Brevet FR3082578A1 — publié le 20191220

- 1 - [0001] L'invention se rapporte à un système de freinage pour un véhicule. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un organe de freinage et des moyens de friction pour un système de freinage pour un véhicule. [0002] Un système de freinage est par exemple un système de freinage à disque plus communément appelé « frein à disque » ou un système de freinage à tambour plus communément appelé « frein à tambour ». Il comprend en général des moyens de friction reliés à un organe d'actionnement apte à déplacer les moyens de friction en direction d'un organe de freinage fixé à une roue du véhicule. Cela a pour but de mettre les moyens de friction, par exemple des garnitures ou plaquettes de frein, en contact avec l'organe de freinage pour freiner le véhicule par friction ou de les écarter de l'organe de freinage dans le but de cesser le freinage. L'organe d'actionnement est en général couplé à des moyens de transmission destinés à entrainer le déplacement des moyens de friction au moyen de l'énergie fournie par l'organe d'actionnement. Lorsque le système de freinage est un frein à disque, l'organe de freinage est formé par un disque solidaire en rotation de la roue. Dans le cas où le système de freinage est un frein à tambour, l'organe de freinage est formé par un tambour solidaire en rotation de la roue. [0003] Dans certains cas, il s'avère que l'organe d'actionnement n'est pas suffisamment efficace pour séparer les moyens de friction de l'organe de freinage à la fin d'un freinage. Cela peut être causé par un phénomène d'adhérence entre les moyens de friction et l'organe de freinage résultant de la friction entre ces deux éléments. Il s'ensuit que le freinage peut être prolongé de manière non souhaitée. [0004] L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient en améliorant la séparation des moyens de friction de l'organe de freinage. [0005] A cet effet, on prévoit selon l'invention un dispositif de freinage pour un 25 véhicule, comprenant : - un organe de freinage, - des moyens de friction aptes à venir en contact avec l'organe de freinage, et - un conduit d'alimentation en air, solidaire des moyens de friction et débouchant en regard de l'organe de freinage. 30 [0006] Ainsi, les moyens de friction peuvent être séparés de l'organe de freinage en envoyant un flux d'air en direction de l'organe de freinage à l'aide du conduit. La séparation des moyens de friction de l'organe de freinage étant réalisée grâce au conduit, on comprend que ce dispositif est simple à réaliser et à agencer. Au surplus, ce type de séparation s'avère plus efficace que des dispositifs de séparation classiques. De plus, 35 étant donné que c'est de l'air qui est utilisé, le dispositif présente un coût de fonctionnement très faible en ressource, ce qui contribue à le rendre économique et écologique. - 2 - [0007] Avantageusement, le dispositif comprend en outre un organe de réception agencée pour capter des résidus résultant d'une friction entre les moyens de friction et l'organe de freinage. [0008] On maitrise ainsi la dispersion des résidus de friction de manière à éviter 5 toute pollution de l'environnement extérieur. Cela permet notamment de réduire les émissions de dioxyde de carbone du véhicule. [0009] De préférence, le conduit est orienté de manière à ce qu'un flux d'air sortant du conduit emporte les résidus captés par l'organe de réception. [00010] Le flux d'air a ainsi une double fonction. Non seulement il permet de séparer 10 les moyens de friction de l'organe de freinage, mais il peut également emporter les résidus de friction afin de nettoyer le dispositif de freinage. [00011] Avantageusement, le dispositif comprend en outre au moins un cyclone situé en aval de l'organe de freinage par rapport à une direction d'écoulement de l'air fourni par le conduit. 15 [00012] II est ainsi possible de filtrer le flux d'air sortant du conduit pour le délester de particules. Cela est notamment avantageux si le flux d'air a emporté les résidus de friction générés lors du freinage. [00013] Avantageusement, le dispositif comprend en outre une turbine et un moteur couplé à la turbine, situés en aval de l'organe de freinage par rapport à une direction 20 d'écoulement de l'air fourni par le conduit. [00014] La turbine et le moteur permettent ainsi d'augmenter la pression du flux d'air afin de le rendre plus efficace dans la séparation des moyens de friction de l'organe de freinage. [00015] Avantageusement, le dispositif comprend en outre un filtre situé en aval de 25 l'organe de freinage par rapport à une direction d'écoulement de l'air fourni par le conduit. [00016] II est ainsi possible de filtrer le flux d'air sortant du conduit pour le délester de particules telles que des résidus de friction. Si le dispositif comprend un cyclone tel qu'énoncé ci-dessus, le filtre peut avoir pour fonction d'effectuer un filtrage supplémentaire du flux d'air, notamment pour filtrer les particules qui n'auraient pas été 30 captées par le cyclone. [00017] Avantageusement, le dispositif est agencé de sorte qu'au moins une partie de l'air sortant du conduit est réintroduite dans le conduit. [00018] On recycle ainsi l'air utilisé dans le dispositif. De la sorte, l'alimentation du conduit en air est facilitée et le dispositif s'en trouve simplifié. 