FR2461847A1 - Rotor de frein a disque equilibre thermiquement - Google Patents

Abstract

LE ROTOR 14 COMPREND UN MATERIAU OU UNE MASSE DE PREFERENCE EN UNE SEULE PIECE AVEC LA PERIPHERIE EXTERIEURE DU ROTOR, GENERALEMENT PRES DE CETTE PERIPHERIE, QUI REALISE L'EQUILIBRE THERMIQUE AVEC LA PARTIE CENTRALE A CHAPEAU DU ROTOR 22. DANS UN ROTOR DE FREIN A DISQUE VENTILE, CETTE MASSE D'EQUILIBRE PEUT ETRE DISPOSEE DANS LA PAROI DU ROTOR LA PLUS PROCHE DE LA PARTIE A CHAPEAU, EN PROPORTIONNANT L'EPAISSEUR DE LA PAROI 18 EN UN POINT DONNE A LA DISTANCE RADIALE AU CENTRE DU ROTOR. DANS UN ROTOR MASSIF, LA MASSE D'EQUILIBRE THERMIQUE PEUT ETRE DISPOSEE PRES DE LA PERIPHERIE DU ROTOR AU-DELA DES ZONES DE PAROI DU ROTOR BALAYEES PAR LES PATINS. L'INVENTION PEUT EGALEMENT S'APPLIQUER EN PREVOYANT UNE ZONE DE PAROI LATERALE DU ROTOR NON BALAYEE PRES DE SA PERIPHERIE EXTERIEURE PAR REDUCTION DE LA LARGEUR RADIALE D'UN PATIN DE FREIN, CE QUI A POUR EFFET DE CREER UNE ZONE QUI FONCTIONNE EN SOURCE FROIDE.

Description

La présente invention concerne des freins à dis-

ques et, plus particulièrement, des freins à disques dans lesquels une masse d'équilibre thermique est placée sur le rotor ou disque. Cette masse d'équilibre thermique agit en source froide de façon à réaliser l'équilibre avec la source froide formée par le support et par la structure de montage qui est utilisée pour fixer le rotor ou disque au

moyeu de la roue.

La chaleur de frottement et la dissipation de cha-

leur des freins à disque des véhicules est connue pour être

précisément cyclique. Les freins sont engagés par intermit-

tence et le plus souvent de manière relativement peu fré-

quente pour arrêter le véhicule, et ce cycle comporte des

intervalles de temps importants pendant lesquels les com-

posants échauffés par frottement peuvent se refroidir.La masse d'un frein à disque massif représente une source

froide importante et accessible dans laquelle la chaleur dé-

gagée le long des parois du disque par le frottement avec les patins de frein peut être transférée. Néanmoins, la

structure de support qui représente une source froide im-

portante, située généralement près du bord intérieur du disque n'ayant aucune source froide correspondante ou de

compensation sur le bord extérieur du disque, sera à l'ori-

gine d'un gradient de température radiale à travers le dis-

2. que'.

Une application prolongée des freins à disque pro-

duit naturellement des quantités importantes de chaleur qui

peuvent être mieux dissipées par incorporation d'une plura-

lité de canaux de ventilation disposés radialement à l'inté- rieur du disque, lequel est alors appelé rotor. (Bien que l'expression "frein à disque" soit couramment utilisée pour désigner généralement à la fois des freins à rotor massif et des freins à rotor ventilé, on notera qu'il est correct

d'utiliser l'expression "disque" lorsqu'il s'agit de dési-

gner seulement un frein massif, et l'expression "rotor" dans le cas d'un frein ventilé. Cette distinction est en général

respectée dans toute la description suivante, sauf toutefois

lorsque la répétition des mots "disque" et "rotor" serait évidemment redondante, ou dans le cas o l'expression "frein à disque" est génériquement utilize pour désigner un frein comportant un organe plan et circulaire en rotation serré

en friction par une paire de garnitures de freins opposées).

