Brevet FR2495253A1 — publié le 19820604

i CAS 2 La présente invention se rapporte à un frein à commande hydraulique comportant au moins un élément de frottement, par exemple plaquette dans le cas d'un frein à disque, adapté à être serré contre une piste tournante sous la poussée d'un pis- ton monté coulissant dans un corps de cylindre, en réponse à un développement de pression dans une chambre de commande rem- plie de liquide hydraulique et définie par le piston dans le cylindre. Au moment àu freinage, la chaleur engendrée par le frot- tement de l'élément de frottement contre la piste tournante provoque une élévation de la température du piston et par con- séquent du liquide hydraulique contenu dans la chambre de com- mande et se trouvant au contact du piston. Le liquide hydrau- lique constitué généralement par de l'huile, risque de perdre ses qualités et d'être soumis à un phénomène dit de "vapor- lock", lorsque sa température dépasse une valeur déterminée, par exemple 1500C. Il importe donc que la chaleur engendrée par le frottement ne provoque pas une élévation de la tempéra- ture du liquide hydraulique au-dessus d'une telle valeur. La présente invention a pour objet un frein à commande hydraulique du type sus-indiqué, dans lequel le liquide hydrau- lique de la chambre de commande est préservé contre une éléva- tion de température excessive, Suivant l'invention, un frein à commande hydraulique du type sus-indiqué, est caractérisé en ce qu'il incorpore au voi- sinage de la chambre de commande, au moins une masse de matière présentant un changement d'état physique à une température pré- déterminée et absorbant lors de son changement d'état des calo- ries résultant du freinage. Cette température prédéterminée e s t avantageusement voisine d'une température au delà de laquelle le liquide hydraulique risque de perdre ses qualités notamment une température voisine de 150'C. Si, au moment du freinage, la chaleur engendrée par le frottement de l'élément de frottement contre la piste tournan- te provoque au voisinage de la chambre de commande une éléva- tion de la température jusqu'à une valeur modérée, inférieure à 150'C, le liquide hydraulique ne risque pas de perdre ses qualités. La masse de matière ne change pas d'état. Si, par contre, la chaleur engendrée par le freinage provoque une élévation de la température au voi sinage de la chaibre du comfmande au delà de la valeur prédtern2nee. notam- ment 150 C, la masse de matière est admise A chan-e' d' tat physique. Lors de ce changement d'tat sique l temréra- bure de!a masse de matière demeure onsa %e par Iemple voisine de 150 0C pendant que la rmasse de i re aothe les calories en prcvenance de la zone de frei ae De ette façon, la tem-pérature -i 3quid hydratuiLiqe da s!ua cha3srl ne ris- quef pas de s' ler au de5ld i!O0 e - u i edrarauli- que ne risqu-te -as le perr s- c.lia -!1 efat protec- ueur se pr.olDg- aussi i,3em qu!a as e mauiaren'a ras comnlAte-nent cIhangé ' py ih-si-qe, i-. sffii_ donc de ch -isir la nmasse de matière s ffisament inmortant. pour qu'il en soit aitIsi à loc-azi-n des freinages les plus -forts et pro- longes qui sont censes se produire au cours dcu service normal. Dans un exemple non iLmitatif la maitière présentant un changement d'état physique est constitute par -un alliage ayant un pourcentage en poids de 58 % de Bismuth et de 42 % d'Etain. De préférence, la masse de matière passe d'une phase so- lide à une phase liquide lors de son changem.ent d'éetat physi- que à ladite température prédétermirée et est emp.risonnée dans une cavité renagée dans le frein au voisinage de ila chambre de cowrnmande, par exemple dans le corps du cylindre ou encore, de préférence, dans le piston, Le piston comporte avantageusement une pièce en forme de gobelet ay,,ant-- une paroi cylindr!Ique e nagée dans le cylin- dre et un fond adjacent à la chsfbre de Lo:om ande, et la masse de matière est logie dans le piston au Cvoisinage du fond du gobelet. Suivant une