Brevet FR2785344A1 — publié le 20000505

L'invention concerne un dispositif de frein à disque, possédant une bague de friction, d'une roue de véhicule automobile, comportant un disque de jante interrompu, dispositif qui est fixé directement ou indirectement sur le support de roue ou sur le corps d'essieu et recouvre au moins une partie du frein à disque. Dans des engins de chantier lourds, transportant notamment des matériaux en vrac, on utilisait jusqu'alors uniquement des freins à tambour au niveau des essieux arrière. Une raison essentielle à cela est le problème, résolu jusqu'alors d'une manière non satisfaisante, de l'encapsulation du frein à disque en vue de le protéger vis-à-vis d'un matériau en vrac atteignant par l'avant la jante de la roue, dans le cas de basculements latéraux. D'après le document allemand DE 43 44 051 A1 on connaît un frein à disque partiellement recouvert, dans lequel un capot de protection en forme de disque est fixé sur une partie non rotative de l'essieu. Cependant le capot de protection est installé sur le côté de la roue, tourné vers l'intérieur du véhicule, de sorte qu'il ne peut pas maintenir à l'écart de l'installation de freinage le matériau en vrac, qui atteint la roue ou le disque de jante depuis le côté extérieur du véhicule. En outre il comporte des fentes d'aération, qui n'arrêtent pas un matériau en vrac, par exemple contenant du sable. La présente invention a pour but de créer un dispositif de protection pour frein à disque, qui préserve une installation de frein à disque, disposée au moins en partie dans l'espace intérieur de la jante, vis-à- vis d'un salissement ou d'un endommagement par des saletés provenant de l'extérieur et pénétrant dans l'espace intérieur de la jante de la roue. Ce problème est résolu, dans un dispositif de protection pour frein à disque du type indiqué, par le fait que le dispositif de protection pour frein à disque est disposé au moins en partie dans l'espace présent entre le frein à disque et la jante de la roue et recouvre au moins une partie de la surface, située sur le côté extérieur de la roue, de la bague de friction du disque de frein et la surface périphérique, orientée radialement, de celle-ci. Le dispositif de protection pour frein à disque est par exemple un système d'encapsulation en forme de douille, qui est disposé à une faible distance le long du contour intérieur de la jante de la roue. Le système d'encapsulation est fixé directement sur le support de roue ou sur une ou plusieurs parties non rotatives d'un frein à disque. Une fente annulaire possédant une épaisseur approximativement constante est présente entre la jante tournante de la roue et le système d'encapsulation fixe. Un matériau en vrac, qui pénètre dans cette fente annulaire, ne peut par conséquent pas se coincer entre le frein à disque et la jante de la roue. Le dispositif de protection pour frein à disque empêche également que par exemple du sable humide en tant que matériau en vrac vienne en contact direct avec la bague de friction du disque de frein. Le sable ne conduit assurément pas à un blocage, mais accélère la formation de rouille sur la bague de friction, dans le cas o le véhicule est à l'arrêt. En outre lors du premier freinage, après un salissement, le sable, qui adhère à la bague de friction, s'enfonce dans la surface de frottement des patins de frein. Dans le cas de plusieurs freinages successifs, les grains de sable enfoncés usent, d'une manière supérieure à la moyenne, le disque de frein, ce qui conduit à une usure accrue. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif de protection possède un contour en forme de douille, et dans la zone du fond du contour est présent un évidement, dont le diamètre minimal est supérieur à celui de la partie du moyeu de roue qui traverse l'évidement. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, la distance minimale entre le contour extérieur du dispositif de protection pour frein à disque et le contour intérieur de la jante de roue est située dans la zone des interruptions de la jante. Alors, de préférence, dans la zone correspondant à la plus courte distance, le contour du dispositif de protection pour frein à disque passe d'un contour conique à un contour cylindrique. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif de protection pour frein à disque est fixé sur la chape du frein à disque. Dans le cas de ce mode de mise en oeuvre, de préférence, la chape est un étrier flottant. Également dans le cas de ce mise de mise en oeuvre, de préférence, le dispositif de protection pour frein à disque possède, au niveau de son contour intérieur, des organes de serrage saillants servant à fixer radialement les patins de frein. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence au dessin annexé, dont la figure 1, unique, représente une coupe partielle d'une roue comportant un frein à disque et un dispositif de protection de ce frein à disque. La roue, non motrice dans le cas de l'exemple de réalisation, est supportée par l'intermédiaire de deux roulements à rouleaux coniques 3, sur une fusée d'essieu 2 formée sur un support de roue 1. Les roulements à rouleaux coniques supportent un moyeu de roue 4, qui comporte une bride sur le côté tourné à l'extérieur de la roue. Un disque de frein 20 à aération interne est fixé sur le côté intérieur de la bride 5 du moyeu de roue, tandis qu'une jante 10 de la roue est vissée sur le côté extérieur par l'intermédiaire de boulons de roue 6. La jante 10 de la roue est constituée par la jante proprement dite 11 et par une chape soudée 12. La chape 12 de la jante possède, à proximité de la zone de soudage 13 située entre elle et la jante 11, plusieurs passages traversants 16 répartis circonférentiellement. Ces passages possèdent par exemple un contour circulaire ou ovale. Dans l'exemple de réalisation le dispositif de frein est réalisé sous la forme d'un frein à étrier flottant. Le frein à étrier flottant possède un étrier flottant 32, qui est monté dans un stator 31 de manière à être déplaçable perpendiculairement à la bague de friction 21 du disque de frein 20. Le stator 31 est fixé rigidement sur le support de roue 1. La fixation n'est pas représentée sur la figure 1. Dans l'espace intérieur de l'étrier flottant 32, on note la présence des patins de frein 34 qui sont disposés en vis-à-vis des surfaces latérales de la bague de friction 21. Les patins de frein 34 sont fixés sur des plaques arrière 35, à l'aides desquelles ils s'appliquent respectivement sur l'étrier flottant 32 et sur le ou les pistons de frein non représentés. Les plaques arrière 35 sont en aboutement contre des organes de serrage 48, dans la direction radiale. Le dispositif de protection 40 pour le frein à disque est disposé dans l'espace intérieur 17 de la jante. Le dispositif de protection 40 du frein à disque possède un contour en forme de douille. Il est disposé, en direction radiale, entre la bague de friction 21 et la jante 11. En direction axiale, il est situé essentiellement entre la bague de friction 21 et la chape 12 de la jante. Dans le cas de montages tourillonnants de roue mettent en oeuvre un moyeu de roue possédant une bride extérieure 5, voir figure 1, le dispositif de protection 40 du frein à disque est également disposé en partie entre la bague de friction 21 et la bride 5 du moyeu de roue. Le dispositif de protection 40 pour frein à disque, qui est représenté dans l'exemple de réalisation, est subdivisé en quatre sections 41-44. La première section 41 forme le fond de la douille pourvu par exemple d'une ouverture centrale 46. Cette dernière est par exemple un perçage circulaire, dont le diamètre est supérieur, de quelques millimètres, au diamètre du moyeu de roue, à l'emplacement considéré. La fente entre le moyeu de roue 4 et la première section 41 permet un échange d'air entre l'espace intérieur 17 de la jante et l'espace intérieur 51 du dispositif de protection 40 du frein à disque. D'une manière générale, en fonctionnement, la pression d'air dans l'espace intérieur de la jante est plus faible que dans l'espace intérieur 51 du dispositif de protection 40 du frein à disque, ce qui a pour effet que de la chaleur peut être évacuée depuis la zone du frein également par l'intermédiaire des passages traversants 16 de la jante et d'une fente annulaire 53 présente entre le dispositif de protection 40 du frein à disque et la jante 11. La deuxième section 42 du dispositif de protection 40 du frein à disque possède un contour de forme tronconique. L'angle du cône est situé par exemple entre 60 et 80 . La troisième section suivante 43 est réalisée avec une forme cylindrique ou