Brevet FR2026768A1 — publié le 19700918

-i- 2026768 la présente invention se rapporte à des disques de frein munis d'un dispositif amortisseur ou atténuateur destiné à atténuer le "bruit engendré lors du freinage, disque dans lesquel au moins une cavité creusée dans la partie annulaire 5 extérieure du disque est remplie d'une masse amortisseuse granulaire. On estime que le grincement souvent très dé-sagréable des freins- est dù à l'alternance des effets d'adhérence et de glissement que l'on observe lorsqu'on presse la garni-10 ture de frein. Il se produit des vibrations qui, à la fréquence de résonance, sont rayonnées par les..disques avec une puissance amplifiée» On a donc déjà tenté antérieurement de supprimer cet effet de résonance par des modifications appropriées des disques de frein0 . • "! - : C'est ainsi qu'il est connu (brevet de la République Fédérale d'Allemagne I 226 442) de creuser une gorge dans la surface marginale de la périphérie extérieure d'un -disque de frein et de remplir cette gorge d'un enroulement de fils-métalliques composé d'une série' de fils individuels. Il est connu par ailleurs d'amortir les tambours de freins en remplissant d'une matière granulaire des cavités qui se trouvent soit dans des rainures formées sur la périphérie externe du"tambour, soit dans des bandages qui sont montés sur cette périphérie externe des tambours (brevet alle-25 mand I 202 154). Dans le cas des tambours de freins (brevet des Etats Unis d'Améïique n° 2 265 340) il est également connu de ménager sur ou à l'intérieur de la matière de la périphérie du tambour des cavités axiales séparées les unes des autres 30 dans le sens eirconférentiel, axialement, que l'on remplit d'une matière exerçant un effet amortisseur. De telles mesures préventives n1ont pas obtenu le succès désiré, soit parce que, avec les moyens connus jusqu'à présent, il n'était pas possible d'amortir efficacement ^ les bruits dans le cas des freins à disque, vraisemblablement parce que l'amortissement ne pouvait pas agir suffisamment près du point de création des vibrations, soit parce que l'agencement de la matière d'amortisseur, ni le disque ou tambour de 1 SAD QRIG'NAI* 4331 3 -2- 2026768 frein qui était influencé par cet ageîicèment, n'était en mesure de supporter les sollicitations mécaniques et thermiques. l'invention a pour but, en dehors de réaliser un dispositif amortisseur efficace, de réunir ce dispositif par construction avec l'élément à amortir, de telle façon que cet élément né puisse plus être détruit par les Sollicitations mentionnées ci-dessus. la solution apportée par l'invention au problème est caractérisée en ce que la ru les' cavités remplies de "U" matière atténur i riee eorit oonstii-uéec. jiar des capsules préfabriqués qui s? ont montées-dans la partie- asnuîèire du disque de frein qui est exposée à' 3 â solîicitatioh de" frottement 'et presque entièrement entourées pat là' matière'du•disque„ Ces capsules petnren% "êtreexemple de fome annuléire ou - torique et se trouver âans iê'diBque-âe frein sous la forme d'une ou ^dusieurë: iîiBertioiïs*"'de diamètres différents. Dans une autre forme avantageuse de réalisation, qui peut'être fabriquée'de façon particulièrement facile, ces capsules constitUentsdes insertions', rectangulaires en forme de cellules ou de boites, qtii sont disposées dans la partie annulaire extérieure du disque,'et'reparties à plusieurs sur un* cercle partiel, à un certain écartemëïit "mutuel. Etant donné que les tambours et disques de freins sont des éléments à paroi relativement mince, le montage des dispositifs amortisseurs déjà connus était lié à des difficultés; on devait se limiter à creuser des gorges et évident ent s ou bien à monter les éléments amortisseurs sur la surface externe. Ces constructions étaient donc d'une fabrication coûteuse, d'un fonctionnement aléatoire et en outre d'une efficacité relativement faible car cette efficacité restait limitée à la région de la surface. Grâce au principe étonnament simple de l'invention, qui consiste à remplir de la matière amortisseuse des capsules préfabriquées et à réunir ces capsules par exemple par coulée, à la matière du disque ou tambour de frein, on a pu remédier à ces défauts. A part des saillies qui sont nécessaires pour la fixation des capsules qui servent de noyaux, BAÙ ORIGINAL 69 43313 -3 2026768 «•s capsules sent entièrement entourées dans la pièce finis, par la matière du tambour ou du disque, de sorte que toutes les excitations sonores qui sont émises par la surface sont amorties et qu'il ne peut pas se produire de résonance. Il en résulte 5 que, sur la pièce finie, le dispositif est pratiquement invisible. Ce n'est qu'en frappant le tambour ou le disque que l'on se rend coupte de la particularité consistant en ee que le disque suivant l'invention constitue une construction entièrement sourde. 