35 [00019] On prévoit également selon l'invention un procédé de séparation de moyens de friction d'un organe de freinage d'un véhicule, dans lequel un conduit solidaire des moyens de friction projette un flux d'air en direction de l'organe de freinage. - 3 - [00020] Avantageusement, on projette le flux d'air dans un délai prédéterminé après qu'un freinage du véhicule a eu lieu. [00021] En projetant l'air juste après le freinage, on s'assure que le flux d'air est projeté seulement au moment où il est nécessaire. On d'autres termes, on optimise le 5 temps d'utilisation du dispositif. [00022] On va maintenant présenter un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et à l'appui de la figure unique annexée, la figure 1, qui est un schéma illustrant un dispositif de freinage 2 selon l'invention. [00023] Le dispositif de freinage 2, typiquement un frein à disque hydraulique à étrier 10 flottant, comprend un bâti 3 et un organe de freinage 4 ici formé par un disque solidaire d'une roue d'un véhicule (non représentée) ainsi que des moyens de friction 6. Ces derniers sont ici formés de deux garnitures ou plaquettes de frein reliées au bâti 3 et montées coulissantes par rapport à l'organe de freinage 4. Plus particulièrement, les moyens de friction 6 sont destinés à venir en contact avec des faces planes respectives 15 opposées de l'organe de freinage 4, ce dernier s'étendant entre les moyens de friction 6. [00024] Le freinage du véhicule se fait de manière classique. [00025] Lorsque le véhicule roule, les moyens de friction 6 sont éloignés de l'organe de freinage 4. [00026] Si le conducteur du véhicule utilise un organe d'actionnement de freinage, 20 par exemple une pédale de frein, typiquement un piston hydraulique associé à un dispositif de génération de pression d'un liquide de frein, fait coulisser les moyens de friction 6 en direction de l'organe de freinage 4 jusqu'à ce qu'ils entrent en contact avec celui-ci. Etant donné que l'organe de freinage 4 est solidaire de la roue du véhicule, ce contact génère une friction entre les moyens de friction 6 et l'organe de freinage 4, ce qui permet de transformer l'énergie cinétique de la roue en chaleur. Cela a pour effet de diminuer la vitesse de rotation de la roue et donc de ralentir le véhicule. [00027] Une fois que la vitesse du véhicule a diminué jusqu'à une valeur souhaitée par le conducteur, il cesse d'actionner l'organe d'actionnement de freinage. Le contact entre l'organe de freinage 4 et les moyens de friction 6 cesse, si bien qu'il n'y a plus de 30 friction entre ces deux éléments. Le véhicule n'est alors plus ralenti. [00028] On peut également prévoir que le dispositif de freinage 2 ne soit pas destiné à ralentir le véhicule mais à le maintenir immobile. Le dispositif de freinage 2 serait alors commandé par un organe de blocage, tel qu'un frein à main également connu sous la désignation « frein de parking ». 35 [00029] Le dispositif de freinage 2 comprend un conduit 8 ménagé dans le bâti 3. Le conduit 8 est destiné à projeter un flux d'air en direction de l'organe de freinage 4. A cet effet, le conduit 8 présente deux buses d'éjection 10 entourée des moyens de friction 6 - 4 - et solidaires de celles-ci, comme cela est visible sur la figure 1. Les buses d'éjection 10 débouchent en regard de l'organe de freinage 4. [00030] La fonction du flux d'air est de séparer les moyens de friction 6 de l'organe de freinage 4, notamment après un freinage tel qu'expliqué plus haut. Lorsque le 5 conducteur du véhicule décider d'arrêter le freinage, il est nécessaire de séparer ces deux éléments de manière à ce qu'ils ne continuent pas de générer un couple de friction qui ralentirait le véhicule davantage que nécessaire et engendrerait une augmentation de la consommation de carburant et de l'usure des éléments de friction. Ainsi, le dispositif de freinage 2 est agencé de sorte que, dans un délai prédéterminé après un freinage, 10 par exemple de l'ordre d'un dixième de seconde, un flux d'air est projeté du conduit 8 en direction de l'organe de freinage 4. Etant donné que le conduit 8 est solidaire des moyens de friction, le flux d'air génère une force qui tend à séparer les moyens de friction 6 de l'organe de freinage 4 afin de laisser passer l'air. De par sa configuration, on comprend que le pilotage du dispositif de freinage peut se faire aussi bien avec un réseau câblé ou 15 bien de manière sans fil ou « wireless ». [00031] Le dispositif de freinage 2 comprend avantageusement deux organes de réception 12 agencés pour capter des résidus résultant d'une friction entre les moyens de friction 6 et l'organe de freinage 4. Comme cela est visible sur la figure 1, les organes de réception 12 ont chacun une forme générale de plaque entourant les moyens de 20 friction 6 de manière à capter la plus grande quantité de résidus de friction possible. De plus, cette forme permet au flux d'air d'être guidé par les organes de réception 12 afin qu'il puisse emporter les résidus de friction avant d'entrer de nouveau dans le conduit 8 par d'autres ouvertures. On comprend donc qu'on donne une fonction supplémentaire au flux d'air, la captation des résidus de friction, qui