au moins approximativement cylindrique. Dans la forme de réalisation indiquée en dernier lieu, le diamètre de cette section augmente légèrement en direction du milieu de l'essieu. Cette section 43 est située principalement à l'intérieur de la jante 11. Elle recouvre notamment la partie des patins de frein 34. La zone de jonction entre la deuxième section 42 et la troisième section 43 forme la zone la plus étroite entre la jante 10 de la roue et le dispositif de protection 40 du frein à disque. La section 43 est située, par rapport à la jante 10 de la roue, au niveau de la jonction entre la chape 12 et la jante 11. Simultanément la jonction entre les sections 42 et 43 est disposée face aux passages traversants 16 de la jante. La quatrième section 44 forme l'extrémité du dispositif de protection 40 du frein à disque, qui est orientée vers le milieu de l'essieu. Cette section est agencée de manière à être, au moins par endroits, approximativement parallèle à l'épaulement intérieur 14 de la jante, son diamètre augmentant de façon manifeste en direction du milieu de l'essieu. Éventuellement la section 44 fait saillie au-delà de la corne intérieure 15 de la jante. En cet endroit elle peut se terminer par un bord 45 qui s'élargit radialement. Le bord 45 accroît la rigidité de forme et réduit le risque de blessure lors d'interventions sur l'installation de freinage. Dans l'exemple de réalisation, le dispositif de protection 40 pour le frein à disque est agencé sous la forme d'un corps en tôle métallique formé de deux éléments et présentant une symétrie de révolution par rapport à l'axe de la roue. Comme matériau, on peut utiliser également des matières plastiques avec ou sans insert en tissu. Le dispositif de protection 40 pour frein à disque est subdivisé en deux moitiés ou demicoques parallèlement à son axe de symétrie. Au niveau d'un premier joint de séparation est disposée, par exemple dans la section cylindrique 43, une charnière, dont les parties ne font pas saillie radialement au- delà du contour extérieur de l'ensemble de la section. Le dispositif de protection 40 pour frein à disque est fixé par exemple sur l'étrier flottant 32 du frein à disque. À cet effet il est vissé radialement et/ou axialement en plusieurs emplacements 47 sur l'étrier flottant 32. Le second joint de séparation du dispositif de protection 40 du frein à disque est situé au voisinage de l'étrier flottant 32. En raison de la fixation directe sur le contour extérieur de surface étendue de l'étrier flottant 32, les deux demi-coques peuvent être en aboutement réciproque sur l'étrier flottant 32. En outre, grâce à ce type de situation, dans le cas d'un dispositif de protection 40 pour étrier de frein réalisé en métal, ce dispositif peut être également utilisé en tant que surface supplémentaire de refroidissement. Pour faciliter le remplacement des patins de frein 34, dans l'exemple de réalisation, des organes de retenue 48 des patins de frein 34 sont disposés sur le dispositif de protection 40 pour le frein à disque. Ceci permet de faire l'économie des pinces, qui sont usuelles à cet égard, formant organes de retenue. Au niveau de l'organe de retenue 48 orienté vers le milieu de l'essieu, à chaque demi-coque du dispositif de protection 40 du frein à disque est fixé un crochet 49 qui, lors du montage, s'engage au-dessous d'un appendice saillant 33 de l'étrier de frein 32. À l'aide de ce crochet 49, le dispositif de protection 40 du frein à disque peut déjà être fixé provisoirement à l'étrier de frein 32 lors du montage, avant le vissage. Le dispositif de protection 40 pour frein à disque s'avère efficace notamment dans le cas de véhicules utilitaires, qui peuvent décharger un matériau en vrac notamment sur le côté. Par exemple lors d'un processus de basculement latéral de déchargement de sable, de gravier, d'asphalte, de terre et de matériaux de construction comparables, du matériau en vrac traverse en général les passages traversants 16 des jantes des roues de l'essieu arrière pour pénétrer dans les espaces intérieurs 17 des jantes, qui sont présents en cet endroit. Dans l'espace intérieur 17 des jantes, le matériau en vrac s'accumule devant le dispositif de protection 40 du frein à disque, et notamment au niveau de la première section 41 et de la deuxième section 42. Étant donné que