10 Etant donné que les capsules contenant la matière amortisseus», peuvent également être réalisées sous une très faible épaisseur, les dimensions des disques et tambour de freins peuvent éventuellement rester inchangés comparativement aux constructions antérieures, de sorte qu'ils peuvent 15 Itre fabriqués sous des formes immédiatement interchangeables avec les disques ou tambours antérieurs. Sans une forme d'exécution préférée, particulièrement appropriée pour l'incorporation par coulée, les èapsuies sont réalisées en tôle d'acier et portent, sur leur 20 surface externe» une couche d'oxyde d'aluminium, qui peut être déposée par projection à la flamme* On a constaté que, dans le «as de capsules, réalisées de cette façon on évite les chocs thermiques qui se produisent à la coulée et qu'on obtient des pièces coulées plus régulières. 25 Buis le cas de disques de frein composés de plusieurs partiesj il est avantageux pour la conduction de Xa chaleur que la paroi des capsules soit réalisée en tôle de cuivre. Ces capsules sont encore avantageuseaent 30 munies d'orifices d'échappement des gaz ainsi que de repères permettant de les fixer dans la position d'incorporation préférée. La description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, fera mieux comprendre comment l'in-55 vention peut être réalisée. Sur ces dessins i - la figure I est une vue de dessus d'un, disque de frein muni de plusieurs éléments amortisseurs de for 69 43313 -4- 2026768 me rectangulaire; - la figure 2 est une rue èn coupe du disque de frein de la figure I prise dans la direction A-A; - la figure 3 est une vue en coupe à échelle 5 agrandie d'un élément amortisseur prise dans la direction A-À; - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne B-B de l'élément amortisseur de la figure 3» - la figure 5 est une vue de dessus d'un disque de frein muni de plusieurs éléments amortisseurs dans 10 une autre forme de réalisation; - la figure 6 est une vue en coupe suivant 1* ligne G-C du disque de frein de la figure 5; - la figure 7 est une rue de dessus d'un disque de frein muni d'une autre forme de réalisation d'élé- 15 ments amortisseurs; - la figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne B-B du disque de frein de la figure 7 ; - la figure 9 est une vue de dessus d'un disque de frein mUni de capsules réalisées sous une forme en- 20 oore différente; - la figure 10 est une vue en coupe prise suivant la ligne E-E du disque de frein de la figure 9; - la figure II est une vue de dessus d'un disque de frein qui présente, en dehors d'un dispositif amortisseur des fentes de ventilation; - la figure 12 est une vue en coupe suivant la ligne 7-i1 du disque de frein de la figure II; - la figure 13 est une vue en coupe suivant la ligne G-G du disque de frein de la figure II. Sur les figures I et 2, on reconnaît un disque de frein présentant la foime habituelle en godet, et qui comprend une bride I qui sert à le fixer sur une roue ou sur l'arbre qu'il s'agit de freiner et une partie annulaire 2, qui peut être attaquée par l'étrier du frein» Cet êtrier est indiqué en traits interrompus. Bans la partie annulaire 2 se trouvent des capsules 3 suivant l'invention, en forme de cellules, qui sont réparties sur un cercle partiel à intervalles réguliers, qui 25 30 35 69 43313 -5- 2026768 sont dans ce cas de 60°• Ces capsules 3» gui sont représentées en coupe et à échelle agrandie sur les figures 3 et 4» sont réalisées en tôle d'acier et portent sur leur face externe une couche d'oxyde d'aluminium déposée par projection à la 5 flamme. Pour permettre d'introduire la matière granulaire 4, les capsules 3 présentent des orifices de remplissage obturables. En outre, elles présentent des orifices de dégazage 6 afin que les gaz qui se dégagent pendant la coulée ou pendant le fonctionnement puissent s'échapper librement. Les orifiees 5 et 6 10 peuvent également être combinés entre eux, les orifices de remplissage étant fermés, après le remplissage, à l'exception d'un petit passage pour l'échappement des gaz. Les capsules 3 sont disposées dans le moule avant la coulée pour constituer des noyaux. Des repères 7 prévus sur les capsules 3 servent 15 à garantir que ces capsules se trouveront dans une position déterminée à l'intérieur du moule. Après la coulée, les parties débordantes 8 des capsules 3 sont éliminées lors de l'usinage qui ramène le disque à la cote finale. 