Brevet FR3149658A1 — publié le 20241213

L’invention concerne un système de freinage destiné à un véhicule comportant : - un disque de frein (8) ayant une première face plane (14), - une plaquette de frein (12) fixé au support de plaquette en regard d’une première portion circulaire (20) de la première face plane du disque de frein, - un dispositif de déplacement (13) de la plaquette de frein propre à amener la plaquette de frein contre une première portion circulaire (20) de la première face plane du disque de frein, - un inducteur (22, 26) d’un ralentisseur électromagnétique propre à générer des courants de Foulcault vers la première face plane (14) du disque de frein, l’inducteur de ralentisseur électromagnétique étant agencé en regard d’une seconde portion circulaire (24) du disque de frein. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1 Système de freinage, procédé de freinage et véhicule comportant un tel système de freinage Domaine technique de l’invention Le système de freinage selon l’invention peut être monté sur des véhicules légers, des véhicules industriels, des trains et des métros Etat de la technique antérieure De nombreux véhicules sont équipés des freins à friction montés sur chacun des roues du véhicule. Or, avec ce type de frein, le frottement des garnitures de frein sur le disque provoque des émissions de particules polluantes. De plus, le frottement des garnitures de frein sur le disque provoque une élévation rapide de la température des garnitures de frein et du disque. Cette élévation de la température dégrade les performances du frein. Présentation de l’invention Un premier but de la présente invention est de réduire ces émissions de particules polluantes. Un deuxième but de la présente invention est d’utiliser le freinage électromagnétique sans friction pour ralentir et de préserver les performances importantes du freinage à friction pour un freinage d’urgence sécuritaire. A cet effet, la présente invention a pour objet un système de freinage destiné à un véhicule comprenant une caisse, un moyeu monté mobile en rotation par rapport à la caisse, le moyeu ayant un axe de rotation, le système de freinage comportant : - un disque de frein destiné à être fixé au moyeu, ledit disque de frein ayant un axe de rotation, une première face plane, une deuxième face plane opposée à la première face plane, - un support de plaquette, - au moins une plaquette de frein fixé au support de plaquette en regard d’une première portion circulaire de la première face plane du disque de frein, - un dispositif de déplacement propre à déplacer la plaquette de frein par rapport au disque de frein pour amener la plaquette de frein contre une première portion circulaire de la première face plane du disque de frein, caractérisé en ce qu’il comporte en outre au moins un inducteur d’un ralentisseur électromagnétique propre à générer des courants de Foulcault vers la première face plane du disque de frein pour ralentir le disque de frein, ledit inducteur de ralentisseur électromagnétique étant agence en regard d’une seconde portion circulaire du disque de frein. Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre. Elles peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - la première portion circulaire est distincte et décalée angulairement par rapport à la seconde portion circulaire. - La première portion circulaire s’étend sur une première plage angulaire, la seconde portion circulaire s’étend sur une deuxième plage angulaire, la deuxième plage angulaire est comprise entre 100 degrés et 250 degrés. - la première portion circulaire s’étend sur une première plage angulaire, la seconde portion circulaire s’étend sur une deuxième plage angulaire, la première plage angulaire est complémentaire à la deuxième plage angulaire. -Au moins une partie de la première face plane du disque de frein est recouverte par au moins un premier revêtement, le premier revêtement étant réalisé dans un matériau ayant une conductivité électromagnétique supérieure à la conductivité électromagnétique de l’acier. -Le matériau comprend un matériau parmi du cuivre, de l’argent et de l’or. -Le premier revêtement présente une épaisseur comprise entre 1 millimètre et 3 millimètres, et de préférence comprise entre 1 millimètre et 2 millimètres. -Le premier revêtement est recouvert par un