Brevet FR3113709A1 — publié le 20220304

Ce dispositif est un frein intégral (Fig9) actionné par un anneau magnétique (1) monté sur un support bobine plaquette (2) qui actionne une palette (3) celle ci active des amplificateurs mécaniques à levier linéaires (6). Ces amplificateurs agissent sur un cône d’application (cône) qui met en pression un ensemble de disques, montés sur un porte disque (7) les disques de frictions sont mobiles (5)et les disques lisses sont fixes(4) solidaire d’une coche (8) .le cône d’application coulisse dans une pièce désignée sous le nom de cadre magnétique jusqu’a un cran d’arrêt .Le rattrapage de jeu étant assuré par un ressort de rappel qui ramène le cône au bout du rail.] Les techniques connues utilisent des actionneurs à commande directe ou amplification rotative l’amplification linéaire est la caractéristique de l’invention. Le dispositif selon l’invention est destiné à freiner des mobiles, la longueur des leviers amplificateurs déterminant la puissance nécessaire aux applications de freinage.] Figure à publier avec l’abrégé (fig. 9) [Planche de dessins] Description de l’invention Titre de l’invention: Dispositif électromagnétique et amplificateur associé DEAMEA L’invention concerne la commande électromagnétique des freins qui active des amplificateurs mécaniques à levier et qui sont utilisés dans le domaine technique du freinage, et particulièrement destiné aux automobiles, Métros, camion avion ou monté sur des dispositifs en rotation et qui doivent être arrêté.] L’état des techniques antérieures dans l’industrie du freinage mettent en œuvre des éléments magnétiques associés à des bobinages qui sont alimentés par des courants électriques et qui sont désignés sous le nom d’actionneur Deux types de techniques sont particulièrement connues celles qui utilisent les techniques l’induction et celle qui utilisent les techniques dites électro-aimant. Ces techniques consistent à agir de la manière suivante. Au cours d’une action de freinage, Il est injecté dans ces actionneurs qui comprennent des bobinages et des matériaux magnétiques des courants dont les effets sont de créer des champs de forces en relation avec les caractéristiques des matériaux magnétiques et des courants qui parcourent les bobinages et ceci de manière à provoquer Pour l’une des champs induits dans des pièces mécaniques en rotation ce qui pour les dites pièces entrainera un ralentissement de la même nature physique mais l’inverse à celui qui entraine une rotation de la roue de BARLOW. Les réalisations les plus connues dans le domaine des transports ce sont les ralentisseurs de la société TELMA particulièrement utilisés dans les transports en commun, camion auto bus et autres .Il faut remarquer que l’utilisation de cette technique ne met pas en œuvre d’éléments de friction ce qui d’un point de vue écologique est un avantage. Toutefois les courants nécessaires à l’efficacité du freinage sont importants et l’efficacité au cours de la fin de la phase du freinage est pratiquement inexistante.] Pour l’autre qui comprend un bobinage et des matériaux magnétiques la mise en œuvre de courant électrique dans le bobinage entraine des forces d’attraction sur un noyau que l’on désigne sous le nom de palette et qui applique des forces mécaniques sur des frictions dont la fonction est de ralentir un disque dit de freinage Les forces d’attractions sont en relation avec la quantité de courant dans le bobinage ,ainsi que des caractéristiques des matériaux magnétiques . Il faut remarquer que cette technique met en œuvre des frictions. Dans la mesure où la préoccupation écologique est importante en particulier en ce qui concerne les poussières émises par les frictions, il est mis en œuvre des réceptacles récupérateurs de ces poussières. L’intérêt de cette technologie est qu’elle développe une efficacité de freinage pendant toutes les périodes du freinage jusqu'à l’arrêt. La technologie n’entraine pas l’utilisation de fluide polluant elle nécessite des courants de commande des bobinages bien moins important que pour la mise en Œuvre des dispositifs à induction. Elle permet d’optimiser le compromis qui dans ce type de commande consiste à consommer le minimum de courant pour le maximum de forces à produire Selon les techniques mises en œuvre dans la mesure où il est nécessaire de diminuer les dimensions des éléments et d’augmenter les forces d’application sur les frictions il est intéressant d’optimiser un compromis, consommation de courant et force d’application sur les frictions. C’est une des raisons de l’utilisation d’un amplificateur mécanique d’application des forces sur les frictions. La faisabilité de freiner les roues arrière d’un véhicule de moyenne gamme ou de plus haut de gamme sans utilisé les services des amplificateurs mécaniques est envisageable. Toutefois pour freiner efficacement les roues avant d’un véhicule les amplificateurs sont une solution qui répond aux exigences d’efficacité du freinage] L’objet de l’invention consiste à compléter et par suite à augmenter les forces émises par les éléments électromagnétiques sur la palette en interposant entre la palette et les matériaux de friction des bras dont la longueur déterminera une augmentation des forces mécaniques sur l’ensemble des matériaux de friction en contact avec le disque] Les techniques actuelles consistent à utiliser Des plaquettes qui sont reparties d’un coté et de l’autre du disque, elles pincent le disque de freinage. L’invention consiste