20 Une forme un peu plus compliquée mais éga lement très efficace des capsules destinées à contenir la matière amortisseuse est représentée sur la figure 5. Ici , il suffit de prévoir pour chaque disque, quatre capsules 9 de même.forme, pour obtenir un amortissement tout à fait suffisant. Les capsules 3 et 9 peuvent être réalisées sans nécessiter sans beaucoup de découpage. Les insertions amortisseuses toroïdales ou annulaires des figures 7 à 13 sont d'une fabrication plus coûteuses mais elles sont plus faciles à incorporer lors du moulage et d'une bonne efficacité. L'insertion 10 comprend quatre capsules II en segments de cercle, destinés à contenir la matière amortisseuse et des pattes 12 dirigées vers l'extérieur et qui servent à mettre lés capsules en place dans le moule de coulée. Une autre forme avantageuse d'insertion amortisseuse annulaire est représentée en 13. On peut voir sur les figures 7 et 8 comment les insertions amortisseuses 10 et 13 sont logées dans un disque dé frein pour donner un effet aussi 25 30 35 69 43313 -6- 2026768 ■bon que possible» On cherche pour cela à loger la plus grande quantité possible de matière amortisseuse dans une partie aussi grande que possible de la surfaGe qui est sollicitée lors 5 du freinage par les garnitures de frein et qui est de ce fait mise en vibration. La foime de réalisation de la figure 9 est conçue pour se rapprocher particulièrement du but visé. Poux former une insertion amortisseuse annulaire 14» on part de 10 deux: pièces de tôle découpée 15 de même foime qui sont de nature à former des capsules 16 destinées à reoevoir la matière amortisséuse. Les voiles de liaison qui relient les capsules 16 présentent dés ouvertures 17 à travers lesquelles la matière du disque peut s'infiltrer au cours de la coulée. 15 Sur lés figures II à 13» on â montré comment en peut réunir avantageusement en un élément préfabriqué des fentes de ventilation 18, qui présentent une grande importance surtout pour les disques de frein fortement sollicités, à une insertion amortisseuse 19. Les capsulés destinées à contenir 20 la matière amortisseuse laquelle peut être constituée dans toutes les applications, d'une façon connue, par des débris granulaires de céramique, du sable siliceux ou des petites billes de fer,sont représentées en 20» Ces capsules 20 sont formées dans cette forme de réalisation, par réunion d'une couron-25 ne plane 21 en tôle d'acier et d'une pièce'emboutie 22. 43313 2026768 B E V E N D I C A T I ON S 1°) - Disque de frein muni d'un dispositif amortisseur destiné â atténuer le bruit de freinage, dans lequel il est prévu au moins une eavité remplie d'une matière amortisseuse granulaire, disposée dans une partie extérieure annulaire du disque qui est exposée à la sollicitation des garnitures de friction, ee disque étant caractérisé én ce que cette cavité est constituée par une capsule préfabriquée et remplie d'une matière amortisseuse, qui est insérée dans le disque et presque entièrement entourée par la matière du disque» 2°) - Disque de frein suivant la revendication. I, caractérisé ènceque la paroi de la capsule qui est remplie de matière amortisseuse est en tôle d'acier et qu'elle porte sur sa surface externe une couche d'oxyde d'aluminium. 3°) - Disque de frein suivant la revendication I, oaractériséen cé que la paroi de la capsule est réalisée en tôle de cuivre. 4°) - Disque de frein suivant la revendication I, caractérisé èn ceque la capsule destinée à contenir la matière amortisseuse présente sensiblement une forme torol-dale. 5°) - Disque de frein suivant la revendication I, caractérisé èn ce que les capsules destinées à contenir la matière amortisseuse présentent une forme rectangulaire ou la forme de boîtes. 6°) - Disque de frein , suivant l'une des revendications 4 et 5» caractérisé en ee que les capsules rectangulaires sont disposées de façon à former des parties d'une couronne circulaire continue. 7°) - Disque de frein suivant la revendication 6, caractérisé èn ce que les voiles de liaison qui réunissent entre eux les capsules présentent des évidements. 8°) - Disque de frein selon la revendication I, caractérisé en ce'que chaque capsule est munie d'orifices de dégazage. 9°) - Disque de frein suivant la revendication I, caractérisé èn ce que ehaque capsule est munie de re 69 43313 -8' 2026768 pères servant à la fixer dans une position d'incorporation préférée0 10°) - Les freins à disques caractérisés en ce qu'ils incorporant un disque selon l'une des revendications 5 précédentes.