Brevet FR3162256A1 — publié le 20251121

L'invention concerne un dispositif d’isolation thermique du frein à disque (3) associé à un moteur électrique (2) de roues (1) pour véhicules automobiles, ledit moteur comprenant un stator (20) monté sur l’axe central (X) de la roue et un rotor (21) monté, d’une part, sur la jante (11) de roue et, d’autre part, sur le disque (3) de frein via des organes (5) de fixation périphériques, caractérisé en ce que lesdits organes de fixation (5) sont pourvus d’entretoises (4) en matériau thermiquement isolant disposées entre le disque (3 ) et le rotor (21). Figure de l’abrégé (Fig. 1 ) DISPOSITIF D’ISOLATION THERMIQUE DES FREINS POUR MOTEUR ÉLECTRIQUE DE ROUES DE vÉhicules automobiles L'invention concerne, de façon générale, le domaine de la motorisation électrique des véhicules automobiles et s’intéresse, plus particulièrement, à un dispositif destiné à isoler thermiquement les freins des moteurs électriques destinés à être intégrés dans les roues pour assurer la traction de ces véhicules. La motorisation de certains véhicules électriques est assurée, non pas au moyen d’une motorisation centrale mais via des moteurs directement intégrés dans les roues. Ce mode de motorisation, à une ou plusieurs roues motrices, permet de libérer de l’espace dans le compartiment moteur pour l’implantation des batteries et apporte aussi des avantages en termes de tenue de route. Ces moteurs électriques sont montés dans les roues, de telle sorte que le stator se trouve sur l’axe central et le rotor à l’intérieur de la jante de la roue. Un tel moteur est généralement équipé d’un frein à disque relié au rotor et pourvu d’un étrier. Lors du freinage, la friction des disques contre le rotor génère une forte chaleur (la température du disque pouvant s’élever jusqu’à environ 800° C) qui est transférée par conduction au moteur. Or, cette chaleur peut détériorer le moteur et, notamment, le bobinage et les aimants, qui sont des éléments particulièrement sensibles aux fortes températures. Le brevet JP4391884B2 décrit un dispositif d’isolation thermique des freins à disque comprenant une rondelle en céramique destinée à limiter la conduction de la chaleur générée par les disques lors du freinage vers les organes de fixation de ces disques. Cependant, ce dispositif n’est pas adapté aux freins des moteurs électriques de roues, dont les disques agissent directement sur le rotor, et il ne permet donc pas d’isoler thermiquement les éléments essentiels de ces moteurs. Dans ce contexte problématique, l’invention a cherché une solution technique permettant d’intégrer des moyens d’isolation thermique entre les disques de frein et le moteur, pour réduire leur surfaces de contact et protéger ce dernier. Ce but est atteint, selon l’invention, au moyen d’un dispositif d’isolation thermique du frein à disque associé à un moteur électrique de roues pour véhicules automobiles, ledit moteur comprenant un stator monté sur l’axe central de la roue et un rotor monté, d’une part, sur la jante de roue et, d’autre part, sur le disque de frein via des organes de fixation périphériques, caractérisé en ce que lesdits organes de fixation sont pourvus d’entretoises en matériau thermiquement isolant disposées entre le disque et le rotor. Selon une caractéristique avantageuse du dispositif d’isolation de l’invention, les entretoises sont montées de part et d’autre du disque de frein. Selon une variante de réalisation du dispositif d’isolation de l’invention, le rotor est monté coaxialement au stator et fixé sur un épaulement radial s’étendant à l’intérieur de la jante. Selon une autre caractéristique avantageuse du dispositif d’isolation de l’invention, les organes de fixation sont vissés dans des alésages parallèles à l’axe de la roue réalisés dans le rotor et au travers du disque de frein et de la jante. Selon un premier mode de réalisation spécifique de l’invention, les entretoises sont disposées autour de chaque organe de fixation et réparties entre des entretoises extérieures au disque de frein et des entretoises intérieures intercalées entre le disque et le rotor. De préférence, les entretoises intérieures sont intercalées entre le disque et la jante. Selon un autre mode de réalisation spécifique de l’invention, les entretoises sont réalisées sous forme de rondelles et les entretoises intérieures sont plus larges et plus épaisses que les entretoises extérieures. Selon encore une autre caractéristique du dispositif d’isolation de l’invention, les entretoises sont réalisées avec un matériau de très basse conductivité thermique choisi parmi les résines phénoliques. Un autre objet de l’invention est un véhicule automobile équipé de moteurs électriques de traction intégrés dans au moins l’une de ses roues et associés à des freins à disques, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif d’isolation thermique des disques de frein tel que défini ci-dessus. Grâce à l’invention, le moteur électrique de roue est efficacement protégé des fortes températures par les entretoises thermiquement isolantes qui font barrière à la conduction de la chaleur générée par les disques lors du freinage. L’invention permet ainsi de garantir un bon fonctionnement et un bon rendement du moteur de roue électrique. Tout en réduisant la surface de contact entre les disques de frein et le moteur, les entretoises isolantes utilisées dans le dispositif de l’invention permettent, en outre, de faciliter le positionnement et le centrage du disque sur le rotor du moteur. Les moteurs électriques de roue ainsi protégés par le dispositif de l’invention constituent une excellente alternative à la motorisation électrique centrale. En effet, leur utilisation dans les véhicules électriques permet de libérer de l’espace dans le compartiment moteur pour l’implantation d’un plus grand nombre de batteries ce qui offre une augmentation significative de l’autonomie du véhicule. Au surplus, l’invention permet de sous-dimensionner les freins puisque ceux-ci sont destinés à agir localement sur chaque roue motorisée ce qui offre un gain économique significatif. Enfin, les opérations d’assemblage du véhicule en usine sont facilitées du fait que les roues sont déjà pré-équipées de leur frein. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées, pour lesquelles : FIG. 1 est une vue en perspective d’une roue de véhicule automobile équipée d’un moteur électrique intégré pourvu du dispositif d’isolation thermique selon l’invention. FIG. 2 est une vue de de face de la roue de la FIG. 1 . FIG. 3 est une vue en coupe selon AA de la roue des figures 1 et 2. FIG. 4 est une vue en coupe selon BB de la roue des figures 1 et 2. FIG. 5 est une vue de détail en coupe selon BB du dispositif d’isolation intégré dans la roue des figures 1 et 2. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures. Naturellement, les modes de réalisation du dispositif d’isolation selon l’invention illustrés schématiquement par les figures présentées ci-dessus et décrites ci-après, ne sont donnés qu'à titre d’exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu dans le cadre de l’invention que l'on puisse proposer et combiner entre eux différents modes pour en proposer d'autres. L’invention concerne le domaine général de la motorisation électrique des véhicules automobiles et s’intéresse, plus particulièrement, à la problématique de l’isolation thermique des disques de frein des moteurs électriques de traction intégrés dans les roues de ces véhicules. La motorisation de certains véhicules électriques est assurée au moyen de moteurs de traction intégrés dans les roues et qui sont équipés de freins à disques. De manière traditionnelle et comme illustré par les figures 1 et 2, ces roues 1 motorisées comprennent une jante 11, un stator 20 de moteur électrique asynchrone 2 monté sur l’axe central X de la roue et un rotor 21. Ce rotor 21 est monté coaxialement au stator 20, d’une part, sur la jante 11 et, d’autre part, sur le disque 3 de frein via des organes de fixation périphériques 5. Le frein à disque 3 comprend, en outre, un étrier 31. Lors du freinage, la friction du disque 3 contre le stator 20 génère une forte chaleur (avec une température du disque pouvant s’élever jusqu’à environ 800° C). Du fait de la structure de la roue 1, cette chaleur se propage par conduction au moteur via les organes 5 de fixation. Or, cette chaleur peut détériorer le moteur et, notamment, le bobinage et les aimants qui sont particulièrement sensibles aux fortes températures. Il en résulte des risques sérieux de dysfonctionnement du moteur, voire de destruction de ses éléments constitutifs essentiels. L’invention consiste donc à proposer un dispositif d’isolation du disque 3 de frein permettant de bloquer, ou tout au moins de réduire de façon significative l’impact sur le moteur de ce phénomène de conduction de la chaleur. A cet effet, les organes de fixation 5 du rotor 21 du moteur sur le disque 3 de frein sont pourvus, selon l’invention, d’entretoises 4 en matériau thermiquement isolant disposées entre le disque 3 et le rotor 21 et, de préférence, de part et d’autre du disque 3, comme illustré par les figures 4 et 5. Du fait que, dans le mode de réalisation représenté ici sur les figures, le rotor 21 est fixé sur un épaulement radial 11a s’étendant à l’intérieur de la jante 11, les organes de fixation 5 sont des vis engagées et serrées dans des alésages 5a parallèles à l’axe X de la roue 1 réalisés dans le rotor 21 et au travers du disque 3 de frein et de la jante 11. Les entretoises 4 sont disposées autour de chaque organe de fixation 5 et réparties entre des entretoises 41 extérieures au disque 3 de frein et des entretoises intérieures 42 intercalées entre le disque 3 et le rotor 21 et, ici, entre le disque 3 et la jante 11, comme illustré par la FIG. 5 . De préférence, les entretoises sont réalisées sous forme de rondelles et les entretoises intérieures 42 sont plus larges et plus épaisses que les entretoises extérieures 41. Ces entretoises sont réalisées avec un matériau de très basse conductivité thermique choisi parmi les résines phénoliques telles que la Bakélite (marque déposée). Dispositif d’isolation thermique du frein à disque (3) associé à un moteur électrique (2) de roues (1) pour véhicules automobiles, ledit moteur comprenant un stator (20) monté sur l’axe central (X) de la roue et un rotor (21) monté, d’une part, sur la jante (11) de roue et, d’autre part, sur le disque (3) de frein via des organes (5) de fixation périphériques, caractérisé en ce que lesdits organes de fixation (5) sont pourvus d’entretoises (41, 42) en matériau thermiquement isolant disposées entre le disque (3 ) et le rotor (21). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites entretoises (41, 42) sont montées de part et d’autre du disque (3) de frein. Dispositif l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rotor (21) est monté coaxialement au stator (20) et fixé sur un épaulement radial (11a) s’étendant à l’intérieur de la jante (11). Dispositif l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits organes (5) de fixation sont vissés dans des alésages (50) parallèles à l’axe (X) de la roue (1) réalisés dans le rotor (21) et au travers du disque (3) de frein et de la jante (11). Dispositif l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites entretoises (41, 42) sont disposées autour de chaque organe (5) de fixation et réparties entre des entretoises (41) extérieures au disque (3) de frein et des entretoises intérieures (42) intercalées entre le disque (3) et le rotor (21). Dispositif la revendication précédente, caractérisé en ce que les entretoises intérieures (42) sont intercalées entre le disque (3) et la jante (11). Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les entretoises intérieures (42) sont plus larges et plus épaisses que les entretoises extérieures (41). Dispositif l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites entretoises (41, 42) sont réalisées sous forme de rondelles. Dispositif l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites entretoises (41, 42) sont réalisées avec un matériau à très basse conductivité thermique choisi parmi les résines phénoliques. Véhicule automobile équipé de moteurs électriques de traction intégrés dans au moins l’une de ses roues (1) et associés à des freins à disques (3), caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif d’isolation thermique des disques de frein selon l’une des revendications précédentes.