à remplacer les actionneurs hydrauliques ou pneumatiques par des actionneurs électromagnétiques à anneaux avec palette qui met en action des bras mécaniques linéaires amplificateurs de force selon le principe d’Archimède et dont la fonction est de mettre en contact un ensemble de disques de frein fixes et de disques de friction mobiles. L’action des amplificateurs sur un cône d’application entraine, la mise de la pression sur les disques mobiles. Le contact des disques mobiles sur les disques de frictions fixes entraine le freinage et par suite le ralentissement, puis l’arrêt des équipements en rotation, roue, axe tournant Exposé de l’invention, l’invention selon la figure de présentation générale ( ) a pour objet de contrôler des freins, leur puissance de freinage, leur efficacité et la robustesse de fonctionnement et ceux ci en mettant en œuvre un actionneur électromagnétique, qui est un anneau magnétique ( ) monté sur un support actionneur (fig.2) L’anneau est alimenté en énergie électrique et détermine ainsi des mouvements d’attraction sur la palette ( ) L’invention concerne principalement les freins dit 360° dont la particularité est de freiner des disques constitués d’un ensemble de disques de frein lisse fixe ( ) solidaire d’une cloche ( ) et de disques de friction mobiles ( ) en rotation et dont les disques coulissent en mode solidaire sur l’axe de rotation ( ) dans lequel sont usinées des rainures de guidage. Les disques de friction sont mobiles et tournent avec la roue. La palette (3) active des amplificateurs mécaniques linéaires (6) qui agissent sur un cône d’application qui met en pression les disques de freinage. Lorsque l’actionneur électromagnétique est alimenté en courant à partir de sources électriques comprises soit du 12 volts 24volts 48 volts et 90 volts selon le type d’actionneur choisi Un module électronique de commande contrôle les courants injectés dans l’actionneur .La force d’application sur les frictions sera plus ou moins importante en fonction de la quantité de courant injecté dans l’anneau magnétique qui attirent la palette associée .Le module électronique injecte des courants selon le mode modulation de fréquence en ce qui concerne l’anneau magnétique Le freinage est plus ou moins important en fonction de la longueur des bras amplificateurs qui sont activés par la palette, bras qui appliquent les forces sur le cône de transmission de la pression sur les disques En conséquence tout organe solidaire des disques de friction en particulier le porte disque ( ) sera plus ou moins ralenti (une roue par exemple) L’invention indique que les disques de friction sont mobiles et que les disques lisses sont fixe,( ).et solidaire de la cloche ( ) L’invention comporte des disques qui sont des disques de frictions libre en rotation désignés sous le nom de disques mobiles monté sur un porte disques ( ) des disques lisses percés de trous désignés sous le nom de disque fixes ( ) implanté dans une pièce désigné sous le nom de cloche ( ) .La mise en pression des disques est assurée grâce à l’action de quatre amplificateurs mécaniques ( ) désignés sous le nom d’amplificateurs supports contacts linéaires. La capacité d’amplification est de 2,7. Les éléments magnétique de commande agissent sur la palette ( ) Celle-ci par l’intermédiaire des amplificateurs mécaniques est mise en contact avec un cône d’application interposé entre la palette et les disques. Le cône d’application coulisse dans une pièce désigné sous le nom de cadre magnétique jusqu’à un cran d’arrêt Le rattrapage de jeu étant assuré par un ressort de rappel qui ramène le cône au bout du rail. L’invention consiste à utiliser des actionneurs électromagnétiques de manière à simplifier l’installation des systèmes de freinage sur les .véhicules et de diminuer les prix d’acquisition d’exploitation de montage et d’une manière générale le rapport qualité prix des freins et des systèmes de freinage. L’invention consiste également à supprimer les huiles, récupérer les poussières résultant des actions de friction des disques, et par conséquent de satisfaire les besoins écologiques des systèmes de freinage. Les Applications industrielles concernent l’ensemble de l’industrie du freinage. L’invention est Composée de pièces qui sont compatibles avec toutes les gammes de véhicules. Les techniques de fonderie en particulier, mais aussi les techniques de fabrication, L’ensemble du frein ( ) ainsi constitué n’entraine aucune servitude et se monte en lieu et place des freins existants Les tensions, les courants d’alimentation des actionneurs les dimensions des amplificateurs mécaniques sont en relation avec la puissance et l’efficacité demandée pour les freins ,et les conditions de montage des freins dans les roues des véhicules. L’exemple d’une réalisation et les caractéristiques d’un anneau magnétique sont données ci après. On conçoit que, en fonction des dimensions disponibles pour les bobines et les palettes, il est possible de construire une gamme de freins dont l’efficacité sera plus ou moins importante en fonction de la force demandé par les spécifications des anneaux et aussi en fonction des amplificateurs mécaniques implantés dans le frein. L’anneau est en réalité un ensemble composée d’un noyau composé de matériaux magnétiques, d’un cadre de bobine d’une bobine et de son support bobine, d’une palette équipée de 4 lamelles. Le support bobine plaquette est percé de quatre jeux de trous qui reçoivent les fixations des 4 bras amplificateurs