T.es canaux radiaux fournissent une surface de transfert de

chaleur et une circulation d'air supplémentaires à l'inté-

rieur du rotor. Un rotor ventilé dissipera généralement la chaleur dans l'air environnant plus rapidement qu'un disque massif par suite de sa plus grande surface de transfert de chaleur et de sa circulation d'air supérieure. Par rapport

à une masse unifiée d'un disque massif, les parois intérieu-

res et extérieures d'un rotor ventilé représentent des mas-

ses thermiques qui se trouvent dans des environnements ther-

miques différents dans la mesure o elles sont séparées par une pluralité de nervures radiales.En outre, le moyeu du

rotor et/ou la structure de montage sont généralement fa-

briqués d'une seule pièce avec (ou fixés à) au moins l'une

des deux parois du rotor et représentent une masse thermi-

que ou source froide importante. Ainsi, un rotor ventilé est également soumis à des gradients de température radiale

dans la paroi adjacente ou reliée à la structure de monta-

ge et de support.

La présente invention a pour objet de prévoir un

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3. rotor de frein ou disque comportant une masse d'équilibre thermique qui agit en source froide de façon à compenser la

masse et par conséquent la source froide fournie de maniè-

re inhérente par la structure de montage de rotor ou dis-

que. Comme cela apparaîtra, la masse d'équilibre peut être coulée en une seule pièce avec le disque ou rotor, ou être fixée au rotor ou disque lors d'une étape appropriée du

processus de fabrication par n'importe quel moyen de fixa-

tion approprié.En outre, le matériau de la masse d'équili-

bre peut être,mais cela n'est pas nécessaire, identique au matériau du disque ou rotor lui-même. Par exemple, si la place constitue un paramètre important, on peut employer un matériau ayant une chaleur spécifique élevée. Dans d'autres applications, l'utilisation d'un matériau léger peut être souhaitable. Toutes ces variantes de masse formant source froide pour contrebalancer la masse formant source froide

de la structure de support de rotor ou de disque sont con-

sidérées comme entrant dans le cadre de la présente inven-

tion. Dans un rotor ventilé, la masse d'équilibre peut être disposée sur la paroi du rotor la plus proche du moyen de support, généralement la paroi extérieure, de sorte que

l'épaisseur de la paroi extérieure augmente avec sa distan-

ce radiale au centre du rotor. En variante, la masse for-

mant source froide peut être disposée le long d'une paroi du rotor de façon à obtenir l'équilibre thermique avec celle de la structure de support de rotor, et à minimiser

les gradients de température radiale.

En variante, le rotor ventilé, ou disque massif, peut comprendre unemasse ou un matériau sur la périphérie qui n'est pas en contact avec le patin de frein. Cela peut

être obtenu soit en réduisant la surface de la zone de frot-

tement entre le patin de frein et la paroi de rotor ou dis-

que par diminution de la largeur radiale du patin, ce qui

permet d'obtenir un anneau non balayé autour de la périphé-

rie extérieure du rotor ou disque qui fonctionne en source froide, soit en ajoutant un matériau de n'importe quelle 4. forme autour de la périphérie du disque. La répartition (c'est-à-dire la coupe) de la masse périphérique peut être ajustée pour être adaptée aux conditions particulières

d'espace et d'équilibre thermique.

La présente invention a, par conséquent, pour ob- jet de prévoir un rotor ou disque de frein qui présente un

gradient de température radial minimum.

La présente invention a également pour objet de prévoir un rotor de frein ventilé, présentant un gradient de température radial minimum qui puisse être fabriqué par

les techniques classiques et courantes.

La présente invention sera bien comprise à la

lecture de la description suivante faite en liaison avec les-

dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en perspective d'un frein à disque et rotor ventilé selon la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe fragmentaire d'un ensemble constitué d'un rotor de frein ventilé et d'un étrier prise le long de la ligne 2-2 de la figure 1;

La figure 3 est une vue en perspective fragmentai-

re d'un rotor de frein ventilé selon la présente invention, représentant les canaux radiaux de passage d'air;