deuxième revêtement. - Le deuxième revêtement comprend un matériau parmi un acier ou une fonte. - Le deuxième revêtement présente une épaisseur comprise entre 1 millimètre et 3 millimètres, et de préférence comprise entre 1 millimètre et 1.5 millimètres. - Le système de freinage comporte deux inducteurs et un étrier de support propre à porter lesdits inducteur ; ledit étrier de support comportant une première et une deuxième plaques de support portant chacune un inducteur, la première plaque de support étant agencée en regard d’au moins une partie de la première face plane du disque de frein, et la deuxième plaque de support étant agencée en regard d’une partie de la deuxième face plane du disque de frein, la première plaque de support et la deuxième plaque de support étant fixées l’une à l’autre. - La première portion circulaire est délimitée par un rayon interne, un rayon externe et un centre situé sur l’axe de rotation, la deuxième portion circulaire est délimitée par un rayon interne, un rayon externe, et un centre situé sur l’axe de rotation; et dans lequel le rayon interne de la première portion circulaire est supérieure ou égal au rayon externe, de la seconde portion circulaire. - Seule une partie de la première face plane du disque de frein est recouverte d’un premier revêtement, ladite partie présentant la forme d’une couronne ayant un rayon extérieur sensiblement égal au rayon extérieur de la seconde portion circulaire, le premier revêtement étant réalisé dans un matériau ayant une conductivité électromagnétique supérieure à la conductivité électromagnétique de l’acier. - Le matériau comprend un matériau parmi du cuivre, de l’argent et de l’or. - Le premier revêtement présente une épaisseur comprise entre 1 millimètre et 3 millimètres, et de préférence comprise entre 1 millimètre et 2 millimètres. L’invention concerne également un véhicule comprenant une caisse, un moyeu fixé mobile en rotation par rapport à la caisse, caractérisé en ce qu’il comporte un système de freinage tel que mentionné ci-dessus, le disque de frein étant solidaire en rotation du moyeu, ledit support de plaquette étant porté par la caisse et la première plaque de support étant fixée à la caisse. L’invention concerne également un procédé de freinage mis en œuvre par un système de freinage tel que mentionné ci-dessus qui comprend les étapes suivantes : - réception d’une commande de freinage ; - alimentation du au moins un inducteur d’un ralentisseur électromagnétique; - application de ladite au moins une plaquette de frein contre le disque de frein. Brève description des figures est une vue en perspective d‘un système de freinage selon un premier mode de réalisation de l’invention ; et est une vue de côté d’une face plane d’un disque de frein du système de freinage illustré sur la ; est une vue d’une section selon un plan horizontal passant par l’axe de rotation A-A du moyeu et du disque de frein du système de freinage illustré sur la ; est une vue d’une section selon un plan horizontal passant par l’axe de rotation A-A du moyeu et d’une variante du disque de frein du système de freinage illustré sur la ; est une vue de côté d‘un système de freinage selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; est une vue d’une section selon un plan horizontal passant par l’axe de rotation A-A du moyeu et du disque de frein du système de freinage illustré sur la . Description détaillée de l’invention La présente invention concerne un système de freinage et un véhicule comportant ce système de freinage. Le véhicule est par exemple un véhicule automobile, un camion ou un poids lourd, un wagon d’un train ou un wagon d’un métro. Le véhicule comporte une caisse 2 représentée schématiquement sur la , des moyeux 4 fixés à la caisse et des roues (non représentées) fixées sur les moyeux. Chaque moyeu est mobile en rotation par rapport à la caisse autour d‘un axe de rotation A-A. En référence à la , le système de freinage 6 selon un premier mode de réalisation de l’invention comporte un disque de frein 8, un support de plaquette 10 et au moins une plaquette de frein 12. Le disque de frein 8 est solidaire du moyeu 4 de manière à ce que son centre soit situé sur l’axe de rotation A-A. L’axe de rotation du disque de frein 8 est confondu avec l’axe de rotation A-A. Le disque de frein 8 comporte une