Selon la ( ) La palette comporte des encoches et des passages dans le but de permettre à des poussoirs des amplificateurs de communiquer les forces développées par l’anneau, au cône d’application de la pression sur les disques de friction. ] Dans le but de conserver les performances des frictions et selon leur usure, le stator de l’anneau est monté sur un ressort hélicoïdal ou des ressorts cylindriques. La fonction de ces ressorts est de rapprocher l’anneau des portes frictions lorsque l’épaisseur des frictions diminue en fonction de leur usure .Ce dispositif permet de conserver des cotes de la palette et des doigts qui poussent les portes frictions constantes.] Le stator se déplace dans un logement dont la profondeur correspond en millimètres à la perte d’épaisseur des frictions La commande électrique de l’anneau est réalisée par un module électronique dont les caractéristiques dépendent des caractéristiques de l’anneau Magnétique. Dans le cas considéré les caractéristiques de l’anneau sont. La valeur L est de 24 mh pour un entrefer de 0.55mm, la résistance Rl est de 0.90 ohm.] L’efficacité du mécanisme complet adapté à un véhicule est le suivant. La force de freinage roue sol est de 8600N le couple 2650NM pour un effort appliqué aux disques de 3750N après amplification et de 1450N avant amplification. Le courant nécessaire est de 19 ampères sous 12 Volts selon un mode de commande en courant continu .En fonction d’un mode de commande pulsé et de la distance de l’entrefer le courant est compris entre 4 et 7,3 ampères sous 12 volts. Dans ce mode de commande en PWM c'est-à-dire en mode cycles variables, la fréquence de base de modulation est de 333Hz. Le temps de monté est d’environ 50 ms et les temps de descente de 29 ms à 9 ms] Le schéma du modules électronique de commande correspond au plan ( ) Le commutateur est un VN20N un MOS FET de Vdss=60V, Rds(on)= 0;05ohm et de courant de sortie nominal de 14 A sous 12Volts. Plusieurs montages sont possibles qui déterminent le temps d’extinction du courant après le passage à l’état bloqué du commutateur La technologie permet de commander directement, à partir de la pédale de frein ou en utilisant les techniques de multiplexage, le module électronique qui activent l’anneau magnétique. La puissance électrique nécessaire est toujours délivrée par les sources d’énergie de 12 volts à 48 volts ou 90 volts. La fonction frein de parking agira sur la palette selon les techniques de la mécanique classique et dont l’activation aura pour résultat de mettre en œuvre les amplificateurs qui sont liés à la palette et donc d’agir sur le cône d’application et par suite de mettre la pression sur les disques]La ventilation des disques de frein est obtenue par l’utilisation d’une entrée d’air ( ) latérale pratiqué dans la cloche situé sur la partie la plus favorable pour absorber l’air en fonction de la vitesse du véhicule. Des trous ou espaces sont positionnés dans les disques fixes, et dans les disques mobiles. La circulation d’air dans le frein ainsi réalisée favorise la récupération des poussières de frictions qui sont aspirées dans un récupérateur localisé dans la partie basse de la cloche et équipé d’un filtre en relation avec l’air extérieur Dispositif de Frein à disques (Fig. 9)composé de disques fixes solidaire d’une cloche et de disques mobiles de friction coulissant sur l’axe d’une pièce désigné sous le nom de porte friction doté de rainures solidaire de la partie tournante de l’essieu et solidaire de la roue à freiner l’ensemble des éléments est mis en action grâce à la mise en œuvre d’un actionneur électromagnétique qui actionne des leviers amplificateurs des forces délivrée par l’anneau commandé par un module électronique qui alimente en courant le dit anneau Caractérisé en ce que c’est un anneau magnétique (1) qui attirent une palette (3) elles même associée à des leviers mécaniques (6) linéaires dit amplificateur de forces dont l’action est multiplier de l’ordre de 2.7 les forces sur le cône de transmission. Les forces des leviers au nombre de 4 agissent sur un cône de transmission qui compresse les disques mobiles de friction coulissant dans un cadre équipé d’un dispositif de rappel. Les actionneurs sont alimentés par des sources d’énergie comprises dans la gamme de 12 ,24 volts 48 volts à 90 volts Les dits actionneurs sont commandés par des modules électroniques de commande modulés en fréquence 333HZ et mode cycles variables capables de doser le courant et par conséquent les forces nécessaires à la mise en action les amplificateurs mécaniques d’activation du cône d’application de la pression sur les disques mobiles qui portent les frictions reparties sur 360°et qui entrent en contact avec des disques fixes de freinage. Le rattrapage de l’usure des frictions est corrigé par la présence dans le logement d’un ressort hélicoïdal ou ressorts dans laquelle coulisse l’anneau. Une entrée d’air (10) dans la cloche (8) et des trous percés dans les disques fixes (4) et mobiles (5) assurent la ventilation du frein et la récupération des poussières de friction. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le frein est activé par un actionneur électromagnétiques à palettes qui activent des amplificateurs linéaires mécaniques Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l’amplification est déterminée par la longueur des leviers amplificateurs qui applique les forces sur le cône de transmission et par suite la pression sur le disque mobile (5) du frein