La figure 4 est une vue en perspective fragmen-

taire d'un rotor de frein à disque ventilé selon la présente invention, représentant un autre mode de réalisation de la répartition de masse et des canaux radiaux de passage d'air; La figure 5 est une vue schématique en coupe d'une partie d'un rotor de frein ventilé, représentant la théorie générale du transfert de chaleur selon l'invention; La figure 6 est une vue en coupe fragmentaire d'un disque de frein massif selon la présente invention; La figure 7 est une vue en coupe fragmentaire d'un autre mode de réalisation d'un disque de frein massif selon la présente invention; La figure 8 est une vue en coupe fragmentaire d'un autre mode de réalisation d'un disque de frein massif selon la présente invention; et 5. La figure 9 est une vue en coupe fragmentaire d'un autre mode de réalisation d'un disque de frein massif

selon la présente invention.

En liaison avec la figure 1, un1 frein à disque assemblé selon la présente invention est généralement dé- signé par la référence 10. L'ensemble 10 comprend un

étrier assemblé 12 et un rotor assemblé 14. Le rotor as-

semblé 14 comprend une partie à rotor 16 ayant des parois

extérieure et intérieure généralement planes et parallè-

îo les 18 et 20,respectivement. Le rotor 14 comprend en ou-

tre un chapeau tronconique 22 qui est généralement coulé

en une même pièce avec la partie 16. La structure de sup-

port, ou partie à chapeau 22, définit une pluralité d'ou-

vertures 24, qui coopèrent avec une pluralité de boulons 26 et autres composants d'un moyeu 28 de roue de façon à permettre la fixation du rotor 14 sur le moyeu 28 de la manière classique. La structure de support de la partie 16 de rotor ainsi que le moyen permettant de la rattacher au tuoyeu 28 de roue peuvent prendre divers--s formes et être fabriqués par divers procédés de fabrication en plus des

procédés décrits et représentés. Par exemple, la structu-

re de support peut être constituée d'une partie en prolon-

gement vers l'intérieur, plane, d'un rotor ou disque monté axialement par coulissement sur un arbre au moyen d'une liaison par cannelures, d'une partie rapportée distincte qui est liée au rotor ou disque par tout moyen de fixation approprié, y compris par coulage en une même pièce, ou d'une structure ayant une section en forme de U qui est

fixée à la périphérie du disque ou rotor. La présente inven-

tion s'applique dans tous les cas précédents et dans de

nombreux autres types de montage.

En liaison maintenant avec les figures 1 et 2, l'étrier 12 a généralement la forme d'un C, et comprend un pont d'étrier 30 reliant une jambe extérieure 32 à une

jambe intérieure 34. Le pont 30 s'étend à travers la par-

tie 16 de rotor et s'y trouve positionné et maintenu par des guides (non représentés) qui sont placés parallèlement 6.

à l'axe du rotor 14,lesquels sont fixés à une plaque d'an-

crage 35. Les guides constituent un montage flottant pour

l'étrier 12, selon la pratique classique des freins à dis-

que. La-jambe intérieure 34 de l'étrier 12 définit un cylin-

dre 36, à l'intérieur duquel est disposé un piston 38 diri- gé vers la partie 16 de rotor. Selon la pratique classique,

un fluide hydraulique pressurisé est introduit dans le cy-

lindre 36, ce qui a pour effet de faire avancer le piston 38 vers la partie 16 de rotor. Adjacente à l'embouchure du cylindre 36 se trouve une gorge annulaire 40 qui sert de siège à un joint d'étanchéité annulaire 42. Le joint 42 est de préférence en matériau élastomère tel qu'en caoutchouc et évite les fuites dufluide hydraulique du cylindre 36. Le piston 38 comprend une gorge annulaire 44 qui sert de moyen

de maintien de la partie de forme complémentaire d'un souf-

flet 46 anti-poussière. Le soufflet 46 forme un joint en

une pièce, moulé en matériau élastomère tel que le caout-

chouc. Le soufflet 46 forme un joint sur la périphérie du piston 38, par rapport à l'étrier 12, tout en permettant un déplacement axial relatif important entre eux. Un patin extérieur de frein à disque 48 et un patin intérieur de

frein à disque 50 sont disposés en coulissement sur la pla-

que d'ancrage 35 et sont en contact par friction avec la paroi extérieure 18 et la paroi intérieure 20 de la partie

16 de rotor.