première face plane 14 latérale et une deuxième face plane 16 latérale opposée à la première face plane. Dans le mode de réalisation illustré, le disque de frein est ajouré pour permettre la dissipation de la chaleur. Sur le mode de réalisation représenté, le support de plaquette 10 est constitué d’une coque munie d’une ouverture longitudinale 18 traversée par une partie du disque de frein. Une partie du disque de frein 8 est disposée dans la coque du disque de frein. Le support de plaquette 10 est fixé à la caisse 2. Le support de plaquette 10 contient et porte une première plaquette de frein 12, une deuxième plaquette de frein (non représenté) et un dispositif de déplacement 13 apte à déplacer les plaquettes de frein contre le disque de frein suite à une réception d’une commande de freinage. La première plaquette de frein 12 est agencée en regard de la première face plane 14 du disque de frein. La deuxième plaquette de frein est agencée en regard de la deuxième face plane 16 du disque de frein. Les plaquettes de frein comprennent chacune une semelle pourvue d’une garniture. En particulier, la première plaquette de frein 12 est localisée en regard d’une première portion circulaire 20 de la première face plane du disque de frein. De la même façon, la deuxième plaquette de frein est localisée en regard d’une première portion circulaire de la deuxième face plane du disque de frein. La première portion circulaire 20 de la première face plane du disque de frein est représentée sur la . La première portion circulaire de la deuxième face plane du disque de frein n’est pas visible sur les figures. Les premières portions circulaires s’étendent le long d’un bord du disque de frein sur une première plage angulaire α ayant pour centre un point de l’axe de rotation A-A du disque de frein. Le système de freinage 6 comporte en outre un premier inducteur 22 d’un ralentisseur électromagnétique disposé en regard de la première face plane 14 du disque de frein. Le premier inducteur 22 est propre à générer des courants de Foulcault vers cette première face plane 14 du disque de frein pour ralentir le disque de frein 8. En particulier, le premier inducteur 22 de ralentisseur électromagnétique est localisé en regard d’une seconde portion circulaire 24 de la première face plane 14 du disque de frein. La seconde portion circulaire 24 s’étend sur une deuxième plage angulaire β ayant pour centre un point de l’axe de rotation A-A du disque de frein. Par exemple, la deuxième plage angulaire β est comprise entre 100 degrés et 250 degrés. La première portion circulaire 20 est distincte et décalée angulairement par rapport à la seconde portion circulaire 24. Dans le mode de réalisation illustré sur la , il n’y a aucun chevauchement entre la première portion circulaire 20 et la deuxième portion circulaire 24. Selon une variante non représentée, la première plage angulaire α est complémentaire à la deuxième plage angulaire β. Autrement dit, l’ensemble de la première plage angulaire α et de la deuxième plage angulaire β est sensiblement égale à 360°. De la même façon, le système de freinage 6 comporte en outre un deuxième inducteur 26 d’un ralentisseur électromagnétique disposé en regard de la deuxième face plane 16 du disque de frein et propre à générer des courants de Foulcault vers cette deuxième face plane. Le deuxième inducteur 26 de ralentisseur électromagnétique est localisé en regard d’une seconde portion circulaire de la deuxième face plane 16 du disque de frein. Les inducteurs 22, 26 comprennent des bobines électromagnétiques 30 connectées électriquement à une source 32 d’alimentation électrique. Une seule connexion électrique a été représentée sur la . Les autres connexions électriques n’ont pas été représentées. Les bobines électromagnétiques 30 comprennent des saillies axiales entourées de fils électriques conducteurs connectés à la source 32 d’alimentation électrique. Lorsqu’un courant électrique est généré par la source d’alimentation 32, les bobines électromagnétiques émettent un champ magnétique en direction du disque de frein. Ainsi, le disque de frein, et en particulier la première face plane 14 et la deuxième face plane 16 du disque de frein, constituent des induits d’un ralentisseur électromagnétique. En référence à la , au moins une partie de la première face plane 14 du disque