Brevet FR3071574A1 — publié le 20190329

FREIN A DISQUE AVEC SYSTEME DE RECUPERATION DES POUSSIERES L'invention a trait au domaine des véhicules automobiles et plus particulièrement aux systèmes de freinage des véhicules automobiles. Le document de brevet publié WO 2016/102670 Al divulgue un frein à disque muni d'un système de récupération des poussières de freinage. La récupération se fait par une coque périphérique au disque de frein, cette coque contenant une turbine. Le mouvement de rotation du disque crée une dépression dans la coque et la dépression entraîne la turbine. La turbine applique un effort de succion sur la surface du disque pour en aspirer les poussières. Ce système est complexe car il fait intervenir une turbine et il ne permet d'aspirer les poussières de freinage que sur une zone réduite du disque. L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer un système de récupération des poussières de freinage qui récupère plus de poussières et qui est plus simple de conception et d'entretien. Dans la suite, les termes « radial » et « axial » se rapportent à l'orientation du disque de frein. L'invention a pour objet un système de récupération des poussières de freinage dans un frein à disque comprenant : un récipient de dépression apte à être mis en dépression sous l'action de la rotation d'un disque de frein ; remarquable en ce qu'il comprend en outre un réservoir de récupération des poussières apte à être mis en communication fluidique avec un étrier de frein ; et un conduit reliant fluidiquement le réservoir de récupération au récipient de dépression afin de créer une dépression dans le réservoir de récupération pour aspirer et stocker les poussières qui peuvent être présentes dans l'étrier de frein. Selon un mode avantageux de l'invention, le conduit est inséré dans le réservoir de récupération de telle sorte que son extrémité pénètre au coeur du réservoir de récupération à une hauteur, considérée verticalement dans le sens normal de montage du système de frein, de plus de 20% de la hauteur totale du réservoir de récupération. Ceci permet par exemple de contenir les poussières dans le réservoir 2 de récupération sans que celles-ci ne puissent s'échapper vers le récipient de dépression. Selon un mode avantageux de l'invention, le récipient de dépression comprend un canal de dépression apte à être orienté sensiblement radialement par rapport au 5 disque de frein, le canal de dépression ayant préférentiellement une section non constante afin que les ailettes de ventilation du disque puissent entraîner une succion d'air à travers ce canal par effet Venturi. Selon un mode avantageux de l'invention, le récipient de dépression comprend une ouverture axiale accueillant le conduit. 10 Le conduit peut être muni d'un filtre, préférentiellement en son extrémité du côté du réservoir de récupération. Ceci permet de ne pas risquer l'échappement des poussières via le récipient de dépression même lorsque la vitesse du véhicule et donc la puissance d'aspiration sont importantes. L'invention a également trait à un frein à disque comprenant un disque muni 15 d'ailettes de ventilation radiales, un étrier de frein muni de deux plaquettes de frein, le frein étant remarquable en ce qu'il comprend un système de récupération des poussières de freinage selon l'un des modes de réalisations ci-dessus, l'étrier présentant un orifice pour être mis directement ou indirectement en communication fluidique avec le réservoir de récupération des poussières. Ceci permet d'aspirer les 20 poussières présentes dans le corps de l'étrier. Selon un mode avantageux de l'invention, au moins une des plaquettes présente un orifice en regard de l'orifice de l'étrier et une jupe en périphérie de la surface de friction pour contenir les poussières de freinage. La jupe de la plaquette permet de contenir les poussières dans un espace de confinement délimité par la garniture de 25 friction de la plaquette, la jupe et le disque. L'orifice de la plaquette débouche dans la chambre délimitée par la jupe et permet donc l'évacuation des poussières. Selon un mode avantageux de l'invention, le frein comprend deux réservoirs de récupération des poussières agencés préférentiellement de chaque côté axial de l'étrier et destinés à récupérer les poussières de freinage des deux plaquettes de 30 frein, les deux réservoirs étant reliés au même récipient de dépression par deux 3 conduits respectifs, le récipient de dépression étant préférentiellement disposé dans le plan médian du disque de frein. L'invention porte également sur une plaquette de frein à disque comprenant une plaque de support et une garniture de friction, remarquable en ce qu'elle comprend 5 une jupe en périphérie de la garniture de friction pour contenir les poussières de freinage, un orifice axial pour l'évacuation des poussières et préférentiellement des canaux d'entrée d'air. L'invention a également trait à un véhicule automobile remarquable en ce qu'il comprend une telle plaquette, un système de récupération des poussières de 10 freinage selon l'une des variantes exposées ci-dessus ou un frein à disque selon l'une des variantes exposées ci-dessus. L'invention a également trait à un procédé de maintenance d'un véhicule automobile, remarquable en ce que le véhicule est tel que décrit ci-dessus et le procédé consiste en la dépose du réservoir de récupération des poussières, et son vidage ou son 15 remplacement, préférentiellement concomitamment à une opération de remplacement des plaquettes et/ou du disque de frein. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce que le système est simple et ne fait pas intervenir de pièces en mouvement. D'autre part, les poussières sont aspirées directement au niveau de l'étrier de frein, c'est-à-dire au plus près de 20 l'endroit où elles sont produites. Un tel système est donc particulièrement bon pour protéger l'environnement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 décrit une vue en coupe d'un disque de frein et du récipient de 25 dépression ; - La figure 2A décrit le réservoir de récupération ; - La figure 2B décrit une vue en coupe du réservoir de récupération et du conduit ; 4 - La figure 2C décrit le système de récupération des poussières monté sur un étrier muni d'une plaquette ; - La figure 3 décrit une plaquette de frein ; - La figure 4 décrit une demi-section de la plaquette de la figure 3, dans le 5 plan 11. La figure 1 décrit une vue en coupe d'un disque de frein 1 dans le plan médian du disque. Le plan médian du disque est le plan parallèle aux et à équidistance des deux surfaces de freinages du disque. Le disque 1 est représenté schématiquement. Le disque 1 présente des ailettes 1.1 de ventilation pour évacuer la chaleur 10 accumulée par le disque lors des opérations de freinage. A proximité du disque est placé un récipient de dépression 2. Celui-ci comprend un canal de dépression 2.1 et un orifice 2.2 pour recevoir un conduit (noté 6 sur les figures 2B et 2C). Le canal de dépression 2.1 présente une réduction de section. L'orifice 2.2 est axial, c'est-à-dire parallèle à l'axe du disque. 15 Lors de la rotation du disque 1 dans le sens indiqué par la flèche A, une dépression est opérée dans le récipient de dépression 2 par l'aspiration de l'air dans la direction de la flèche B. Ceci génère une aspiration au niveau de l'orifice 2.2. Le système de freinage et de récupération des poussières est disposé de telle sorte que la direction de rotation A coïncide avec la direction d'avancement du véhicule. 20 La figure 2A présente une vue de côté d'un réservoir 4 de récupération de poussières. Le réservoir 4 comprend un corps 4.1 destiné à recevoir et contenir les poussières. Le réservoir 4 comprend une protrusion 4.2 avec un orifice, portée par une patte 4.3. La protrusion 4.2 est apte à être insérée dans un trou de l'étrier de frein (noté 8 sur la figure 2C). 25 La figure 2B présente une section dans le plan 1:I décrit sur la figure 2A. Le corps 4.1 du réservoir de récupération 4 contient des poussières de freinage. Un conduit 6 qui communique fluidiquement avec le récipient de dépression 2 pénètre dans le corps 4.1 du réservoir 4 à une hauteur suffisante pour éviter que les poussières ne 5 s'échappent par le conduit 6. A cette fin, cette hauteur peut être de plus de 20% ou plus de 50% de la hauteur totale du réservoir 4. La figure 2C montre l'ensemble du système de récupération de poussières selon l'invention. La courbe en trait mixte représente la périphérie du disque 1. Le récipient 5 de dépression 2 est disposé à proximité du disque 1. La dépression générée par le mouvement du disque dans le récipient de dépression 2 est communiquée via le conduit 6 au réservoir de récupération 4. Le réservoir de récupération 4 est en communication fluidique avec un étrier de frein 8. L'étrier dispose d'au moins une plaquette de frein 10. La dépression générée dans le réservoir de récupération 4 10 aspire les poussières de freinage via un orifice de l'étrier qui reçoit la protrusion 4.2 du réservoir de récupération 4. Les poussières qui sont présentes dans le corps de l'étrier 8 sont donc aspirées au plus près de l'endroit d'où elles proviennent, c'est-à-dire près de la zone de contact entre la plaquette 10 et le disque. Le système de récupération des poussières peut comprendre deux réservoirs de 15 récupération 4 disposés de part et d'autre de l'étrier pour récupérer les poussières de freinages des deux plaquettes 10 et des deux surfaces de freinage du disque 1. Les deux réservoirs de récupération 4 peuvent être connectés au même récipient de dépression 2 par deux conduits 6 de façon symétrique par rapport au plan médian du disque 1. Il est évident que selon la dimension du frein et/ou la quantité de 20 poussières à évacuer, plus de deux réservoirs de récupération 4, plus d'un récipient de dépression 2, et un nombre de conduits 6 adaptés peuvent être prévus. La figure 3 décrit un mode de réalisation préféré de la plaquette 10. Celle-ci peut être munie d'une plaque de support 10.1 et d'une garniture de friction 10.2. Lors de l'opération de freinage, un effort de freinage presse la garniture de friction 10.2 25 contre le disque 1. C'est ce contact qui génère les poussières de freinage. La plaquette 10 est équipée d'une jupe 11 en périphérie de la garniture de friction 10.2. Ceci permet de contenir les poussières de