Comme cela apparaît, ou apparaîtra, la présente invention ne concerne pas l'étrier 12 et ses composants

associés, et la description précédente n'a simplement pour

but que d'être représentative des composants avec lesquels

elle peut éventuellement être combinée. La présente inven-

tion peut être mise en pratique avec une grande variété d'étriers et de formes de piston ainsi qu'avec d'autres

sources d'énergie, par exemple avec des dispositifs pneuma-

tiques, mécaniques ou électriques. En outre, étant donné que

la structure et la fonction de l'étrier 12 et de ses compo-

sants associés sont classiques et par conséquent bien con-

nus de l'homme de l'art, on ne procèdera pas à une descrip-

7.

tion plus complète de ceux-ci.

En liaison avec les figures 2,3, la partie 16 de

rotor comprend une paroi extérieure 18 et une paroi inté-

rieure 20,comme cela a été décrit précédemment. La partie 16 est ventilée et,comme telle,comporte une pluralité de canaux 54 disposés radialement et une pluralité identique

de nervures 56 qui s'étendent transversalement entre la pa-

roi extérieure 18 et la paroi intérieure 20 de cette partie 16. Selon la présente invention, la paroi intérieure 20, ou plus généralement la paroi qui est la plus éloignée de la structure de montage ou section à chapeau 22 et en est

séparée par les nervures 56, a une épaisseur de paroi uni-

forme. La paroi extérieure 18, ou d'une manière plus gé-

nérale, la paroi de la partie 16 la plus proche de la structure de montage ou partie à chapeau 22 a une épaisseur qui croit avec la distance au centre du rotor 14. La masse

en forme de cale de la paroi extérieure 18 équilibre ther-

miquement la masse de la partie à chapeau 22, ce qui per-

met de minimiser les gradients de température radiale à

travers la paroi extérieure 18 de la partie 16 de rotor.

De nouveau, en liaison avec la figure 2, et plus particulièrement avec la figure 3, il apparaît que l'aug-'

mentation de l'épaisseur de la paroi extérieure 18 entraî-

ne une réduction correspondante de la largeur des canaux de passage d'air 54. Si-l'on suppose que les longueurs de l'orifice d'entrée et de l'orifice de sortie des canaux 54 sont égales, une telle diminution de la largeur des canaux

54 se traduit par un orifice de sortie sensiblement infé-

rieur, et par une entrave au débit d'air dans les canaux 54. Cette entrave peut, naturellement, être éliminée en maintenant la surface en coupe des orifices de sortie des canaux de passage d'air sensiblement égale ou supérieure à

la surface en coupe des orifices d'admission de ces ca-

naux. En ajustant la surface en coupe des nervures 56, on peut maintenir une surface en coupe des canaux de passage

d'air sensiblement constante ou croissant dans le sens ra-

dial. Ainsi on peut obtenir un équilibre thermique de la 8. source froide de la structure de montage et le maintien d'un bon débit d'air dans les canaux radiaux de passage d'air.

La figure 4 représente un autre mode de réalisa-

tion d'un rotor ayant pour référence 60. Il apparaîtra qu'un rotor ventilé tel que la partie 16 n'a pas besoin de comprendre des nervures sensiblement rectangulaires, ni des canaux de passage d'air sensiblement rectangulaires selon la présente invention. A cet égard, le rotor 60 de ce mode îO de réalisation de la présente invention comprend une paroi intérieure 62 ayant une épaisseur constante à sa partie la plus fine, et une paroi extérieure 64 ayant une épaisseur croissant vers l'extérieur. Le rotor 60 comprend des canaux de passage d'air 66 de section généralement elliptique.Les

grands axes des canaux 66 sont alignés circonférentielle-

ment autour de la périphérie du rotor 60. Ces grands axes, à la surface intérieure du rotor 60, sont parallèles à l'axe de ce rotor et par conséquent perpendiculaires aux

grands axes des canaux-66 à la surface extérieure du rotor.

