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' zoo40sl.
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La presente invention concerne un frein a
disques multiples en carbone.
On sait que pour le freinage de certains
vehicules, en particulier les avions, on utilise maintenant
S des freins a disques multiples comportant une série de
disques stator en carbone montes pour coulisser sur une
glissiere solidaire d'un support de roues, une serie de
disques rotor en carbone ;ntercales entre les disques stator
et montes pour coulisser sur une glissiere solidaire de
la roue pour tourner avec celle-ci, et un organe de manoeuvre
de frein, generalement à piston commande hydrauliquement,
dispose pour exercer uhe force perpendiculaire aux disques ;~
en carbone.
On a constate que pour les disques en carbone,
l'usure depend plus du nombre de freinages que de la tempe-
rature developpee lors de chaque freinage. On a egalement ~-
constate que la temperature des disques variait en fonction
de leur distance par rapport 3 l'organe de manoeuvre, mais
que tous les disques s'usaient néanmoins de facon uniforme
quelle que soit leur position par rapport a l'organe de
commande. Il est donc couramment admis qu'en raison de
cette usure egale des differents disques, il est preférable
de mettre des disques de même epaisseur au sein d'une même
serie de disques rotor ou d'une même serie de disque stator, -
a l'exception toutefois des disques stator disposés aux
extremites de l'empilement, dont une seule face est soumise
au frottement contre un autre disque, qui sont d'une épais-
seur legerement inferieure pour tenir compte du fait qu'une
seule face est soumise a une usure lors des freinages suc-
cessifs.
Dans les freins existants, les differentsdisques sont donc soumis à des temperatures variables suivant
leur position par rapport a l'organe de commande et, bien
que l'usure des disques soit la même comme il a ete indique
-:
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ci-dessus, il n'en demeure pas moins que les differences
de temperature~ peuvent provoquer des differences de vieil-
lissement dGes aux differences d'oxydation du carbone en
fonction des variations de temperatures auxqueLles il est
sou~is.
Un but de la presente invention est de proposer
un fre1n a d1sques multiples en carbone dont le vieillisse-
ment soit m1n1m1se.
En vue de la realisation de ce but, on prevoit
selon l'1nvention un frein a disques multiples en carbone
du type rappele c1-dessus dans lequel chaque serie de dis-
ques en carbone comporte au moins un premier groupe de
disques voisins de l'organe de manoeuvre ayant une premiere
epa1sseur et au mo1ns un second groupe de disques distants
de l'organe de manoeuvre et ayant une seconde epaisseur
tnfer1eure a la prem1ere epalsseur.
A1ns1, on a constate que les disques en carbone
du pre~1er groupe qu1 sont sou~is a des efforts de friction
plus eleves atteignaient une temperature inferieure a la
temperature habituelle~ent atteinte pour des disques ayant
l- m~me position dans des freins conventionnels alors que
les disques du second groupe atteignaient au contraire
une temperature le~erement plus elevee que dans les freins
convent10nnels de sorte que la temperature de l'ensemble
des disques etait plus homogene que dans les freins conven-
tionnels.
.
Selon une version avantageuse de l'invention,
lors de la mise en place des disques, la pre~iere et la
seconde epaisseur presentent une difference au moins egale
a une epaisseur d'usage dont le second groupe de disques
doit être use jusqu'a un changement suivant de disques.
~insi, les disques utilises dans le premier groupe lors
d'un premier montage peuvent être utilises dans le second
groupe lors du montage suivant et l'on evite ainsi de mettre
au rebut une serie entiere de disques a chaque montage
tout en conservant les avantages de temperatures sensiblement
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homogenes des disques lors de l'utilisation.
D'autres caracteristiques et avantages de
l'invention apparaltront a la lecture de la description
qui suit de plusieurs exemples particuliers non limitatifs
de l'invention en liaison avec les dessins ci-joint parmi
~e~quels : -
- la figure 1 est une vue en coupe partielle
schematique d'un exemple de frein a disques selon l'invention
lors du premier montage,
- la figure 2 est une vue analogue a celle
de la figure 1 en fin d'utilisation du premier montage ~v
et avant l- realisation d'un second montage.
En reference aux figures, le frein a disques
multiples selon l'invention comporte d'une facon classique
une s~rie de disques stator en carbone referenc~s S1 a
S5 mont~s pour coulisser sur une glissiere de support de
roues 1, une s~rie de disques rotor en carbone R1 a R4
interca~s entre les disques stator et montes pour coulisser
sur une gLissiere de roue 2, et un organe de manoeuvre
de frein, ;ci le piston 3 d'un verin hydraulique, dispose
pour exercer une force perpendiculaire aux disques en
carbone. Lors de la manoeuvre du piston 3, l'empilement de
disques est comprime selon une direction axiale des disques
entre une plaque de retenue 4 solidaire de la glissiere
1 et une plaque d'appui 5 montee pour coulisser sur la
glissiere 1.
Selon l'invention, on prevoit que la serie -~
des disques stator et la serie des disques rotor comprennent
chacune des disques de différentes epaisseurs. Dans le
30 mode de realisation illustre, le disque stator S1 qui est ;
immediatement adjacent à l'organe de commande 3 a une epais-
seur egale ~ E ~ 4e, E etant l'épaisseur minimale du disque
apres usure et _ etant l'epaisseur de matiere usee sur
chaque face en contact de frottement lors de l'uti~isation
entr- deux montages successifs.
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. .
~ `" 2004091.
