FR3071574A1 - DISC BRAKE WITH DUST RECOVERY SYSTEM - Google Patents
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Abstract
Système de récupération des poussières de freinage comprenant : un récipient de dépression (2) apte à être mis en dépression sous l'action de la rotation d'un disque de frein (1) ; remarquable en ce que le système comprend un réservoir de récupération des poussières apte à être mis en communication fluidique avec un étrier de frein (8) ; et un conduit (6) reliant fluidiquement le réservoir de récupération au récipient de dépression (2) pour aspirer et stocker les poussières qui peuvent être présentes dans l'étrier de frein (8). L'invention porte également sur un frein à disque comprenant un tel système de récupération des poussières et une plaquette de frein pour un tel système. L'invention porte enfin sur un véhicule automobile muni d'un tel système, d'un tel frein ou d'une telle plaquette et son procédé de maintenance.Braking dust recovery system comprising: a vacuum container (2) adapted to be depressed under the action of the rotation of a brake disc (1); remarkable in that the system comprises a dust collection tank adapted to be in fluid communication with a brake caliper (8); and a conduit (6) fluidly connecting the recovery tank to the vacuum vessel (2) for sucking and storing dust that may be present in the brake caliper (8). The invention also relates to a disk brake comprising such a dust collection system and a brake pad for such a system. The invention finally relates to a motor vehicle equipped with such a system, such a brake or such a plate and its maintenance process.
Description
FREIN A DISQUE AVEC SYSTEME DE RECUPERATION DES POUSSIERESDISC BRAKE WITH DUST COLLECTION SYSTEM
L’invention a trait au domaine des véhicules automobiles et plus particulièrement aux systèmes de freinage des véhicules automobiles.The invention relates to the field of motor vehicles and more particularly to motor vehicle braking systems.
Le document de brevet publié WO 2016/102670 A1 divulgue un frein à disque muni d’un système de récupération des poussières de freinage. La récupération se fait par une coque périphérique au disque de frein, cette coque contenant une turbine. Le mouvement de rotation du disque crée une dépression dans la coque et la dépression entraîne la turbine. La turbine applique un effort de succion sur la surface du disque pour en aspirer les poussières. Ce système est complexe car il fait intervenir une turbine et il ne permet d’aspirer les poussières de freinage que sur une zone réduite du disque.The published patent document WO 2016/102670 A1 discloses a disc brake provided with a brake dust recovery system. The recovery is done by a shell peripheral to the brake disc, this shell containing a turbine. The rotational movement of the disc creates a depression in the shell and the depression drives the turbine. The turbine applies a suction force on the surface of the disc to suck up the dust. This system is complex because it involves a turbine and it only allows brake dust to be sucked on a small area of the disc.
L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer un système de récupération des poussières de freinage qui récupère plus de poussières et qui est plus simple de conception et d’entretien.The aim of the invention is to overcome at least one of the drawbacks of the above-mentioned state of the art. More particularly, the invention aims to provide a brake dust recovery system which collects more dust and which is simpler in design and maintenance.
Dans la suite, les termes « radial >> et « axial >> se rapportent à l’orientation du disque de frein.In the following, the terms "radial" and "axial" refer to the orientation of the brake disc.
L’invention a pour objet un système de récupération des poussières de freinage dans un frein à disque comprenant : un récipient de dépression apte à être mis en dépression sous l’action de la rotation d’un disque de frein ; remarquable en ce qu’il comprend en outre un réservoir de récupération des poussières apte à être mis en communication fluidique avec un étrier de frein ; et un conduit reliant fluidiquement le réservoir de récupération au récipient de dépression afin de créer une dépression dans le réservoir de récupération pour aspirer et stocker les poussières qui peuvent être présentes dans l’étrier de frein.The subject of the invention is a system for recovering brake dust in a disc brake comprising: a vacuum container capable of being put under vacuum under the action of the rotation of a brake disc; remarkable in that it further comprises a dust recovery tank capable of being placed in fluid communication with a brake caliper; and a conduit fluidly connecting the recovery tank to the vacuum container to create a vacuum in the recovery tank to suck up and store dust that may be present in the brake caliper.