de frein est recouverte par un premier revêtement 34. Dans le mode de réalisation représenté à titre d’exemple, la partie du disque de frein recouverte du premier revêtement est comprise entre le bord périphérique du disque de frein et une ligne en pointillés. En pratique, le premier revêtement 34 recouvre au moins une couronne ayant une dimension selon une direction radiale au moins égale à la dimension de la seconde portion circulaire 24 selon la direction radiale. De préférence, au moins une partie de la deuxième face plane 16 du disque de frein est recouverte par le premier revêtement 34. En variante, l’ensemble de la première face plane et ou de la deuxième face est recouverte du premier revêtement. Le premier revêtement 34 est réalisé dans un matériau ayant une conductivité électromagnétique élevée de manière à favoriser la propagation des champs électromagnétiques dans le disque de frein. En particulier, le premier revêtement 34 est réalisé dans un matériau ayant une conductivité électromagnétique supérieure à la conductivité électromagnétique de l’acier. Ce matériau est par exemple du cuivre, de l’argent ou de l’or. De préférence, le premier revêtement 34 présente une épaisseur comprise entre 1 millimètre et 3 millimètres. De manière plus préférentielle, le premier revêtement 34 présente une épaisseur comprise entre 1 millimètre et 2 millimètres. De la même façon, au moins une partie de la deuxième face plane 16 du disque de frein est recouverte par le premier revêtement 34. Avantageusement, ce premier revêtement 34 augmente l’efficacité du freinage par les ralentisseurs électromagnétiques car il favorise la propagation des courants de Foucault dans le disque de frein. Selon une variante de réalisation du disque de frein représentée sur la , le premier revêtement 34 est recouvert par un deuxième revêtement 36. Le deuxième revêtement 36 comprend un matériau parmi un acier ou une fonte. Le deuxième revêtement 36 présente une épaisseur comprise entre 1 millimètre et 3 millimètres, et de préférence comprise entre 1 millimètre et 1,5 millimètres. En variante, l’ensemble de la première face plane et ou de la deuxième face plane est recouverte du premier revêtement. Avantageusement, le deuxième revêtement permet de protéger le premier revêtement de l’usure générée par la friction de la garniture de la plaquette de frein contre les faces planes du disque de frein. Le système de freinage 6 comporte un étrier de support 38 propre à porter le premier 22 et le deuxième 26 inducteurs. L’étrier de support 38 comporte une première 40 et une deuxième 42 plaques de support portant chacune un inducteur. La première plaque de support 40 agencée en regard et à faible distance d’au moins une partie de la première face plane 14 du disque de frein. Des bobines électromagnétiques 30 sont fixées à la première plaque de support. La deuxième plaque de support 42 est agencée en regard et à faible distance d’une partie de la deuxième face plane 16 du disque de frein. Des bobines électromagnétiques 30 sont fixées à la deuxième plaque de support. La première plaque de support et la deuxième plaque de support sont fixées l’une à l’autre par des tiges de fixation 44 s’étendant selon une direction parallèle à l’axe de rotation A-A. En référence à la , le système de freinage 46 selon un deuxième mode de réalisation est similaire au système de freinage 6 selon le premier mode de réalisation. Les mêmes éléments ont été référencés par les mêmes références et ne seront pas décrits en détail une seconde fois. Le système de freinage 46 comporte un disque de frein 8, un support de plaquette 10 portant des plaquettes de frein 12 et un dispositif de déplacement 13 des plaquettes de frein. Le disque de frein 8 comporte une première face plane 48 et une deuxième face plane opposée 49. Dans ce mode de réalisation, la première plaquette de frein 12 est localisée en regard d’une première portion circulaire 50 de la première face plane du disque de frein. La première portion circulaire 50 est délimitée par un rayon interne RI1, un rayon externe RE1 et un centre 0 situé sur l’axe de rotation A-A. Le système de freinage 46 comporte en outre un premier inducteur 52 d’un ralentisseur électromagnétique disposé en regard de la première face plane 48 du disque de frein. Le premier inducteur 52 est propre à