venant radialement au-dessus des disques (2), avec un jeu radial entre cette bande (52) et ces disques (2) formant une entrée d’air (E).
3. 3. Système de freinage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le carter comporte des buses d’aspiration d’air (56, 58) débouchant dans le volume interne.
4. 4. Système de freinage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le carter comporte à l’intérieur une paroi annexe (54) délimitant un espace confiné (60) formé autour des garnitures (20, 24).
5. 5. Système de freinage selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le carter comporte une buse d’aspiration d’air (56) débouchant dans l’espace confiné (60).
6. 6. Système de freinage selon la revendication 3 ou 5, caractérisé en ce qu’il comporte un système d’aspiration relié au volume interne.
7. 7. Système de freinage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le carter comporte une forme (50) recouvrant un système d’étrier de commande des garnitures (20, 24).
8. 8. Système de freinage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un piston central (26) disposé axialement entre les deux garnitures (20, 24).
9. 9. Système de freinage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque garniture (20, 24) est supportée par un bras radial (18, 22) monté sur un guidage coulissant axialement (12, 14), ou sur un guidage pivotant autour d’un pivot (64) disposé tangentiellement.
10. 10. Véhicule automobile équipé de systèmes de freinage des roues, caractérisé en ce qu’il comporte des systèmes de freinage selon l’une quelconque des revendications précédentes.