la fente 52 - entre la section 41 et le moyeu de roue 4 - est relativement petite, dans le cas d'un matériau en vrac à grains fins, seule une faible quantité de ce matériau parvient dans I'espace 51 en arrière du dispositif de protection 40 du frein à disque. Lors du démarrage, cette quantité de matériau tombe dans la partie intérieure inférieure du dispositif de protection 40 du frein à disque. À partir de là, elle tombe sur la chaussée. Le matériau en vrac ne rencontre aucun obstacle étant donné qu'aucune partie de l'installation de freinage n'est située dans la zone proche de la chaussée, au-dessous du support de roue 1. Le matériau en vrac, qui est situé initialement entre la chape 12 de la jante et le dispositif de protection 40 du frein à disque, est réparti dans l'espace intérieur 17 de la jante au démarrage. Une quantité partielle tombe par conséquent sur la chaussée en passant par les passages traversants 16 de la jante, qui sont dirigés vers le bas. Le reste du matériau en vrac est éjecté à l'air libre par les passages traversants 16 de la jante, lorsque la vitesse de rotation de roue augmente. Ceci s'applique également pour le gravier. Du gravier de taille plus importante ne parvient pas dans la fente annulaire 53 étant donné qu'il est refoulé dans les passages traversants 16 de la jante, au niveau de la zone de jonction étroite entre les deuxième et troisième sections. Des constituants plus petits du matériau en vrac, qui parviennent entre la troisième section 43 du dispositif de protection 40 du frein à disque et la couronne de la jante, ne peuvent pas s'y fixer étant donné que d'une part ils sont refoulés transversalement par rapport à la direction de déplacement par le courant d'air entre la jante 11, qui tourne, et le dispositif de protection 40 du disque de frein, qui ne tourne pas. D'autre part dans I'exemple de réalisation l'étrier flottant 32 se déplace, conjointement avec le dispositif de protection 40 du frein à disque, également transversalement par rapport à la direction de déplacement, par rapport à la jante 11, lors de tous les processus de freinage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection pour un frein à disque, possédant une bague de friction, d'une roue de véhicule automobile, comportant un disque de jante interrompu, dispositif qui est fixé directement ou indirectement sur le support de roue ou sur le corps d'essieu et recouvre au moins une partie du frein à disque, caractérisé en ce que le dispositif de protection (40) pour frein à disque est disposé au moins en partie dans l'espace présent entre le frein à disque (20-31) et la jante (10) de la roue et recouvre au moins une partie de la surface (22), située sur le côté extérieur de la roue, de la bague de friction (21) du disque de frein (20) et la surface périphérique (23), orientée radialement, de celle-ci. 2. Dispositif de protection pour frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il possède un contour en forme de douille, et que dans la zone du fond du contour est présent un évidement (46), dont le diamètre minimal est supérieur à celui de la partie du moyeu de roue (4) qui traverse l'évidement (46). 3. Dispositif de protection pour frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance minimale entre le contour extérieur du dispositif de protection (40) pour frein à disque et le contour intérieur de la jante de roue (10) est située dans la zone des interruptions (16) de la jante. 4. Dispositif de protection pour frein à disque selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans la zone correspondant à la plus courte distance, le contour du dispositif de protection (40) pour frein à disque passe d'un contour conique (42) à un contour cylindrique (43). 5. Dispositif de protection pour frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de protection (40) pour frein à disque est fixé sur la chape (32) du frein à disque. 6. Dispositif de protection pour frein à disque selon la revendication 5, caractérisé en ce que la chape (32) est un étrier flottant. 7. Dispositif de protection pour frein à disque selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de protection (40) pour frein à disque possède, au niveau de son contour intérieur, des organes de serrage saillants (48) servant à fixer radialement les patins de frein (34).