Brevet FR2548311A1 — publié le 19850104

Installation de refroidissement pour freins à disque, notamment de vehicules automobiles. La présente invention concerne une installation de refroidissement pour freins à disque, notamment de véhicules 5 automobiles, dans laquelle un frein est placé à l'intérieur d'un voile de roue de véhicule, frein qui comporte en particulier des canaux d'air de refroidissement intérieurs sensiblement radiaux compris entre des anneaux de friction, dans lesquels circule de l'air, de l'air étant amené par des canaux 10 de transfert formés dans un moyeu de roue, l'air étant guidé au moyen d'un dispositif de guidage de l'intérieur de la roue à l'extérieur de celle-ci en passant par l'unité de frein, par des ouvertures du voile de roue, et étant évacué. On connait, par la DE-A 3 120 021, une installation 15 de refroidissement pour freins à disque plein, dans laquelle une circulation d'air est produite de l'intérieur à l'extérieur de la roue au moyen d'une roue de ventilateur Pour obtenir un guidage forcé de l'air, on prévoit à l'intérieur de la roue une calotte en forme de cuvette entourant partiellement l'unité 20 de frein sur une grande étendue, qui va jusqu'au plan de symétrie du disque de frein L'air est amené dans cette calotte par une ouverture d'entrée périphérique L'air est évacué par des canaux de passage situés en bas du disque de frein, ainsi que par l'ouverture de la calotte, vers des ouvertures exté25 rieures situées du côté de la jante Cette réalisation connue n'assure le guidage de l'air froid pratiquement que sur la surface intérieure et sur les bords du disque de frein, de sorte que l'on n'obtient qu'un refroidissement unilatéral La surface de friction du disque de frein située du côté du voile 30 de jante ne subit que peu le refroidissement, du fait qu'on ne recherche pas, dans cette zone, de guidage forcé de l'air provoquant un contact direct avec l'air de refroidissement qui passe Au contraire, l'air déjà chauffé provenant de l'intérieur de la roue pénètre dans l'intervalle compris entre le 35 voile et la surface correspondante du disque de frein, de sorte qu'on n'obtient plus d'effet de refroidissement notable dans cette zone. On connaît en outre, par la DE-A 3 025 757, une installation de refroidissement pour disque de frein de véhicules automobiles aéré intérieurement, dans laquelle l'air circule de l'extérieur à l'intérieur Dans ce cas, l'air passe, par 5 des ouvertures em 4 rieures du moyeu, dans le canal intérieur compris entre les anneaux de friction du disque de frein Dans le cas d'une réalisation de ce type, le courant d'air de refroidissement parvient à l'unité de frein sans être guidé directement vers l'intérieur de la jante Il en résulte que le 10 courant d'air de refroidissement se répartit sans contrôle, et le disque de frein ne peut subir de refroidissement notable. L'invention a pour objet une installation de refroidissement du type précité, garantissant un refroidissement -efficace du disque de frein et des éléments de la roue en con15 tact thermique avec lui. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, le dispositif de guidage comprend, pour diriger l'air à l'intérieur et à l'extérieur, un boútier de guidage de l'air enserrant le disque de frein pratiquement de toutes parts, qui 20 forme sur les anneaux de friction plusieurs canaux extérieurs définis et comporte à l'intérieur de la roue au moins deux ouvertures d'entrée qui acheminent l'air en direction des canaux de transfert du moyeu, ainsi que des canaux extérieurs et d'autres canaux intérieurs compris entre les anneaux de 25 friction, et des ouvertures de sortie du boîtier de guidage de l'air, réparties dans le voile de roue, sont en correspondance avec les ouvertures extérieures D'autres caractéristiques avantageuses ressortiront de la suite de la description. Les principaux avantages que permet d'obtenir l'in30 vention consistent en ce que le courant d'air de refroidissement passe tout près du disque de frein, grace à un dispositif de guidage, de sorte qu'on obtient un refroidissement optimal du disque de frein et l'évacuation de la chaleur de toutes parts, de l'extérieur comme de l'intérieur Pour obte35 nir un effet de refroidissement optimal, il est avantageux que la distribution de la quantité d'air de refroidissement soit différenciée Ainsi, il convient que la quantité d'air 2548311 l longeant les surfaces des anneaux de friction soit inférieure à celle qui passe par les canaux intérieurs. Pour obtenir un débit d'air produisant un refroidissement efficace, la roue est formé à son