autre caractéristique, le piston comporte, en outre, un noyau en matière thezritmiquement isolante logé dans le gobelet au dessus de la masse de matière et ayant une face extérieure par laquelle le piston est admis à pousser sur 1' élément de frottement. Grâce à cette disposition, le liquide hydraulique de la chambre de conmmnande se trouve préservé contre une élévation de température excessive, non seulement grace à la présence de la masse qui présente un changement d'état physique mais également grâce au noyau isolant. De préférence, une mince cloison sépare dans le gobelet ladite masse de matière et le noyau isolant. Des formes d'exécution de l'invention sont ci-après dé- crites, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé, dans lequel: la figure 1 est une vue générale schématique, en coupe, d'un frein suivant l'invention, dont le corps de cylindre et le piston recoivent des masses de matière fusible; la figure 2 est une vue en coupe d'une variante de pis- ton; la figure 3 est une vue en coupe d'une autre variante de piston.On se référera d'abord à la figure 1, qui concerne à titre d'exemple non limitatif, une application de l'invention à un frein à disque à commande hydraulique, notamment pour véhi- cule automobile. On voit à la figure 1, en 10 le disque de frein qui pré- sente deux pistes tournantes opposées llA et llB adaptées à re- cevoir en frottement deux éléments de frottement 12A et 12B constitués par des plaquettes de frein. Chaque plaquette 12A, 12B se compose d'une garniture en matière de friction 13 solidaire d'un support 14. Chaque pla- quette 12A, 12B est admise à frotter contre la piste correspon- dante de frottement llA, llB du disque 10 par la surface libre de la garniture 13 qui est opposée au support 14. C'est par le support 14 qu'est transmis l'effort à chaque plaquette 12A, 12B pour son serrage contre le disque 10. Le frein comporte un étrier 16 qui coiffe le disque 10 et dans lequel sont montées les plaquettes 12Aet 12B. L'étrier 16 forme le corps d'un cylindre 17 dans lequel est monté coulis- sant un piston généralement désigné par 18. Le piston 18 présente une face extérieure 19 par laquelle il est admis à pousser sur le support 14 de la plaquette 12A. Le piston 18 définit dans le cylindre 17 une chambre de comman- de 20 qui est remplie de liquide hydraulique, par exemple de l'huile. On voit en 21 un conduit qui communique avec la cham- bre 20 et par lequel une pression est admise à être développée dans la chambre 20. L'étrier 16 comporte également une face de réaction 22 contre laquelle vient prendre appui le support 14 de l'autre plaquette 12B. Les plaquettes 12A et 12B sont ainsi adaptées à être serrées contre les pistes tournantes liA et llB du disque 10 sous la poussée du piston 18 monté coulissant dans le cylindre 17, en réponse à un développement de pression par le conduit 21 dans la chambre de commande 20. Le piston 18 comporte une pièce en forme de gobelet 23 ayant une paroi latérale cylindrique 24 engagée dans le cylin- dre 17 et un fond 25 adjacent à la chambre de commande 20. Dans l'exemple représenté à la figure 1, le gobelet 23 est en fonte d'acier. Au moment du freinage, la chaleur engendrée par le frot- tement des plaquettes 12A et 12B contre les pistes tournantes llA et l1B du disque 10, provoque une élévation de la tempéra- ture du liquide hydraulique se trouvant dans la chambre de com- mande 20. Ce liquide-hydraulique,constitué généralement par de l'huile, risque de perdre ses qualités et d'être soumis à un- phénomène dit "vapor-lock', lorsque sa température dépasse une valeur déterminée, par exemple 150'C. Il importe donc que la chaleur engendrée par le frottement ne provoque pas une éléva- tion de la température du liquide hydraulique au dessus d'une telle valeur. A cet effet, le frein incorpore au voisinage de la cham- bre de commande 20, au moins une masse de matière, par exemple deux masses de matière 26 et 27 dans le cas de la figure 1, présentant un