Brevet FR2498712A1 — publié le 19820730

La présente invention est relative à un dispo- sitif de frein à disque pour motocycles. Dans les freins à disque classiques pour moto- cycles,-le disque de frein est monté d'un côté par rapport au moyeu de la roue, ou des deux côtés. Ces disques sont habituellement exposés à l'air libre de sorte que la cha- leur du frottement qui est engendrée pendant le freinage est dissipée avec un taux de dissipation suffisant par le déplacement du disque ou des disques dans l'air. En raison d'un choix à la conception ou encore en vue de certaines applications envisagées pour le frein, le disque du frein peut être enfermé entre le moyeu et une plaque latérale, ou flasque. Le frein est alors proté- gé des poussières, de l'eau et autres, ce qui habituelle- ment diminue l'usure. Dans de tels dispositifs enfermés, l'enceinte isole également le disque de frein de l'air libre. En conséquence, la dissipation de la cha- leur se trouve réduite. Ces disques de frein protégés sont habituellement fabriqués plus grandscue ne le nécessite- raient les impératifs de freinage, afin de réduire la con- centration de la chaleur et d'augmenter sa dissipation. On a en outre utilisé une ventilation du disque lui-même afin d'augmenter la dissipation. Du fait qu'il est toujours avantageux sur un véhicule d'éviter un poids non suspendu excessif et du fait qu'il est également avantageux d'utiliser sur les mo- tocycles des composants petits et légers, on considère comme avantageux une diminution de la dimension hors tout d'un frein à disque. Dans le cas ou l'on désire également protéger un disque de frein, la nécessité d'utiliser des disques plus grands pour compenser la dissipation réduite de la chaleur qui résulte de la protection est contraire à l'objectif général de réduction du poids des composants. De ce fait, on a toujours accepté l'augmentation du poids comme une conséquence inévitable de la protection des freins à disque L'adjonction de caractéristiques compliquées au disque, telles qu'on les utilise sur les disques venti- lés pour augmenter l'efficacité du refroidissement pré- sente également des inconvénients. Le disque doit nécessairement être réalisé en métal épais plutôt qu'en métal mince en raison de considérations concernant la masse et la chaleur. En conséquence l'utilisation d'une quantité-toujours plus grande de matière pour le disque à des fins de refroidissement, n'est pas avanta- geuse pour des considérations de poids. Une complica- tion plus grande de la conception peut également poser des problèmes en ce qui concerne la fabrication et le montage. Une autre difficulté associée aux freins à disquEsest la fixation de ces disques sur le moyeu. Lorsqu'il est nécessaire de prévoir des propriétés sup- plémentaires de refroidissement ou un diamètre plus grand pour le disque, il est avantageux de fixer le dis- que par sa périphérie de manière que l'étrier puisse être disposé à l'intérieur de façon à gêner aussi peu que possible un mécanisme quelconque de refroidisse- ment ou l'écoulement de l'air. En outre, la position des étriers à l'intérieur est avantageuse sur un moto- cycle lorsqu'une conception particulièrement compacte est importante. La première conception d'une telle fixation extérieure des disques est représentée à la Fig. 1 du dessin annexé. Dans l'exemple de la Fig. 1, un dis- que de frein est fixé sur un bossage b prévu sur le moyeu, au moyen d'une tige ou d'un boulon c qui s'étend à travers un trou d de fixation ménagé dans le disque de frein a. Un bossage e de fixation, plus grand, pré- vu sur le disque de frein est utilisé pour correspondre au bossage b de fixation à travers lequel est disposé le boulon c. Le dispositif de la technique antérieure qui est représenté à la Fig. 1 nécessite que le boulon c soit placé sous une contrainte importante lors du freina- ge. De telles formes de réalisation nécessitent habituel- lement plus d'organes et présentent une tendance à con- trarier la dilatation thermique libre du disque dans le sens radial vers l'extérieur. L'invention apour objet un frein à disque pour motocycle,, comprenant un disque de frein fixé de façon à tourner avec le moyeu d'une roue, un flasque recou- vrant le disque de frein sur un côté de celui-ci fai- sant face à l'extérieur par rapport au moyeu et compor- tant un orifice d'entrée d'air de refroidissement, et des moyenspour provoquer un écoulement