extérieur de façon à y obtenir une dépression, et de façon qu'il règne une surpression en son intérieur On peut amplifier la circulation d'air, grace à un ventilateur ou un dispositif d'aspiration. Il est rationnel, du point de vue de la fabrication, de réaliser le bottier de guidage de l'air en une matière 10 plastique d'une stabilité thermique suffisante. Pour que chaque zone du disque de frein soit parcourue par un courant d'air de refroidissement non encore chauffé, on forme plusieurs courants d'air partiels qui sont amenés directement aux différentes zones du disque de frein à refroi15 dir Il est ainsi formé quatre courants d'air partiels, dont deux courants sont amenés aux surfaces extérieures respectives des anneaux de friction, et les deux autres aux canaux intérieurs compris entre les anneaux de friction Les courants partiels amenés à l'intérieur de la roue passent par des ca20 naux du moyeu, de sorte que celui-ci est également refroidi, ainsi que des éléments de roue contigus. Pour pouvoir réaliser une amenée d'air de refroidissement sensiblement uniforme, la partie extérieure du boîtier comporte au moins deux ouvertures d'entrée disposées, de pré25 férence, de chaque côté du moyeu En réalisant l'entrée des ouvertures d'entrée avec une conformation appropriée dans la partie extérieure, on peut obtenir de façon simple, une accélération de l'introduction de l'air de refroidissement Ainsi, on peut envisager de diriger les ouvertures en sens contraire du vent, ce qui permet d'amplifier l'amenée d'air de refroidissement. On va décrire à présent avec davantage de détails un exemple d'exécution non limitatif de l'invention, en regard du dessin annexé dont: la Figure 1 représente, en coupe, une installation de refroidissement selon l'invention, dans une roue de véhicule; 2548311 Il la Figure 2 est une vue de la roue, dans le sens de déplacement Z de la Figure 1; la Figure 3 est une coupe d'un moyeu; la Figure 4 est une vue du moyeu, dans le sens de la flèche Xde la Figure 3; la Figure 5 est une vue d'avant de l'extérieur du bottier; la Figure 6 est une vue de dessus de l'extérieur du bottier représenté sur la Figure 5; la Figure 7 est une vue d'avant de l'intérieur du bottier; la Figure 8 est une coupe d'une calotte de guidage de l'air. Une unité de frein 2 est placée dans la roue 1 d'un 15 véhicule automobile; elle comprend un disque de frein 3 aéré intérieurement, maintenu sur un moyeu de roue 4 La roue 1 comporte un voile 5 bombé vers l'extérieur, comportant plusieurs ouvertures extérieures 6 C'est dans un compartiment 8 délimité par le voile 5 et une base de jante 7 que l'unité de 20 frein 2 est retenue. Le disque de frein 3 comporte un dispositif de guidage 9 comprenant un bottier de guidage de l'air 10 qui enserre le disque de frein 3 extérieurement presque de toutes parts Il comprend une partie extérieure 11 en forme de pot et une partie intérieure 12 en forme de pot placée à l'extérieur de la roue, près du voile 5, qui est reliée à la partie extérieure 11. La partie extérieure 11 comporte des canaux formés par des tubulures 15 a et 16 a comportant des ouvertures d'en30 trée 15 et 16 et la partie intérieure 12 comporte des canaux de sortie dont les embouchures de sorties (ouvertures 18) se trouvent au voisinage immédiat des ouvertures extérieures 6 situées du côté de la jante Entre la partie extérieure 11 et la partie intérieure 12 du boîtier 10, plusieurs canaux 13, 14, 17 et 37 destinés à au moins quatre courants partiels d'air de refroidissement A, B, C et D sont formés avec le disque de frein 3 et le moyeu 4 (Figure 1) Il se réunissent 25483 Vi en les canaux 17 et ont une sortie commune par les ouvertures 18. Pour former les canaux extérieurs 13, 14 et 17, les parties 11 et 12 du boîtier sont réalisées selon la forme du 5 disque de frein 3 et elles comprennent chacune une paroi verticale 19 formée par la partie extérieure 11 et une autre paroi verticale 20 formée par la partie intérieure 12 Ces parois 19 et 20 sont, avec formation du canal 13 et du canal 14, parallèles aux surfaces 21 et 22 des anneaux de friction 10 34 et 38 du disque de frein 3, à une faible distance Les canaux 13 et 14 s'étendent sur toute la surface des anneaux de friction 38, 39 respectifs et ils forment une cavité annulaire presque continue. Au-dessus de la ligne de délimitation périphérique 23 15 du disque de frein 3, les canaux 17 sont formés par l'assemblage de la partie extérieure 11 et la partie intérieure 12; ils sont délimités par une paroi intérieure horizontale 24 et une paroi extérieure 24 et ils débouchent dans les