Selon un mode avantageux de l’invention, le conduit est inséré dans le réservoir de récupération de telle sorte que son extrémité pénètre au cœur du réservoir de récupération à une hauteur, considérée verticalement dans le sens normal de montage du système de frein, de plus de 20% de la hauteur totale du réservoir de récupération. Ceci permet par exemple de contenir les poussières dans le réservoir de récupération sans que celles-ci ne puissent s’échapper vers le récipient de dépression.According to an advantageous embodiment of the invention, the conduit is inserted into the recovery tank so that its end penetrates the heart of the recovery tank at a height, considered vertically in the normal direction of mounting of the brake system, moreover 20% of the total height of the recovery tank. This allows for example to contain the dust in the recovery tank without it being able to escape to the vacuum container.
Selon un mode avantageux de l’invention, le récipient de dépression comprend un canal de dépression apte à être orienté sensiblement radialement par rapport au disque de frein, le canal de dépression ayant préférentiellement une section non constante afin que les ailettes de ventilation du disque puissent entraîner une succion d’air à travers ce canal par effet Venturi.According to an advantageous embodiment of the invention, the vacuum container comprises a vacuum channel able to be oriented substantially radially relative to the brake disc, the vacuum channel preferably having a non-constant section so that the ventilation fins of the disc can cause air suction through this channel by Venturi effect.
Selon un mode avantageux de l’invention, le récipient de dépression comprend une ouverture axiale accueillant le conduit.According to an advantageous embodiment of the invention, the vacuum container comprises an axial opening accommodating the conduit.
Le conduit peut être muni d’un filtre, préférentiellement en son extrémité du côté du réservoir de récupération. Ceci permet de ne pas risquer l’échappement des poussières via le récipient de dépression même lorsque la vitesse du véhicule et donc la puissance d’aspiration sont importantes.The duct may be provided with a filter, preferably at its end on the side of the recovery tank. This avoids the risk of dust escaping via the vacuum container even when the vehicle speed and therefore the suction power are important.
L’invention a également trait à un frein à disque comprenant un disque muni d’ailettes de ventilation radiales, un étrier de frein muni de deux plaquettes de frein, le frein étant remarquable en ce qu’il comprend un système de récupération des poussières de freinage selon l’un des modes de réalisations ci-dessus, l’étrier présentant un orifice pour être mis directement ou indirectement en communication fluidique avec le réservoir de récupération des poussières. Ceci permet d’aspirer les poussières présentes dans le corps de l’étrier.The invention also relates to a disc brake comprising a disc provided with radial ventilation fins, a brake caliper provided with two brake pads, the brake being remarkable in that it comprises a dust recovery system from braking according to one of the above embodiments, the caliper having an orifice to be placed directly or indirectly in fluid communication with the dust recovery tank. This allows the dust present in the caliper body to be sucked up.
Selon un mode avantageux de l’invention, au moins une des plaquettes présente un orifice en regard de l’orifice de l’étrier et une jupe en périphérie de la surface de friction pour contenir les poussières de freinage. La jupe de la plaquette permet de contenir les poussières dans un espace de confinement délimité par la garniture de friction de la plaquette, la jupe et le disque. L’orifice de la plaquette débouche dans la chambre délimitée par la jupe et permet donc l’évacuation des poussières.According to an advantageous embodiment of the invention, at least one of the pads has an orifice facing the orifice of the caliper and a skirt at the periphery of the friction surface to contain the braking dust. The skirt of the plate makes it possible to contain the dust in a confinement space delimited by the friction lining of the plate, the skirt and the disc. The opening of the plate opens into the chamber delimited by the skirt and therefore allows the evacuation of dust.
Selon un mode avantageux de l’invention, le frein comprend deux réservoirs de récupération des poussières agencés préférentiellement de chaque côté axial de l’étrier et destinés à récupérer les poussières de freinage des deux plaquettes de frein, les deux réservoirs étant reliés au même récipient de dépression par deux conduits respectifs, le récipient de dépression étant préférentiellement disposé dans le plan médian du disque de frein.According to an advantageous embodiment of the invention, the brake comprises two dust recovery tanks preferably arranged on each axial side of the caliper and intended to recover the brake dust from the two brake pads, the two tanks being connected to the same container vacuum through two respective conduits, the vacuum container being preferably arranged in the median plane of the brake disc.