radial vers l'exté- rieur, de l'air qui pénètre à travers ledit orifice d'entrée, lesdits moyens provoquant ledit écoulement de l'air étant adjacentsradialement à la périphérie du disque de frein et fixés de façon à tourner avec le moyeu. L'invention fournit ainsi des moyens pour induire un écoulement radial d'air vers l'extérieur autour dela périphérie du disque de frein entre le mo- yeu et un flasque de protection, ou plaque latérale. Ces moyens peuvent comprendre un ventilateur à écou- lement radial formé de plusieurs, aubes espacées sui- vant une configuration annulaire, vers l'extérieur du disque, ou simplement un passage annulaire à travers lequel de l'air peut passer sous l'action du mouvement de rotation du disque et du moyeu. De telles pièces supplémentaires peuvent être réalisées en un alliage léger, séparées dudisque lui-même. En combinaison avec l'utilisation d'un ventilateur à écoulement radial, on peut utiliser un disque ventilé lorsque les passages radiaux à travers le disque sont alignés avec les pas- sages entre les aubes. Il est également prévu que le ventilateur peut être utilisé comme moyen pour verrouil- ler le disque lui-même en position sur le moyeu, diminuant ainsi le nombre de composants et les contraintes s'exer- çant sur eux. D'autres caractéristiques et avantages de l'in-, vention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexes donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels: - la Fig. 1 est une vue détaillée en section d'un disque de frein et d'un bossage de fixation suivant la technique antérieure; - la Fig. 2 est une vue en élévation latérale d'un premier mode de réalisation de l'invention, mon- trant un moyeu de motocyle et un frein à disque; - la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la li- gne 3-3 de la Fig. 2; - la Fig, 4 est une vue en élévation latérale d'un second mode de réalisation'de l'invention; - la.Fig, 5 est une vue en section suivant la ligne 5-5 de la Fig. 4; - la Fig; 6 est une vue en élévation latérale d'un troisième mode de réalisation de l'invention; - la Fig. 7 est une vue en section suivant la ligne 7-7 de la Fig. 6; -la Fig. 8 est un mode de réalisation analogue à celui représenté aux Fig. 6 et 7 mais destiné à être utilisé sur la roue avant plutôt que sur la roue arrière d'un motocycle, et comprenant deux disques; - la Fig. 9 est une vue en élévation latérale d'un quatrième mode de réalisation de l'invention; - la Fig. 10 est une vue en section suivant la ligne 10-10 de la Fig. 9. En considérant les dessins de façon détaillée, les Fig. 2 et 3 montrent l'ensemble de roue arrière d'un motocycle comprenant une fourche arrière 10, un essieu 12 de roue arrière et un moyeu 14 de roue ar- rière. Le moyeu 14 est porté par la fourche arrière et monté rotatif autour de l'essieu 12 de la roue arrière, et sur des roulements 13. Comme on le voit à la Fig. 3 une collerette d'entraînement 18 est 5. fixée sur le moyeu 14 et comprend un pignon -mené 20 qui est fixé au moyen de vis sur la collerette 18, au moyen de vis 22. Sur le côté du moyeu 14 qui est opposé au pi- gnon mené 20 est prévu un frein à disque comprenant un disque 24. Le disque de frein 24 est fixé par sa périphérie externe sur le moyeu 14. Trois @rouies de deux saillies de fixation 26 et 28 prévus sur le disque 24 délimitent des parties découpées entre les saillies de chaque groupe. Le moyeu 14 comporte trois bossages 30 qui s'étendent latéralement vers le disque 24 du frein, enprise avec les groupes de saillies de f ixa- tion. L'ajustement entre le disque 24 et les bossages est prévu avec jeu pour compenser la dilatation thermique. Un étrier 32 est fixé sur la fourche arrière , L'étrier 32 est fixé contre toute rotation avec le moyeu 14 et le disque de frein 24, et comprend des garnitures 34 et 36 qui sont disposées de part et d'au- tre du disque 24. Ces garnitures peuvent être forcées en contact de freinage avec le disque 24 à la suite de l'actionnement d'un piston 38 de l'étrier, de façon classique, L'étrier chevauche le disque depuis l'inté- rieur dans le but de réaliser une construction compac- te et afin d'éviter de gêner le refroidissement du disque. Le frein à disque comprend un flasque 40 qui recouvre le côté du disque 24 de frein opposé au moyeu 14. Le flasque 40 s'étend radialement vers l'extérieur jusqu'au voisinage de la périphérie du disque 24. Le moyeu 14 est également prolongé par