canaux extérieurs 13 et 14. La collerette de fixation 26 du moyeu 4 comporte plusieurs canaux de passage 36 Ils se trouvent entre des nervures radiales 27 au voisinage des embouchures des ouvertures\ d'entrée 15 et 16 Les ouvertures de sortie 28 des canaux 36 25 débouchent dans une calotte de guidage de l'air 29 reliée rigidement au moyeu 4 et disposée de façon à pouvoir tourner librement par rapport à la partie intérieure 12 Elle comporte un creux annulaire 30 servant à détourner-l'air de l'ouverture de sortie 28 des canaux 36 vers la cavité annulaire (canal 14) 30 de la partie intérieure 12 du boîtier 10, ainsi que vers les canaux 37 du disque de frein 3. Le disque de frein 3 est aéré intérieurement et il comporte, au voisinage de sa fixation située vers le moyeu, des entrées d'air 31 et 32 débouchant de deux côtés diffé35 rents entre les anneaux de friction 38 et 39 Entre les anneaux de friction 38 et 39 se trouvent des nervures, de préférence rédiales et légèrement arquées On peut aussi envisager 254831, de disposer dans le bottier 10 un frein à disque plein qui subit alors un refroidissement correspondant au moyen de l'installation de l'invention. Pour disposer de suffisamment d'air pour refroidir 5 le disque de frein 3, la partie extérieure 11 comporte, au voisinage de ses ouvertures d'entrée 15 et 16, une chambre 33 constituant une cavité supplémentaire Une autre cavité 34 s'ajoute à la chambre 33 au voisinage de l'ouverture individuelle 16 La forme de cette cavité 34 est prédéterminée 10 sur la base des éléments de suspension du guidage de roue voisins Les deux chambres ou cavités sont reliées de façon que l'air passe de l'une à l'autre. Le courant d'air de refroidissement principal 41 passe de l'intérieur de la roue dans les chambres 33 et 34 de la 15 partie extérieure 11 par les ouvertures d'entrée 15 et 16. De là, le courant d'air principal 41 se scinde en quatre courants d'air de refroidissement partiels A à D Le courant partiel A est amené dans le canal 13 compris entre l'anneau de friction 39 et la paroi 19 delapartie extérieure 11 et le cou20 rant partiel B passe entre les nervures radiales 27 du moyeu 4, par l'entrée 31, dans lescanaux 37 compris entre les anneaux de friction 38 et 39 du disque de frein 3 Les courants partielg C et D passent d'abord ensemble par les canaux 36 situés du côté du moyeu, puis par le canal de déviation 30 de la 25 calotte de guidage d'air 29 Ils se subdivisent ensuite en les courants d'air de refroidissement partiels C et D Le courant d'air C passe dans la cavité annulaire (canal 14) formée entre la paroi 20 de la partie intérieure 12 et l'anneau de friction 38 et le courant d'air D passe, par l'entrée 32, entre les anneaux de friction 38 et 39 du disque de frein 3. Les courants d'air de refroidissement partiels A à D se rejoignent, après avoir parcouru le frein, dans les canaux 17 qui sont formés essentiellement par la partie intérieure 12 à la périphérie du disque de frein 3 Ces canaux 17 sont circulaires 35 et reliés du côté d'entrée à la chambre à air formée par la partie extérieure 11 L'air sort par les ouvertures extérieures 6 du voile 5. REVENDICATIONS 1 Installation de refroidissement pour freins à disque, notamment de véhicules automobiles, dans laquelle un frein est placé à l'intérieur d'un voile de roue de véhi5 cule, frein qui comporte en particulier des canaux d'air de refroidissement intérieurs sensiblement radiaux compris entre des anneauxde friction, dans lesquels circule de l'air, de l'air étant amené par des canaux de transfert formés dans un moyeu de roue, l'air étant guidé au moyen d'un dispositif de 10 guidage de l'intérieur de la roue à l'extérieur de celle-ci en passant par l'unité de frein, par des ouvertures du voile de roue, et étant évacué, caractérisé en ce que le dispositif de guidage ( 9) comprend, pour diriger l'air à l'intérieur et à l'extérieur, un boîtier de guidage de l'air ( 10) enserrant le disque de frein ( 3) pratiquement de toutes parts, qui forme sur les anneaux de friction ( 38, 39) plusieurs canaux extérieurs définis ( 13, 14) et comporte à l'intérieur de la roue au moins deux ouvertures d'entrée ( 15, 16) qui acheminent l'air en direction des canaux de transfert ( 36) du moyeu ( 4), 20 ainsi que des canaux extérieurs ( 13, 14) et d'autres canaux intérieurs ( 37) compris entre les anneaux de friction ( 38, 39), et des ouvertures de sortie ( 18) du boîtier de guidage de l'air ( 10) réparties dans le voile de roue ( 5) sont en correspondance avec les ouvertures extérieures ( 6). 