freinage dans un espace de confinement 12 délimité par la garniture de friction 10.2, la plaque de support 10.1, la jupe 12 et le disque 1. La jupe 11 dispose de canaux 11.1 pour l'entrée d'air et la 30 plaque de support 10.1 est percée dans une zone de la plaquette à l'opposé (dans la direction circonférentielle) des canaux 11.1. Ainsi, la dépression initiée dans le 6 récipient de dépression 2, puis communiquée au conduit 6 et au réservoir 4 crée une aspiration au niveau d'un orifice 10.3. Ceci crée une circulation de l'air dans les canaux 11.1 dans la direction indiquée par les flèches en trait plein et une circulation de l'air et des poussières dans l'espace de confinement 12 dans la direction indiquée 5 par les flèches en traits interrompus. La figure 4 représente une demi-section dans le plan indiqué par 11:11 sur la figure 3. On y voit la plaque de support 10.1 avec son orifice 10.3, la jupe 11 et la garniture de friction 10.2 qui délimitent, avec le disque 1, l'espace de confinement 12. La garniture de freinage peut présenter une forme conique au droit de l'orifice 10.3 pour 10 maximiser le volume d'air dans la zone de l'espace de confinement 12 en regard de l'orifice 10.3. Dans l'exemple illustré, le récipient 2 et le réservoir 4 sont fixés à l'étrier. Ceux-ci peuvent aussi être attachés à d'autres parties structurelles (non-tournantes) du véhicule. Aussi, le réservoir de récupération 4 peut être indirectement relié à l'étrier 15 au moyen d'un REVENDICATIONS1. Système de récupération des poussières de freinage dans un frein à disque comprenant : - un récipient de dépression (2) apte à être mis en dépression sous l'action de la rotation d'un disque de frein (1) ; caractérisé en ce qu'il comprend en outre - un réservoir (4) de récupération des poussières apte à être mis en communication fluidique avec un étrier de frein (8) ; et - un conduit (6) reliant fluidiquement le réservoir de récupération (4) au récipient de dépression (2) afin de créer une dépression dans le réservoir de récupération (4) pour aspirer et stocker les poussières qui peuvent être présentes dans l'étrier de frein (8). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit (6) est inséré dans le réservoir de récupération (4) de telle sorte que son extrémité pénètre au coeur du réservoir de récupération (4) à une hauteur, considérée verticalement dans le sens normal de montage du système de frein, de plus de 20% de la hauteur totale du réservoir de récupération (4). 3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le récipient de dépression (2) comprend un canal de dépression (2.1) apte à être orienté sensiblement radialement par rapport au disque de frein (1), le canal de dépression (2.1) ayant préférentiellement une section non constante afin que les ailettes de ventilation (1.1) du disque (1) puissent entraîner une succion d'air à travers ce canal (2.1) par effet Venturi. 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le récipient de dépression (2) comprend une ouverture axiale (2.2) accueillant le conduit (6). 5. Frein à disque comprenant un disque (1) muni d'ailettes (1.1) de ventilation radiales, un étrier de frein (8) muni de deux plaquettes (10) de frein, le frein étant caractérisé en ce qu'il comprend un système de récupération des poussières de freinage selon l'une des revendications 1 à 4, l'étrier (8) 8 présentant un orifice pour être mis directement ou indirectement en communication fluidique avec le réservoir de récupération des poussières (4). 6. Frein selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins une des plaquettes (10) présente un orifice (10.3) en regard de l'orifice de l'étrier et 5 une jupe (11) en périphérie de la garniture de friction (10.2) pour contenir les poussières de freinage. 7. Frein selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend deux réservoirs (4) de récupération des poussières agencés préférentiellement de chaque côté axial de l'étrier (8) et destinés à récupérer 10 les poussières de freinage des deux plaquettes de frein (10), les deux réservoirs (4) étant reliés au même récipient de dépression (2) par deux conduits (6) respectifs, le récipient de dépression (2) étant préférentiellement disposé dans le plan médian du disque de frein (1). 8. Plaquette (10) de frein à disque comprenant une plaque de support (10.1) et 15 une garniture de friction (10.2), caractérisée en ce qu'elle comprend une jupe (11) en périphérie de la garniture de friction (10.2) pour contenir les poussières de freinage, un orifice axial (10.3) pour l'évacuation des poussières et préférentiellement des canaux d'entrée d'air (11.1). 9. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un système de 20 récupération des poussières de freinage selon l'une des revendications 1 à 4, ou un frein à disque selon l'une des revendications 5 à 7. 10. Procédé de maintenance d'un véhicule automobile caractérisé en ce que le véhicule est selon la revendication 9, le procédé consistant en la dépose du réservoir (4) de récupération des poussières, et son vidage ou son 25 remplacement, préférentiellement concomitamment à une opération de remplacement des plaquettes (10) et/ou du disque de frein (1).