L’invention porte également sur une plaquette de frein à disque comprenant une plaque de support et une garniture de friction, remarquable en ce qu’elle comprend une jupe en périphérie de la garniture de friction pour contenir les poussières de freinage, un orifice axial pour l’évacuation des poussières et préférentiellement des canaux d’entrée d’air.The invention also relates to a disc brake pad comprising a support plate and a friction lining, remarkable in that it comprises a skirt at the periphery of the friction lining to contain the brake dust, an axial orifice for evacuation of dust and preferably from the air inlet channels.
L’invention a également trait à un véhicule automobile remarquable en ce qu’il comprend une telle plaquette, un système de récupération des poussières de freinage selon l’une des variantes exposées ci-dessus ou un frein à disque selon l’une des variantes exposées ci-dessus.The invention also relates to a motor vehicle remarkable in that it comprises such a plate, a brake dust recovery system according to one of the variants set out above or a disc brake according to one of the variants. set out above.
L’invention a également trait à un procédé de maintenance d’un véhicule automobile, remarquable en ce que le véhicule est tel que décrit ci-dessus et le procédé consiste en la dépose du réservoir de récupération des poussières, et son vidage ou son remplacement, préférentiellement concomitamment à une opération de remplacement des plaquettes et/ou du disque de frein.The invention also relates to a method of maintaining a motor vehicle, remarkable in that the vehicle is as described above and the method consists in removing the dust recovery tank, and emptying or replacing it , preferably concomitantly with an operation to replace the pads and / or the brake disc.
Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce que le système est simple et ne fait pas intervenir de pièces en mouvement. D’autre part, les poussières sont aspirées directement au niveau de l’étrier de frein, c’est-à-dire au plus près de l’endroit où elles sont produites. Un tel système est donc particulièrement bon pour protéger l’environnement.The measures of the invention are advantageous in that the system is simple and does not involve moving parts. On the other hand, the dust is vacuumed directly at the level of the brake caliper, that is to say as close as possible to the place where it is produced. Such a system is therefore particularly good for protecting the environment.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins parmi lesquels :Other characteristics and advantages of the present invention will be better understood from the description and the drawings, among which:
- La figure 1 décrit une vue en coupe d’un disque de frein et du récipient de dépression ;- Figure 1 describes a sectional view of a brake disc and the vacuum container;
- La figure 2A décrit le réservoir de récupération ;- Figure 2A describes the recovery tank;
- La figure 2B décrit une vue en coupe du réservoir de récupération et du conduit ;- Figure 2B describes a sectional view of the recovery tank and the conduit;
- La figure 2C décrit le système de récupération des poussières monté sur un étrier muni d’une plaquette ;- Figure 2C describes the dust recovery system mounted on a stirrup provided with a plate;
- La figure 3 décrit une plaquette de frein ;- Figure 3 depicts a brake pad;
- La figure 4 décrit une demi-section de la plaquette de la figure 3, dans le plan II.- Figure 4 describes a half-section of the plate of Figure 3, in plane II.
La figure 1 décrit une vue en coupe d’un disque de frein 1 dans le plan médian du disque. Le plan médian du disque est le plan parallèle aux et à équidistance des deux surfaces de freinages du disque. Le disque 1 est représenté schématiquement. Le disque 1 présente des ailettes 1.1 de ventilation pour évacuer la chaleur accumulée par le disque lors des opérations de freinage.Figure 1 describes a sectional view of a brake disc 1 in the median plane of the disc. The median plane of the disc is the plane parallel to and equidistant from the two braking surfaces of the disc. The disc 1 is shown schematically. The disc 1 has ventilation fins 1.1 for dissipating the heat accumulated by the disc during braking operations.
A proximité du disque est placé un récipient de dépression 2. Celui-ci comprend un canal de dépression 2.1 et un orifice 2.2 pour recevoir un conduit (noté 6 sur les figures 2B et 2C). Le canal de dépression 2.1 présente une réduction de section. L’orifice 2.2 est axial, c’est-à-dire parallèle à l’axe du disque.Near the disc is placed a vacuum container 2. This includes a vacuum channel 2.1 and an orifice 2.2 for receiving a conduit (denoted 6 in FIGS. 2B and 2C). The vacuum channel 2.1 has a reduction in section. The hole 2.2 is axial, that is to say parallel to the axis of the disc.