changement d'état physique à une température pré- déterminée, notamment voisine de 1500C et absorbant, lors du changement d'état, des calories résultant du freinage. Les masses de matière 26 et 27 sont, dans l'exemple re- présenté, de type fusible et passent d'une phase solide à une phase liquide lors du changement d'état physique à la tempéra- ture prédéterminée notamment voisine de 150'C. La matière dont sont faites les masses fusibles 26 et 27 est par exemple constituée par un alliage ayant un pourcen- tage en poids de 58 %de Bismuth et de 42 % d'Etain. Les masses de matière 26 et 27 sont respectivement em- prisonnées dans des cavités 28 et 29 ménagées dans le frein au voisinage de la chambre de commande 20. Dans l'exemple représenté à la figure 1, la cavité 28 dans laquelle est logée la masse de matière fusible 26 est mé- nagée dans l'étrier 16 formant corps de cylindre. Cette cavité 28 a, en coupe, une forme générale de fer à cheval, de manière à entourer la chambre de commande 20. La cavité 29 dans laquelle est logée la masse de matière fusible 27 est constituée par l'intérieur creux du gobelet 23, au voisinage du fond 25. Le piston 18 comportes en outre, un noyau 30 en matière thermiquemen4t isolante et mécaniquement résistante. Ce noyau 30 est logé dans le gobelet 23 au dessus de la masse de ma- tière 27 et déborde du gobelet 23 de façon à présenter exté- rieurement la face 19 par laquelle le piston 18 est admis à pousser sur la plaquette 12A. La matière thermiquement isolante et mécaniquement ré- sistante dont est fait le noyau 30, est une matière de garni- ture de friction de frein comportant des fibres, des charges et un liant. Plus particulièrement cette matière comporte par exemple un pourcentage en poids de 30 % de fibres de verre ou d'amiante, 50 % de charges telles que Carbonate de Calcium, et 20 % d'un liant tel que résine phénolique. On voit à la figure 1, en 31 une mince cloison, par exemple en tôle, séparant dans le gobelet 23 la masse de ma- tière fusible 27 et le noyau isolant 30. Dans l'exemple de la figure 1, la cloison 31 a une forme bombée et repose sur un é- paulement annulaire 32 de la paroi latérale 24 du gobelet 23. Pour réaliser le piston 18, on introduit la matière fu- sible 27 dans le fond du gobelet 23, on place la cloison 31 sur l'épaulement 32 et l'on monte le noyau isolant 30. A cet effet ce noyau 30 est moulé in situ dans le gobelet 23 ou encore est préformé et encastré à force dans ce gobelet 23. Pour le freinage, une pression est admise par le conduit 21 dans la chambre de commande 20, ce qui pousse le piston 18 contre la plaquette 12A et assure le serrage du disque 10 entre les plaquettes 12A et 12B. La chaleur développée par le frotte- ment des plaquettes 12A et 12B contre les pistes 1LA et llB du disque 10 ne se transmet que faiblement au fond 25 du gobelet 23 grâce au noyau isolant 30 qui constitue un écran thermique. Si la température au voisinage de la chambre de commande reste en dessous d'une valeur dangereuse pour les qualités du liquide hydraulique, notain^aent' 150C, las masses fusibles 26 et 27 restent à l'état solide. En tout cas, le liquide hy- draulique ne risque pas de perdre ses qualités, ni d'!tre sou- nis à un phénomène dit "vapor-loeck". Si, par contre, le freinage est suis ?emn or ou prolongé pour que. la 'temp.rature au voisinzege -e i- zhiabre de co:rnmnnde 20 risq-ue-de dépasser la valzur 3angirause otainent C, et ceci maiugré la pvesene du rio-G., e'- s masses fusibles 26 et 27 sont a i.ses ?ssee q une,hase so- lide a une rihase liqu.de, Lors de ce chanqemsnt d''tat, la temTperature des masses tuz;.bles 26 et 27 reseLe constante pendant que ces masses fu- sibles abscrbent les calories engendrées par le fre.nage. De cet-Le façon, la température du liquide hydraulique dans la uha.bre doe cxrmx..ande 0 est maintenue à uLne 7aleur cui ne dé- passe pas l.0CetC qui permet ainsi au liquide hynrau:iq-ue de -.onserver ses c. li-tés et de ne pas être so' mis