générer des courants de Foulcault vers cette première face plane 48 du disque de frein pour ralentir le disque de frein 8. En particulier, le premier inducteur 52 de ralentisseur électromagnétique est localisé en regard d’une seconde portion circulaire 54 de la première face plane du disque de frein. La seconde portion circulaire 54 est délimitée par un rayon interne RI2 et un rayon externe RE2. La seconde portion circulaire 54 est concentrique avec la première portion circulaire 50. Dans ce mode de réalisation, le rayon interne RI1 de la première portion circulaire 50 est supérieure au rayon externe RE2 de la seconde portion circulaire 54. Autrement dit, la première portion circulaire 50 est agencé dans une couronne qui encercle la seconde portion circulaire 54. Dans ce mode de réalisation, seule une partie centrale de la première face plane du disque de frein est recouverte du premier revêtement 34. Cette partie centrale présente la forme d’une couronne ayant un rayon intérieur RI2 sensiblement égal au rayon du moyeu 4 et un rayon extérieur sensiblement égal au rayon extérieur RE2 de la seconde portion circulaire. Le premier revêtement 34 étant réalisé dans un matériau ayant une conductivité électromagnétique supérieure à la conductivité électromagnétique de l’acier. Ce matériau comprend un matériau parmi du cuivre, de l’argent et de l’or. Ainsi, les plaquettes de frein ne sont pas appliquées sur la même portion du disque de frein que les courants de Foucault, et cela même lors de la rotation de la roue. Avantageusement, le premier revêtement 34 n’est pas abimé par la friction de la garniture des plaquettes de frein. En variante, le premier revêtement 34 est recouvert par un deuxième revêtement 36. La deuxième face du disque de frein est identique à la première face plane et ne sera pas décrit une seconde fois. Ce système de freinage 46 est adapté pour des véhicule ayant des disques de frein de grand diamètre tes que les poids lourds ou les wagons de train ou de métro. Selon la présente invention, lors d’une commande de freinage, les ralentisseurs électromagnétiques sont tout d’abord alimentés par la source d’alimentation 32 jusqu’à ce que la roue ait atteint une vitesse prédéfinie, puis les plaquettes de frein sont actionnées. A cet effet, le dispositif de déplacement 13 représenté schématiquement, applique la garniture de la plaquette de frein contre la face plane du disque de frein et provoque un freinage par friction. Système de freinage (6 ;46) destiné à un véhicule comprenant une caisse (2), un moyeu (4) monté mobile en rotation par rapport à la caisse, le moyeu (4) ayant un axe de rotation (A-A), le système de freinage comportant : - un disque de frein (8) destiné à être fixé au moyeu, ledit disque de frein (8) ayant un axe de rotation, une première face plane (14 ;48), une deuxième face plane (16 ;49) opposée à la première face plane, - un support de plaquette (10), - au moins une plaquette de frein (12) fixé au support de plaquette en regard d’une première portion circulaire (20 ;50) de la première face plane du disque de frein, - un dispositif de déplacement (13) propre à déplacer la plaquette de frein par rapport au disque de frein pour amener la plaquette de frein contre une première portion circulaire (20) de la première face plane du disque de frein, caractérisé en ce qu’il comporte en outre au moins un inducteur (22, 26 ;52) d’un ralentisseur électromagnétique propre à générer des courants de Foulcault vers la première face plane (14 ;48) du disque de frein pour ralentir le disque de frein, ledit inducteur de ralentisseur électromagnétique étant agencé en regard d’une seconde portion circulaire (24 ;54) du disque de frein. Système de freinage (6) selon la revendication 1, dans lequel la première portion circulaire (20) est distincte et décalée angulairement par rapport à la seconde portion circulaire (24). Système de freinage (6) selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel la première portion circulaire (21) s’étend sur une première plage angulaire (α), la seconde portion circulaire (24) s’étend sur une deuxième plage angulaire (β), la deuxième plage angulaire (β) est comprise entre 100 degrés et 250 degrés. Système de freinage (6) selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel la première portion circulaire (21) s’étend