Lors de la rotation du disque 1 dans le sens indiqué par la flèche A, une dépression est opérée dans le récipient de dépression 2 par l’aspiration de l’air dans la direction de la flèche B. Ceci génère une aspiration au niveau de l’orifice 2.2. Le système de freinage et de récupération des poussières est disposé de telle sorte que la direction de rotation A coïncide avec la direction d’avancement du véhicule.During the rotation of the disc 1 in the direction indicated by the arrow A, a vacuum is produced in the vacuum container 2 by the suction of the air in the direction of the arrow B. This generates a suction at the level of the orifice 2.2. The brake and dust recovery system is arranged so that the direction of rotation A coincides with the direction of travel of the vehicle.
La figure 2A présente une vue de côté d’un réservoir 4 de récupération de poussières. Le réservoir 4 comprend un corps 4.1 destiné à recevoir et contenir les poussières. Le réservoir 4 comprend une protrusion 4.2 avec un orifice, portée par une patte 4.3. La protrusion 4.2 est apte à être insérée dans un trou de l’étrier de frein (noté 8 sur la figure 2C).Figure 2A shows a side view of a dust recovery tank 4. The reservoir 4 comprises a body 4.1 intended to receive and contain the dust. The reservoir 4 includes a protrusion 4.2 with an orifice, carried by a tab 4.3. The protrusion 4.2 is capable of being inserted into a hole in the brake caliper (noted 8 in Figure 2C).
La figure 2B présente une section dans le plan l:l décrit sur la figure 2A. Le corps 4.1 du réservoir de récupération 4 contient des poussières de freinage. Un conduit 6 qui communique fluidiquement avec le récipient de dépression 2 pénètre dans le corps 4.1 du réservoir 4 à une hauteur suffisante pour éviter que les poussières ne s’échappent par le conduit 6. A cette fin, cette hauteur peut être de plus de 20% ou plus de 50% de la hauteur totale du réservoir 4.Figure 2B shows a section in plane l: l described in Figure 2A. The body 4.1 of the recovery tank 4 contains brake dust. A conduit 6 which communicates fluidly with the vacuum container 2 penetrates into the body 4.1 of the reservoir 4 at a height sufficient to prevent the dust from escaping through the conduit 6. For this purpose, this height may be more than 20 % or more than 50% of the total height of the tank 4.
La figure 2C montre l’ensemble du système de récupération de poussières selon l’invention. La courbe en trait mixte représente la périphérie du disque 1. Le récipient de dépression 2 est disposé à proximité du disque 1. La dépression générée par le mouvement du disque dans le récipient de dépression 2 est communiquée via le conduit 6 au réservoir de récupération 4. Le réservoir de récupération 4 est en communication fluidique avec un étrier de frein 8. L’étrier dispose d’au moins une plaquette de frein 10. La dépression générée dans le réservoir de récupération 4 aspire les poussières de freinage via un orifice de l’étrier qui reçoit la protrusion 4.2 du réservoir de récupération 4. Les poussières qui sont présentes dans le corps de l’étrier 8 sont donc aspirées au plus près de l’endroit d’où elles proviennent, c’est-àdire près de la zone de contact entre la plaquette 10 et le disque.FIG. 2C shows the entire dust recovery system according to the invention. The curve in phantom represents the periphery of the disc 1. The vacuum container 2 is placed near the disc 1. The vacuum generated by the movement of the disc in the vacuum container 2 is communicated via the conduit 6 to the recovery tank 4 The recovery tank 4 is in fluid communication with a brake caliper 8. The caliper has at least one brake pad 10. The vacuum generated in the recovery tank 4 sucks the brake dust via an orifice of the stirrup which receives the protrusion 4.2 from the recovery tank 4. The dust which is present in the body of the stirrup 8 is therefore vacuumed as close as possible to the place from which it originates, that is to say near contact zone between the plate 10 and the disc.
Le système de récupération des poussières peut comprendre deux réservoirs de récupération 4 disposés de part et d’autre de l’étrier pour récupérer les poussières de freinages des deux plaquettes 10 et des deux surfaces de freinage du disque 1. Les deux réservoirs de récupération 4 peuvent être connectés au même récipient de dépression 2 par deux conduits 6 de façon symétrique par rapport au plan médian du disque 1. Il est évident que selon la dimension du frein et/ou la quantité de poussières à évacuer, plus de deux réservoirs de récupération 4, plus d’un récipient de dépression 2, et un nombre de conduits 6 adaptés peuvent être prévus.The dust recovery system can comprise two recovery tanks 4 arranged on either side of the caliper to recover the brake dust from the two pads 10 and the two braking surfaces of the disc 1. The two recovery tanks 4 can be connected to the same vacuum container 2 by two conduits 6 symmetrically with respect to the median plane of the disc 1. It is obvious that, depending on the size of the brake and / or the quantity of dust to be evacuated, more than two recovery tanks 4, more than one vacuum container 2, and a number of suitable conduits 6 can be provided.