est indépendante de sa fonction 25 première qui est la séparation des moyens de friction 6 de l'organe de freinage 4. [00032] Le dispositif de freinage 2 comprend avantageusement au moins un cyclone situé en aval de l'organe de freinage 4 par rapport à une direction d'écoulement du flux d'air. En l'espèce, les cyclones sont ici en nombre de deux et agencés en série. Un premier cyclone 14 est prévu afin de séparer des gouttes de liquide, notamment des gouttes d'eau, du flux d'air. Un second cyclone 16 est prévu afin de séparer des résidus de friction portés par le flux d'air et présentant une taille suffisamment grande. [00033] Le dispositif de freinage 2 comprend une turbine 18 située en aval des cyclones 14, 16 par rapport à la direction d'écoulement du flux d'air. La turbine 18 est couplée à un moteur 20, par exemple un moteur sans balais plus communément désigné par l'acronyme BLDC motor pour les termes anglo-saxons « BrushLess Direct Current motor », de manière connue en soi afin d'augmenter la pression du flux d'air traversant la turbine 18. Le moteur est commandé par un organe de commande 24. Il est - 5 - notamment possible de fixer l'augmentation de pression à une valeur choisie et maitrisée. [00034] Le dispositif de freinage 2 comprend un filtre 22 situé en aval de la turbine 18 par rapport à la direction d'écoulement du flux d'air. Le filtre 22 permet de séparer les résidus de friction restants du flux d'air qui n'ont pas été séparés par le second cyclone 5 16. A la sortie du filtre 22, le flux d'air comporte une quantité minime de résidus de friction. [00035] Comme cela est visible sur la figure 1, le conduit 8 se présente sous la forme d'une boucle pratiquement fermée, puisque le flux d'air ne peut en sortir qu'après les buses d'éjection 10. Et même à ce niveau-là, l'organe de freinage 4 et les organes de réception 12 sont agencées pour diriger le flux d'air afin qu'il entre de nouveau dans le 10 conduit 8. En d'autres termes, le dispositif de freinage 2 est agencé de sorte qu'au moins une partie de l'air sortant du conduit 8 est réintroduite dans le conduit 8. De la sorte, le flux d'air suit la trajectoire suivante : il sort des buses d'éjection 10 et est dévié par l'organe de freinage 4 et les organes de réception 12, une grande partie du flux d'air entre de nouveau dans le conduit 8, passe à travers les deux cyclones 14, 16, la turbine 18 15 puis le filtre 22 avant d'être réinjecté via les buses d'injection 10. [00036] L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation présenté et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Selon une variante de réalisation de l'invention, on prévoie de séparer les moyens de friction de l'organe de freinage non pas en projetant un flux d'air en direction de l'organe de freinage mais créant 20 une dépression afin d'attirer les moyens de friction pour les éloigner de l'organe de freinage. Dans ce cas-là, le conduit n'est pas solidaire des moyens de friction. Nomenclature : 2 : dispositif de freinage 25 3 : bâti 4 : organe de freinage 6 : moyens de friction 8 : conduit 10 : buse d'éjection 30 12 : organe de réception 14 : premier cyclone 16 : second cyclone 18 : turbine 20 : moteur 35 22 : filtre 24 : REVENDICATIONS1. Dispositif de freinage (2) pour un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend : - un organe de freinage (4), - des moyens de friction (6) aptes à venir en contact avec l'organe de freinage (4), et - un conduit (8) d'alimentation en air, solidaire des moyens de friction (6) et débouchant en regard de l'organe de freinage (4). 2. Dispositif (2) selon la revendication précédente, comprenant en outre un organe de réception (12) agencé pour capter des résidus résultant d'une friction entre les moyens 10 de friction (6) et l'organe de freinage (4). 3. Dispositif (2) selon la revendication précédente, dans lequel le conduit (8) est orienté de manière à ce qu'un flux d'air sortant du conduit (8) emporte les résidus captés par l'organe de réception (12). 4. Dispositif (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant 15 en outre au moins un cyclone (14, 16) situé en aval de l'organe de freinage (4) par rapport à une direction d'écoulement de l'air fourni par le conduit (8). 5. Dispositif (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une turbine (18) et un moteur (20) couplé à la turbine (18), situés en aval de l'organe de freinage (4) par rapport à une direction d'écoulement de l'air fourni par le 20 conduit (8). 6. Dispositif (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un filtre (22) situé en aval de l'organe de freinage (4) par rapport à une direction d'écoulement de l'air fourni par le conduit (8). 7. Dispositif (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, agencé de 25 sorte qu'au moins une partie de l'air sortant du conduit (8) est réintroduite dans le conduit (8). 8. Procédé de séparation de moyens de friction (6) d'un organe de freinage (4) d'un véhicule, caractérisé en ce qu'un conduit (8) solidaire des moyens de friction (6) projette un flux d'air en direction de l'organe de freinage (4). 30 9. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel on projette le flux d'air dans un délai prédéterminé après qu'un freinage du véhicule a eu lieu.