un rebord 42 jusqu'au voisinage de la périphérie externe du disque 24. Un jeu ou passage annulaire se trouve ainsi délimi- té entre le rebord 42 du moyeu 14 et le prolongement le plus externe du flasque 40. L'entourage du disque 24 par le moyeu 14 et son rebord 42 et par le flasaue 40 empêchent l'intrusion d'eau, de poussières et autres sur le disque de frein. Pour favoriser le refroidissement du frein qui est sujet à un échauffement du aux frottements lors du freinage, il est prévu à travers le flasque 40 des orifices 44 d'entrée d'air de refroidissement, vers l'intérieur du disque 24. Ces orifices d'entrée d'air de refroidissement sont positionnés de telle manière que l'air entrant s'écoule radialement vers l'extérieur en passant sur le disque 24, comme indiqué par les flèches à las Fig. 3. Un ventilateur 46 centrifuge ou à écoulement radial est disposé radialement au voisinage de la péri- phérie du disque 24. Suivant le mode de réalisation re- présenté aux Fig. 2 et 3, le ventilateur de refroidis- sement est solidaire du moyeu 14 et comprend plusieurs aubes 48 qui peuvent être agencées de façon à obtenir un écoulement induit radial maximal à travers le passage annulaire. Suivant le mode de réalisation représenté aux Fig. 2 et 3, les aubes 48 sont venues de matière avec le rebord 42 du moyeu 14. La rotation du moyeu 14 par le système d'entraînement du motocycle astreint les aubes 48 à agir comme un dispositif induisant un écoule- ment radial de l'air vers l'extérieur de façon analogue au fonctionnement d'un ventilateur centrifuge. Dans une certaine mesure, la seule existence du passage annulaire au voisinage de la périphérie du disque 24, en combinai- son avec la rotation du disque 24 et celle du moyeu 14 et du rebord associé 42 engendre ou induit un écoule- ment d'air à partir des orifices d'introduction de l'air de refroidissement, sur le disque 24 et entre les extré- mités du flasque 40 et du rebord 42 du moyeu de la roue. Une paroi de recrouvrement ou un anneau 50 est disposé autour du ventilateur 46 afin de fermer les extrémités distales des aubes 48. Cet élément de recou- vrement ou élément annulaire 50 est fixé au moyen d'orga- nes 52 de fixation sur les bossages 30 de fixation por- tés par le moyeu 14. La mise en place de l'élément annu- laire 50 maintient le disque de frein 24 dans sa position axiale. Les groupes de saillies 26 et 28 de fixation maintiennent le disque 24 contre tout mouvement de rota- tion. Ainsi le disque de frein est maintenu en place de façon sûre,. La fixation du disque de frein, y compris les saillies 26 et 28 de fixation de part et d'autre des bossages 30 et l'élément annulaire 50 est différent de l'agencement de la technique antérieure représenté à la Fig. 1 Suivant le mode de réalisation préféré de l'invention, les saillies de fixation 26 et 28 assurent une application directe de la charge au disque 24 au contraire de l'application par l'intermédiaire d'un bou- lon comme dans la technique antérieure. En se référant au mode de réalisation représen- té aux Fig. 4 et 5, on a utilisé les mêmes références pour désigner les organes identiques ou à peu près iden- tiques à ceux du mode de réalisation représenté aux Fig. 2 et 3, La caractéristique supplémentaire que présente le mode de réalisation des Fig. 4 et 5 est l'utilisation d'un disque de frein 24 ventilé. Le disque de frein ven- tilé comprend des passages radiaux 54 qui s'étendent à partir du centre à travers le disque 24. Des voiles 56 séparent les passages 54 et contribuent à renforcer le disque. Le mode de réalisation des Fig. 4 et 5 montre en outre l'alignement longitudinal des aubes 48 avec les voiles 56 afin d'engendrer des trajets d'écoulement relativement continus à travers le disque 24 du frein et à travers le ventilateur 46. Les modes de réalisation représentés aux Fig. 6, 7 et 8 utilisent également des références correspon- dantes à celles utilisées dans les modes de réalisation précédents. En se référant aux Fig. 6 et 7, on a repré- senté une roue arrière d'un motocyle comme dans les modes de réalisation précédents, A la Fig. 8, on utili- se la même configuration d'écoulement de l'air sur un frein de roue avant comportant deux disques 24. On utilise de ce fait les fourches avant. 