La figure 3 décrit un mode de réalisation préféré de la plaquette 10. Celle-ci peut être munie d’une plaque de support 10.1 et d’une garniture de friction 10.2. Lors de l’opération de freinage, un effort de freinage presse la garniture de friction 10.2 contre le disque 1. C’est ce contact qui génère les poussières de freinage.FIG. 3 describes a preferred embodiment of the plate 10. The latter can be provided with a support plate 10.1 and a friction lining 10.2. During the braking operation, a braking force presses the friction lining 10.2 against the disc 1. It is this contact which generates the braking dust.
La plaquette 10 est équipée d’une jupe 11 en périphérie de la garniture de friction 10.2. Ceci permet de contenir les poussières de freinage dans un espace de confinement 12 délimité par la garniture de friction 10.2, la plaque de support 10.1, la jupe 12 et le disque 1. La jupe 11 dispose de canaux 11.1 pour l’entrée d’air et la plaque de support 10.1 est percée dans une zone de la plaquette à l’opposé (dans la direction circonférentielle) des canaux 11.1. Ainsi, la dépression initiée dans le récipient de dépression 2, puis communiquée au conduit 6 et au réservoir 4 crée une aspiration au niveau d’un orifice 10.3. Ceci crée une circulation de l’air dans les canaux 11.1 dans la direction indiquée par les flèches en trait plein et une circulation de l’air et des poussières dans l’espace de confinement 12 dans la direction indiquée 5 par les flèches en traits interrompus.The plate 10 is equipped with a skirt 11 at the periphery of the friction lining 10.2. This makes it possible to contain the brake dust in a confinement space 12 delimited by the friction lining 10.2, the support plate 10.1, the skirt 12 and the disc 1. The skirt 11 has channels 11.1 for the air intake. and the support plate 10.1 is drilled in an area of the plate opposite (in the circumferential direction) of the channels 11.1. Thus, the vacuum initiated in the vacuum container 2, then communicated to the conduit 6 and to the tank 4 creates suction at an orifice 10.3. This creates air circulation in the channels 11.1 in the direction indicated by the arrows in solid lines and air and dust circulation in the confinement space 12 in the direction indicated by arrows in broken lines. .
La figure 4 représente une demi-section dans le plan indiqué par ll:ll sur la figure 3. On y voit la plaque de support 10.1 avec son orifice 10.3, la jupe 11 et la garniture de friction 10.2 qui délimitent, avec le disque 1, l’espace de confinement 12. La garniture de freinage peut présenter une forme conique au droit de l’orifice 10.3 pour 10 maximiser le volume d’air dans la zone de l’espace de confinement 12 en regard de l’orifice 10.3.Figure 4 shows a half-section in the plane indicated by ll: ll in Figure 3. We see the support plate 10.1 with its orifice 10.3, the skirt 11 and the friction lining 10.2 which delimit, with the disc 1 , the confinement space 12. The brake lining may have a conical shape in line with the orifice 10.3 in order to maximize the volume of air in the zone of the confinement space 12 opposite the orifice 10.3.
Dans l’exemple illustré, le récipient 2 et le réservoir 4 sont fixés à l’étrier. Ceux-ci peuvent aussi être attachés à d’autres parties structurelles (non-tournantes) du véhicule. Aussi, le réservoir de récupération 4 peut être indirectement relié à l’étrier 15 au moyen d’un conduit supplémentaire.In the example illustrated, the container 2 and the tank 4 are fixed to the bracket. These can also be attached to other structural (non-rotating) parts of the vehicle. Also, the recovery tank 4 can be indirectly connected to the stirrup 15 by means of an additional conduit.
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| US20210362085A1 (en) * | 2018-05-09 | 2021-11-25 | Bayerishe Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and Control Unit for Regenerating a Brake Dust Filter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3071574B1 (en) | 2021-06-18 |
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