On notera qu'une telle configuration permet également d'ob-

tenir des canaux de passage d'air ayant une surface en cou-

pe constante ou croissant dans le sens radial, en plus

d'une masse formant source froide et qu'elle permet égale-C.

ment d'obtenir des gradients de température radiale réduits

dans la paroi du rotor 60 adjacente à la structure de monta-

ge, tout en maintenant un bon débit d'air dans les canaux 66. On notera d'autre part que ni la paroi conique du

rotor préféré, adjacente à la partie à chapeau avec ses ca-

naux de passage d'air généralement rectangulaires, ni la paroi conique échancrée de l'autre mode de réalisation du

rotor avec ses canaux de passage d'air généralement ellipti-

ques ne constituent des limitations du domaine d'application de la présente invention. Au contraire, toute configuration

des parois d'un rotor (ou disque) qui comporte une masse for-

mant source froide pour équilibrer la masse et l'effet de

source froide de la structure de montage du rotor (ou dis-

9. que) dans le but de minimiser les gradients de température radiale à l'intérieur du rotor (ou disque) est considérée

comme entrant dans le cadre de la présente invention.

La figure 5 est une autre représentation de l'équilibre thermique obtenu en disposant la masse sur une paroi d'un rotor de frein ventilé dans le but d'équilibrer

la source froide inhérente formée par la structure de mon-

tage de rotor, et ainsi de minimiser les gradients de tempé-

rature radiale à l'intérieur du rotor. On notera que les calculs indiqués ultérieurement ne sont donnés qu'à titre

d'exemple, et simplement dans le but d'expliquer la pré-

sente invention. La précision des résultats est proportion-

née à la complexité apparente et à la sophistication de

l'analyse mathématique. Les résultats doivent être considé-

rés comme constituant une première approximation qui peut être améliorée en faisant appel à une analyse mathématique

et empirique plus complexe, ainsi qu'à des essais expéri-

mentaux tels que des essais avec dynamomètre.

La figure 5 représente une paroi extérieure de

rotor et la section à chapeau, qui sont semblables aux par-

ties correspondantes qui pourraient être utilisées dans un frein de véhicule. Les nervures et la paroi intérieure du rotor sont représentées en pointillé seulement à titre de référence, et n'entrent pas dans les calculs suivants dans la mesure o leurs caractéristiques de transfert de chaleur et de gradient de température sont supposées avoir un effet négligeable sur les caractéristiques de transfert de chaleur

dans le sens radial et de gradient de température de la pa-

roi du rotor adjacent à la structure de montage. Comme on l'a noté, la partie à chapeau du rotor, c'est-à-dire les éléments 1, 2 et 3 de la figure 5, constitue une source froide pour la chaleur de frottement dégagée sur la surface de la paroi extérieure adjacente du rotor (élément 4) et

absorbée par cette paroi. L'élément 5 de la figure 5 repré-

sente une masse de forme conique disposée sur la paroi de

rotor qui, avec la masse de l'élément 4, équilibre la sour-

ce froide formée par les éléments 1, 2 et 3, de la section 10.

à chapeau.

Les calculs suivants quantifient cette relation

d'équilibre et déterminent une largeur, ou épaisseur, ap-

proximative T de l'élément triangulaire 5 pour des dimen-

sions données des éléments 1, 2, 3 et 4 de la partie à cha- peau et de la partie à rotor, respectivement. Les rayons et autres dimensions des éléments de la partie à chapeau et du rotor sont représentés en figure 5. Le théorème de Pappus selon lequel le volume d'un solide de révolution est le produit de l'aire génératrice par la distance parcourue

par le centre de gravité de l'aire est utilisé pour calcu-

ler les volumes des divers éléments et ainsi pour calculer

implicitement la masse et la chaleur spécifique de ces élé-

ments, étant donné qu'on suppose que la densité et la cha-

leur spécifique du rotor sont constantes.