2 Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le boîtier de guidage de l'air ( 10) comprend une partie intérieure ( 12) en forme de pot proche du voile comportant les ouvertures de sortie ( 18), qui est reliée à une partie extérieure ( 11) en forme de pot comportant les ouver30 tures d'entrée ( 15, 16), et en ce que le disque de frein ( 3) est placé entre ces deux parties ( 11 et 12) du bottier, avec formation de canaux extérieurs ( 13, 14) limités axialement et radialement, en regard. 3 Installation selon l'une quelconque des revendi35 cations 1 et 2, caractérisée en ce que les canaux extérieurs ( 13, 14) forment chacun une cavité annulaire s'étendant sur toute la surface ( 21, 22) des anneaux de friction ( 38, 39) 254831 ?: du disque de frein, le canal extérieur ( 13) étant limité en direction axiale respectivement par la paroi ( 19) de la partie extérieure ( 11) en forme de pot et l'autre canal extérieur ( 14) par la paroi ( 20) de la partie intérieure ( 12) en forme de pot et en direction radiale par la paroi ( 25) du boîtier ( 10) située du côté de la périphérie. 4 Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les cavités annulaires ( 13 et 14) présentent une section de passage inférieure à celle des canaux intérieurs ( 37) compris entre les anneaux de friction ( 38, 39) du disque de frein ( 3). Installation selonl'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie intérieure ( 12) comporte des chambres collectrices d'air ( 33, 34) se rac15 cordant, l'une des chambres collectrices d'air ( 34) constituant un renforcement dans la paroi latérale ( 19) du boîtier de guidage de l'air ( 10) o débouche l'une des ouvertures d'entrée ( 16), et les deux chambres collectrices ( 33,34) se trouvant au voisinage des canaux de transfert ( 36) situés du côté du 20 moyeu. 6 Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les canaux de transfert ( 36) se trouvent dans une collerette de fixation radiale ( 26) du moyeu ( 4) et y sont répartis uniformément. 7 Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les ouvertures d'entrée ( 35) des canaux de transfert ( 36) comportent des canaux de guidage compris entre des nervures radiales ( 27) du moyeu ( 4) aboutissant aux canaux intérieurs ( 37) du disque de frein ( 3). 8 Installation selon l'ensemble des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que des ouvertures de sortie ( 28) des canaux de transfert ( 36) débouchent dans une calotte de guidage de l'air ( 29) qui est solidaire du moyeu ( 4) et peut tourner librement par rapport à la partie intérieure ( 12), et 35 constitue une déviation de l'air des ouvertures de sortie ( 28) vers le canalextérieur ( 14) contigu àla partie intérieure ( 12), ainsi que vers les canauxextérieurs ( 37)des disques de frein ( 33) 254831 ' 9 Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la calotte de guidage de l'air ( 29) comporte un creux annulaire ( 30) dont la largeur d'ouverture s'étend audelà des ouvertures de sorties ( 28) situées du côté du moyeu jusqu'aux entrées ( 32) des canaux intérieurs ( 37) du disque de frein ( 3). Installation selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que les ouvertures de sortie ( 18) de la partie intérieure ( 12) des canaux ( 17) de 10 section en forme d'anneau circulaire sont formées à la périphérie extérieure de la partie ( 12), et en ce que les canaux ( 17) sont reliés pour le passage de l'air à la cavité annulaire (canal 13) formée par la partie extérieure ( 11) du boîtier ( 10). 11 Installation selon l'une quelconque des revendi15 cations précédentes, caractérisée en ce que le disque de frein ( 3) comporte, de façon connue, dans la zone de la fixation située du côté du moyeu, des deux côtés, entre les anneaux de friction ( 38 et 39), des entrées d'air ( 31 et 32) dans les canaux ( 37). 12 Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un courant d'air de refroidissement principal ( 41) introduit par l'intérieur de la roue se scinde de façon à former quatre courants d'air de refroidissement partiels (A, B, C et D), le premier courant 25 d'air de refroidissement partiel (A) aboutissant dans la cavité annulaire (canal 13), le second courant d'air de refroidissement partiel (B) dans les canaux d'air intérieurs ( 37) par une première entrée d'air ( 31), le troisième courant d'air de refroidissement partiel (C), par les canaux de transfert ( 36) situés du côté du moyeu, dans les canaux d'air de refroidissement intérieurs ( 37) et le quatrième courant d'air partiel (D) dans l'autre cavité annulaire ( 14). 13 Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bottier ( 10) 35 est en matière plastique.