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A titre d'exemple, pour un empilement de disques ayant
une longueur totale de 199,25 millimetres lors du premier
montage, l'epa;sseur m;n;male E est de 14 m;ll;metres et
l'epa;sseur d'usage _ dont le d;sque est use entre deux
montages, est egale a 3,125 m;ll;metres. Lors du prem;er
montage, l'epa;sseur du d;sque S1 est donc de 2O,5 m;ll;-
metres.
Dans le mode de real;sat;on illustré, le
di~qu- S2 a la même épaisseur init;ale que le d;sque S1,
le disque S3 a une epaisseur egale a E + 3e, so;t 23,375
millim~tres. Le disque S4 a une epa;sseur egale a E + 2e,
soit 20,25 millimetres et le disque S5 a une epaisseur
egale a E + e, solt 17,125 millimetres.
De son cote, la serie des d;sques rotor com~
prend deux d;sques R1, R2, voisins de l'organe de commande
3, ayant une epaisseur E + 4e, et deux d;sques R3 et R4
d1stants de l'organe de commande 3, ayant une epaisseur
inlt~al- E + 2e. ~ ce propos, on notera que l'epa;sseur
minimale E n'est pa~ necessairement la m~me pour les d;sques
tator et le- disques rotor. En part;culier, dans l'exemple
illustre, l'epaisseur E des disques rotor est de 12 milli-
metres seulement et l'epa;sseur initiale des disques rotor
est donc de 24,5 millimetres pour R1 et R2 et de 18,25
millimetres pour R3 et R4.
Apres un nombre d'atterr;ssages correspondant
a une usure totale des disques de plus fa;ble epaisseur,
on obtient la structure illustree par la f;gure 2. Chaque
face frottante des disques de carbone a ete usee d'une
epaisseur _. Le d;sque S1 a alors une epaisseur egale a
E + 3e, une seule de ces faces ayant éte soumise a l'usure.
Ee d;sque S2 a une epa;sseur a E + 2e, le d;sque S3 a une
epaisseur egale a E + e, le d;sque S4 et le d;sque SS ont
une epaisseur egale a E seulement. De leur cote, les rotor
R1 et R2 ont une epaisseur egale a E + 2e, et les d;sques
R3 et R4 ont une epaisseur egale a E seulement. Dans l'exem-
ple particul~er indique c;-dessus, les d;mens;ons exactes
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s
des disques sont alors 23 375 millimetres pour S1 20 25
millimetres pour S2 17 125 millimetres pour S3 14 milli-
metres pour S4 et S5 18 25 millimetres pour R1 et R2
12 millimatres pour R3 et R4.
Dans ces conditions les disques S4 S5
R3 et R4 qui ont atteint l'epaisseur minimale sont élimines
et les autres disques sont deplaces en translation vers
la plaque de retenue 4. Dans ce mouvement on remarque que
les disques S1 R1 S2 R2 et S3 qui ont respectivement
la mtme epaisseur que Les disques S3 R3 S4 R4 et S5
du montage initial viennent prendre la position de ces
derniers dans le nouveau montage tandis que des disques
neufs ayant une epaisseur egale aux epaisseurs initiales
des disques S1 R1 S2 et R2 sont rajoutes du côte de l'organe
de commande 3 de sorte que l'on retrouve le montage initial
en changeant seulement quatre disques. On remarque a ce
propos que le disque en carbone qui a la position S1 dans
le montage initial vient ensuite dans la position S3 lors
du montage suivant puis dans la position S5 lors du montage
encore suivant.
On a experimente que pour des disques d'epais-
seurs egales les températures lors d'un freinage s'echelon-
naient entre 475-C et 1050-C suivant la position du disque
par rapport a l'organe de commande 3 tandis qu'avec la
structure selon l'invention les temperatures des disques
s'echelonnent seulement entre environ 500C et 950C ce
qui du point de vue de l'oxydatjon du carbone et donc
du vieillissement des disques :en carbone représente un
gain tres interessant.
On remarquera que les disques en carbone
peuvent avoir differentes epaisseurs suivant le nombre
de disques contenus dans la serie des disques stator le
nombre de disques contenus dans la serie des disques
rotor et la longueur totale de l'empile~ment lors du montage
initial. Selon les cas on peut egalement donner a chacun
des disques une epaisseur differente en fonction du schéma
"'.' ' ',~.:
-
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de remplacement que l'on souhaite realiser. Par exemple,
dans le cas d'une empilement de disques comportant seulement
trois disques rotor et quatre disques stator, on prevoira
avantageusement la repartition initiale suivante : S1 et
s S2 = E ~ 3e, S3 = E ~ 2e, S4 = E ~ e, R1 = E ~ 4e, R2 et
R3 = E ~ 2e. Apres une serie de freinage amenant les disques
les plus minces a usure totale, la repartition sera la
suivante : S1 = E ~ 2e, S2 = E ~ e, S3 et S4 = E, R1 =
E ~ 2e, R2 et R3 = E. Les deux stator et les deux rotor
les plus eloignes de l'organe de commande sont alors elimines
et remplaces, du cote de l'organe de commande, par des
disques neufs ayant des epaisseurs identiques aux disques
initiaux de positions correspondantes. On retrouve ainsi
a chaque montage la même disposition initiale et donc la
même epaisseur totale de l'empilement.
8ien entendu l'invention n'est pas limitee
aux exemples decrits et on pourra y apporter des variantes
de realisation sans sortir du cadre de l'invention. En ; ;
particul1er, bien que l'on ait decrit deux exemples avec
trois ou quatre disques rotor, l'invention s'applique ega-
; lement a des empilements comportant un nombre plus important
de disques rotor et le nombre correspondant de disques
stator. -
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