Pour l'élément 1 (partie à chapeau), l'aire (A1) est égale à 12,7 mm x 61 mm c'est-à-dire que A = 775 mm2, le rayon (Y1) du centre de gravité est égal à = 38 + 30,5, c'est-à-dire = 68,5 mm et la course parcourue par le centre de gravité (D1) = 137 n mm. Selon le théorème de Pappus, le produit A D est égal au volume (V1) de l'élément 1 et A1D = 106 n cm. De même, en ce qui concerne l'élément 2, la surface (A2) est égale à 12,7 mm x 50,8 mm, c'est-à-dire = 645 mm 2; le rayon du centre de gravité (Y2) est égal à 99 mm + 6,35 mm, soit 105,4 mm et la distance parcourue par le centre de gravité (D2) est 210,8 n mm. Le produit A2D2 est égal à 136 n cm, qui correspond au volume (V2) de l'élément 2. S'agissant de l'élément 3, l'aire (A3) est égale à 12,7 mm x 30,5 mm = 387 mmn, le rayon du centre de gravité (Y3) est égal à 99 mm + 15,2 mm, soit 114,25 mm et la distance parcourue par le centre de gravité (D3) est

228,5 n mm. Le produit A D est égal à 88 n cm, qui corres-

3 3 pond au volume (V3) de l'élément 3. Finalement, le volume total (et proportionnellement la masse) des éléments 1, 2 et 3 (V123) est égal à

V1 + V2 +V3 =330 n cm.

En effectuant les mêmes calculs pour les éléments 11. 4 et 5 de la partie à rotor, l'aire de l'élément 4 (A4) est égale à 12,7 x 66 mm = 838 mm; le rayon du centre de gravité (Y4) est égal à 129,5 + 33 = 162,5 mm et la distance

parcourue par le centre de gravité (D4) est égale à 325 T cm.

Le produit A4D4 est égal à 272 n cm. De même, s'agissant de l'élément 5, l'aire (A5) est égale à 0,5 x 66 x Tmm2 33 Tmm; le rayon du centre de gravité (Y5) est égal à 129,5 + 0,667 x 66 = 173 mm, et la distance parcourue par le centre de gravité (D5) est 347 n mm. Le volume (V5) de

l'élément 5 est égal au produit A5D5, soit 11418 mm3.

Pour qu'il y ait un équilibre thermique statique, le volume (et la masse) des éléments 1, 2 et 3, doivent être approximativement égaux au volume (et à la masse) des éléments 4 et 5, soit:

V1 + V2 + V3 V4 + V5

En remplaçant V par leurs valeurs, on obtient

T - 5 mm.

Ainsi, une valeur égale à 5 mm pour la largeur ma-

ximuim de l'élément triangulaire 5 de la partie de rotor est une première approximation de l'épaisseur de la masse qui permet d'obtenir un équilibre thermique dans un rotor

assemblé ayant les dimensions indiquées.

La description précédente de modes de réalisation

particuliers de la présente invention a été axée sur des ro-

tors ventilés comportant des canaux de passage d'air orien-

tés généralement dans le sens radial, qui sont disposés en-

tre les parois d'un rotor de frein. Cependant, le concept de la présente invention, c'est-à-dire le placement d'une

masse sur le disque ou rotor de frein dans le but de compen-

ser les caractéristiques de source froide inhérentes de la

structure du montage, peut également s'appliquer à des dis-

ques de frein massifs.Comme telle, la présente invention

prévoit soit une extension périphérique formée spécifique-

ment sur le disque massif, soit,en alternative, la fourni-

ture d'un tampon de frein sur le côté du disque le plus pro-

che de la structure de montage,soit sur les deux côtés, qui

n'est pas en contact par friction avec la totalité de la pa-

246i847 12. roi latérale du disque mais laisse une bande périphérique non balayée. Dans une telle configuration, cette surface du disque, au lieu d'être une source de chaleur par suite

du contact par friction du tampon de frein, devient simple-

ment une masse additionnelle qui fonctionne comme source

froide pour compenser les caractéristiques de source froi-

de inhérentes de la structure de montage.