58 dans le mode de réalisation de la Fig. 8. Les moyens utilisés pour induire un écoulement d'air radial dans le mode de réalisation des Fig. 6 à 8, consistent simplement en ce qu'il est prévu un espace entre le rebord 42 du moyeu 14 et le flasque 40. En outre la rotation du disque 24 et du moyeu 14 induit un écoulement à partir des orifices 44 d'entrée d'air de refroidissement dans une. direction radiale vers l'extérieur à. travers le passage ménagé entre le moyeu et le flasque. Un élément annulaire 50 est également vissé sur les bossages 30 de fixation, mais ne consti- tue pas un élément de recouvrement pour des aubes d'un ventilateur annulaire, En se référant maintenant au mode de réalisa- tion des Fig. 9 et 10, on a également utilisé des ré- férences analogues, Dans ce mode de réalisation, les aubes 48 sont venues de matière avec l'élément annu- laire 50 de recouvrement et de fixation. Le rebord 42 s'étendant à partir du moyeu 14 jusqu'au voisinage de la périphérie du disque 24 comprend une partie sup- plémentaire qui s'étend jusqu'au voisinage du côté des aubes 48 comme on le voit à la Fig. 10. En fabriquant séparément le ventilateur, celui-ci peut être réalisé en une matière quelconque appropriée plutôt qu'en un alliage léger particulier tel que celui du moyeu. On peut ainsi obtenir au moyen des modes de réalisation del'invention décrits ci-dessus une ré- duction à la fois du poids et des dimensions dans des 5. freins à disque protégés, sans compromettre les impéra- tifs de refroidissement. REVENDICATIONS 1 - Frein à disque pour motocycle, caractérisé en ce qu'il comprend un disque de frein (24) fixé de fa- çon à tourner avec un moyeu (14) de la roue, un flasque (40) recouvrant le disque de frein d'un côté de celui-ci opposé audit moyeu et comportant des orifices (44) d'entrée d'air de refroidissement, et des moyens (48, 56) pour induire un écoulement radial vers l'extérieur, de l'air qui pénètre par l'intermédiaire desdits orifices d'entrée (44), lesdits moyens (48, 56) induisant ledit écoulement d'air étant disposés adjacents radialement à la périphérie du disque de frein (24) et étant fixés de façon à tourner avec le moyeu. 2 - Frein à disque suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un rebord (42) prévu sur ledit moyeu (14), s'étendant jusqu'au voisinage de la périphérie du disque (24) sur un côté de celui-ci, et en ce que ledit flasque (4o0 s'étend jusqu'au voisi- nage de la périphérie du disque (24),de l'autre côté de celui-ci, lesdits moyens pour induire un écoulement d'air étant constitués par au moins le passage annulaire délimité entre ledit flasque (40) et ledit rebord (42). 3 - Frein à disque suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens induisant un écoule- ment d'air comprennent en outre un ventilateur (46) dis- posé dans ledit passage annulaire autour de la périphérie du disque (24). 4 - Frein à disque suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour induire un écoulement d'air sont constitués par un ventilateur à écoulement radial. - Frein à disque suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit ventilateur (46) à écoule- ment radial comporte une pluralité d'aubes (48) adjacentes radialement au disque (24). 6 - Frein à disque suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites aubes (48) sont fixées sur le moyeu (14), ledit ventilateur comprenant en ou- tre un élément de recouvrement (50) qui est disposé adjacent radialement à la périphérie du flasque (40). 7 - Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des passages qui s'étendent radialement à tra- vers le disque (24) et qui délimitent entre eux une pluralité de voiles (56). 8 - Frein à disque suivant la revendication 7, lorsqu'elle est dépendante de l'une ou l'autre des re- vendications 5 ou 6, caractérisé en ce que lesdites au- bes du ventilateur sont alignées longitudinalement avec les voiles (56). 9. - Frein & disque suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre plusiîeurs bossages (30) fixés sur le moyeu (14) de la roue et s'étendant vers le disque (24) du frein, ce disque comportant des parties découpées pour recevoir lesdits bossages (30), lesdits moyens (48, 56) pour induire un écoulement d'air comprenant un élé- ment annulaire fixé sur les extrémités desdits bossages, sur le côté de ceux-ci opposé au moyeu (14) afin de maintenir le disque (24) sur le moyeu. 10 - Frein à disque suivant la revendication 9, caractérisé en ce que ledit élément annulaire 50 cocmrend un ventilateur radial faisant partie desdits moyens induisant un écoulement d'air.