sur une première plage angulaire (α), la seconde portion circulaire (24) s’étend sur une deuxième plage angulaire (β), la première plage angulaire (α) est complémentaire à la deuxième plage angulaire (β). Système de freinage (6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel au moins une partie de la première face plane (14) du disque de frein est recouverte par au moins un premier revêtement (34), le premier revêtement (34) étant réalisé dans un matériau ayant une conductivité électromagnétique supérieure à la conductivité électromagnétique de l’acier. Système de freinage (6) selon la revendication 5, dans lequel ledit matériau comprend un matériau parmi du cuivre, de l’argent et de l’or. Système de freinage (6) selon l’une quelconque des revendications 5 et 6, dans lequel ledit premier revêtement (34) présente une épaisseur comprise entre 1 millimètre et 3 millimètres, et de préférence comprise entre 1 millimètre et 2 millimètres. Système de freinage (6) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel ledit premier revêtement (34) est recouvert par un deuxième revêtement (36). Système de freinage (6) selon la revendication 8, dans lequel le deuxième revêtement (36) comprend un matériau parmi un acier ou une fonte. Système de freinage (6) selon l’une quelconque des revendications 8 et 9, dans lequel le deuxième revêtement (36) présente une épaisseur comprise entre 1 millimètre et 3 millimètres, et de préférence comprise entre 1 millimètre et 1.5 millimètres. Système de freinage (6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, qui comporte deux inducteurs (22, 26) et un étrier de support (38) propre à porter lesdits inducteur (22, 26) ; ledit étrier de support comportant une première (40) et une deuxième (42) plaques de support portant chacune un inducteur (22,26), la première plaque de support (40) étant agencée en regard d’au moins une partie de la première face plane (14) du disque de frein, et la deuxième plaque de support (42) étant agencée en regard d’une partie de la deuxième face plane (16) du disque de frein, la première plaque de support et la deuxième plaque de support étant fixées l’une à l’autre. Système de freinage (46) selon la revendication 1, dans lequel la première portion circulaire (50) est délimitée par un rayon interne (RI1), un rayon externe (RE1) et un centre (0) situé sur l’axe de rotation (A-A), la deuxième portion circulaire (54) est délimitée par un rayon interne (RI2), un rayon externe (RE2), et un centre (0) situé sur l’axe de rotation (A-A); et dans lequel le rayon interne (RI1) de la première portion circulaire (50) est supérieure ou égal au rayon externe (RE2), de la seconde portion circulaire (54). Système de freinage (46) selon la revendication 12, dans lequel seule une partie de la première face plane du disque de frein est recouverte d’un premier revêtement (34), ladite partie présentant la forme d’une couronne ayant un rayon extérieur sensiblement égal au rayon extérieur (RE2) de la seconde portion circulaire, le premier revêtement (34) étant réalisé dans un matériau ayant une conductivité électromagnétique supérieure à la conductivité électromagnétique de l’acier. Système de freinage (46) selon la revendication 13, dans lequel ledit matériau comprend un matériau parmi du cuivre, de l’argent et de l’or. Système de freinage (46) selon l’une quelconque des revendications 13 et 14, dans lequel ledit premier revêtement (34) présente une épaisseur comprise entre 1 millimètre et 3 millimètres, et de préférence comprise entre 1 millimètre et 2 millimètres. Véhicule comprenant une caisse (2), un moyeu (4) fixé mobile en rotation par rapport à la caisse, caractérisé en ce qu’il comporte un système de freinage selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, le disque de frein (8) étant solidaire en rotation du moyeu (4), ledit support de plaquette (10) étant porté par la caisse et la première plaque de support (40) étant fixée à la caisse. Procédé de freinage mis en œuvre par un système de freinage selon l’une quelconque des revendications 1 à 15 qui comprend les étapes suivantes ; - réception d’une commande de freinage : - alimentation du au moins un inducteur d’un ralentisseur électromagnétique (22, 26 ; 52) ; - application de ladite au moins une plaquette de frein (12) contre le disque de frein (8).