Les figures 6, 7, 8 et 9 représentent quatre pro-

fils de disques massifs qui peuvent être utilisés pour la

pratique de la présente invention. Spécifiquement, la figu-

re 6 décrit un disque massif 70 qui est fixé à une partie à chapeau 72 coulée en une même pièce. La partie en contact

par friction du disque 70 correspondant à la largeur radia-

le effective des tampons de frein (non représentés) est dé-

signée par les guillemets ayant pour référence 74. Il appa-

rait que le disque 70 s'étend au-delà de cette zone balayée.

Spécifiquement, le bord extérieur du disque 70 est oblique et définit une section triangulaire pointue 76 autour de sa périphérie. La section triangulaire 76, dont la plus grande partie de la masse est disposée près du bord du disque 70 le plus proche de la partie à chapeau, constitue une source froide sensiblement plus grande de ce côté-ci du rotor que

du côté opposé, et, procède à l'équilibre thermique du dis-

que 70.

De même, la figure 7 représente une première va-

riante de disque 80 ayant une section à chapeau 82 et des

surfaces de rotor balayées 84. Là encore, la masse repré-

sentée par la référence 86 est disposée sur le disque 80.

D'une façon semblable au mode de réalisation de la figure 6, la masse 86 est disposée de façon non uniforme autour de la surface extérieure du disque 80 et forme une source froide quelque peu plus grande dans cette partie du disque

la plus proche de la partie à chapeau 82.

Comme, de par sa nature, un disque massif aura tendance à avoir une température plus uniforme qu'un rotor ventilé, des applications peuvent exister o une masse d'équilibre thermique doit être ajoutée de façon uniforme à 13.

la périphérie d'un disque. En outre, une structure de mon-

tage telle que la structure plane s'étendant radialement

décrite précédemment, si elle est fixée sensiblement de ma-

* nière symétrique autour du plan médian axial du disque, sera généralement équilibrée thermiquement de manière optimale par une source froide disposée de façon correspondante. Dans

la figure 8, un disque de frein massif 90 comporte une par-

tie de montage plane en une pièce 92 telle que décrite pré-

cédemment. Là encore, la zone en contact par frottement du

disque 90 est représentée par les guillemets et la référen-

ce 94. Un anneau 96 ayant une section généralement rectan-

gulaire est disposé uniformément autour de la périphérie du disque 90. L'anneau 96 peut être coulé en une pièce ou être ensuite fixé au disque 90 et peut être du même matériau ou d'un matériau différent que le disque 90. On notera que la masse de l'anneau 96 fonctionnera de façon relativement uniforme en tant que source froide par rapport aux faces

gauche et droite du disque massif 90, comme le fera la par-

tie de montage plane 92 par suite de la répartition unifor-

me de matériau autour du plan médian axial du disque 90.

La figure 9 représente un troisième mode de réa-

lisation d'un disque massif 100 comportant une masse dispo-

sée autour de sa périphérie dans le but d'équilibrer thermi-

quement la source froide inhérente représentée par la par-

tie à chapeau coulée en une seule pièce 102. Dans ce mode

de réalisation, la masse supplémentaire a une section trian-

gulaire 104 et a tendance à absorber et à dissiper unifor-

mément la chaleur provenant des surfaces gauche et droite

du disque 100 d'une manière semblable à l'anneau 96 du se-

cond mode de réalisation représenté en figure 8. Il apparaî-

tra que la masse supplémentaire, incorporée soit dans un dis-

que massif soit dans un rotor ventilé, peut être disposée

autour de la périphérie du rotor de n'importe quelle maniè-

re compatible avec l'objectif d'équilibre thermique de la source froideinhérente créée par la structure de montage du rotor. Une fois que les caractéristiques requises de

transfert de chaleur pour l'équilibre thermique ont été éta-

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14. blies, le matériau spécifique, la chaleur spécifique, la masse, la section ou l'épaisseur peuvent être fonction de considérations telles que les techniques de coulage et de

fabrication, le coût ou la conservation de l'énergie.