r n phènComène *de "VapOz--lOc*. On se r férera maintenant _ la figure 2, o5i la disposi- 2Q tion est a,-lio-uve à celle qui vientC d5 a-ye décritse en référence la figtre 1 mais dans laouelle 1 ' plaemet 32 est supprimé. La cloison r1 présen'ts Unr1 juie 33 zil ' n- int:rie;rement ie bobeleht 22 ect.n..loppoe la u'isse. e m re fusie:- fiLse La cloi- son -1 es- r;v, -i. avec une forie zoncv., Dans ' exemple-de la 23 fi-gure 2, i Rpe 33 est engage à force C-azns le gobelet 23. Dan^. u a''re varia'te (fiaure 31 s-. la oi{.o.n 31 a par eu:emp]e un '-. m1 s bomz-ée cormise la -igure 1; la jupe 33 est pr-évue {:5>' fuf gobeie_23, par exemrPle par engagement sur une illie annniiaire 34, telle qu'un jonc soudé ou autre, de -a paroi intérie-u-re du gobelet 23. REVENDICATIONS 1) Frein à commande hydraulique comportant au moins un élément de frottement 12A, 12B, adapté à être serré contre une piste tournante liA, 11B sous la poussée d'un piston 18 monté coulissant dans un corps 16 de cylindre 17, en réponse à un développement de pression dans une chambre de commande 20 rem- plie de liquide hydraulique et définie par le piston 18 dans le cylindre 17, frein caractérisé en ce qu'il incorpore au voisinage de la chambre de commande au moins une masse de ma- tière 26, 27 présentant un changement d'état physique à une température prédéterminée et absorbant lors de son changement d'état des calories résultant du freinage. 2) Frein suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la dite température prédéterminée est voisine d'une tempé- rature au delà de laquelle le liquide hydraulique risque de perdre ses qualités, notamment une température voisine de 150'C. 3) Frein suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la dite matière présentant un change- ment d'état physique est constituée par un alliage ayant un pourcentage en poids de 58 % de Bismuth et de 42 % d'Etain. 4) Frein suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la dite masse de matière 26, 27 passe d'une phase solide à une phase liquide lors de son chan- gement d'état physique à la dite température prédéterminée et est emprisonnée dans une cavité 28, 29 ménagée dans le frein au voisinage de la chambre de commande 20. ) Frein suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la dite masse de matière 26 est lo- gée dans le corps 16 de cylindre 17. 6) Frein suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la dite masse de matière 27 est lo- gée dans le piston 18. 7) Frein suivant la revendication 6, dans lequel le pis- ton 18 comporte une pièce en forme de gobelet 23 ayant une pa- roi cylindrique 24 engagée dans le cylindre 17 et un fond ad- jacent 25 à la chambre de commande 20, caractérisé en ce que la dite masse de matière 27 est logée dans le gobelet 23 au voisinage du dit fond 25. 8) Frein suivant la revendication-7, caractérisé en ce que le piston 18 comporte un noyau 30 en matière thermiauement isolante et mécaniquement résistante logé dans le gobelet 23 au dessus de la dite masse de matière 27 et ayant une face ex- térieure 19 par laquelle le piston 18 est admis à pousser sur l'élément de frottement 12A. 9) Frein suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'une mince cloison 31 sépare dans le gobelet 23 la dite masse de matière 27 et le dit noyau isolant 30. ) Frein suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la dite cloison 31 repose sur un épaulement 32 de la paroi latérale 24 du gobelet 23. 11) Frein suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la dite cloison 31 présente une jupe 33 qui longe intérieu- rement le gobelet 23 et enveloppe la dite masse de matière 27. 12) Frein suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la dite jupe 33 est fixée au gobelet 23. 13) Frein suivant l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que la dite cloison 21 a une forme bombée. 14) Frein suivant l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que la dite cloison 21 a une forme concave.