Comme cela a été indiqué précédemment, le concept inventif peut également être mis en pratique en réduisant la valeur de la surface sur le côté du disque ou rotor le plus proche de la structure de montage ou sur les deux côtés du disque ou rotor en contact par friction avec le ou

les patins de frein. En se reportant rapidement à la figu-

re 9, la surface balayée par le patin de frein classique

est représentée sur la droite et indiquée par la référen-

ce 106. Sur le côté opposé du disque 100, une surface de contact par friction réduite, représentée par la référence 108, est utilisée pour la pratique de la présente invention, dans la mesure o la surface non engagée représentée par la

référence 110 n'est plus une source de chaleur de frotte-

ment mais représente de fait une surface et une masse as-

sociée qui fonctionne en source froide. On notera que la largeur radiale et par conséquent la surface en contact par friction des deux patins de frein gauche et droit peut être réduite, fournissant une source froide sur les deux

faces du disque ou rotor de frein.

L'appréciation de certaines des valeurs de mesures

indiquées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles pro-

viennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en unités métriques.

La présente invention n'est pas limitée aux exem-

ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications

qui apparaîtront à l'homme de l'art.

246 1847

15.

Claims (6)

REVENDICATIONS l - Moyen de masse dans un frein incorporant un rotor assemblé comportant une partie à rotor et une struc- ture de montage, un étrier assemblé ayant des patins de frein et un moyen pour amener ces patins en contact avec la partie à rotor, caractérisé en ce qu'il est réparti sur le rotor de façon à équilibrer thermiquement la masse de la structure de montage, à la suite de quoi les gradients de température radiale à l'intérieur du rotor se trouvent mini- lO misés.
1. 2 - Frein à disque assemblé pour véhicule à mo-

   teur, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, un rotor assemblé ayant un axe, un étrier assemblé ayant une paire de patins de freins et un moyen relié aux patins pour les amener en contact par friction avec le rotor assemblé,

   celui-ci comprenant une partie à rotor et une partie à cha-

   peau placée au centre, la partie à rotor ayant une première paroi circulaire fixée à la partie à chapeau et une seconde paroi circulaire disposée coaxialement et distante le long

   de l'axe de la première paroi, et une pluralité de nervu-

   res pour relier les première et seconde parois, la première paroi comportant une surface extérieure disposée normalement à l'axe et une surface intérieure disposée obliquement par rapport à l'axe, à la suite de quoi, la première paroi a une

   épaisseur qui croit avec la distance à l'axe.
2. 3 - Frein selon la revendication 2, caractérisé

   en ce que la première paroi, la seconde paroi, et les ner-

   vures définissent des canaux de passage d'air, disposés

   radialement, de section sensiblement uniforme.
3. 4 - Frein à disque selon la revendication 2,

   caractérisé en ce que les nervures ont une section sensible-

   ment uniforme sur leur longueur radiale.

   - Frein à disque, caractérisé en ce qu'il com- prend en combinaison: un rotor assemblé ayant un axe, un étrier assemblé ayant des patins de frein et un moyen pour

   les amener en contact avec le rotor assemblé, ce rotor as-

   semblé comportant une partie à rotor, une partie à chapeau 16. placée centralement et un moyen de source froide disposé radialement à l'extérieur de la partie à chapeau pour sensiblement équilibrer thermiquement la source froide fournie par la partie à chapeau, et minimiser les gradients de température radiale dans la partie à rotor. 6 Frein à disque selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie à rotor est massive et en

   ce que le moyen de source froide comprend un matériau pla-

   cé généralement de façon adjacente à la périphérie exté-

   rieure de la partie à rotor.
4. 7 - Frein à disque selon la revendication 6,carac-

   térisé en ce que le matériau a une section sensiblement triangulaire.
5. 8 - Frein à disque selon la revendication 6, ca-

   ractérisé en ce que le matériau a une section sensiblement rectangulaire.
6. 9 - Frein à disque selon la revendication 5, ca-

   ractérisé en ce que le rotor assemblé comprend des première et seconde parois distantes l'une de l'autre, des canaux de passage d'air radiaux étant situés entre elles, le moyen de

   source froide étant disposé le long d'au moins une des pa-

   rois.

   - Frein à disque selon la revendication 9, ca-

   ractérisé en ce que l'épaisseur du moyen de source froide

   augmente avec la distance à l'axe.