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" Frein à patins "
La présente invention est relative à un frein à plateaux simples ou multiples pourvus de patins du type à freinage par points commandés par un cylindre à fluide sous pression, et vise plus particulièrement un dispositif à ressort pour rappeler les patins ou organes de friction hors du contact des plateaux.
Jusqu'à présent, le s ressorts destinés au but indiqué devaient être conçus pour des courses élastiques considérables avec une puissance suffisante pour rappeler les patins quel que soit l'état d'usure de ceux-ci. Par exemple, dans l'emploi de ressorts de compression, ceux-ci devaient subir une compression beaucoup plus forte avec des patins neufs qu'avec des patins usés. Pour cette raison, le ressort devait être prévu beaucoup plus grand et plus fort que ce qui était nécessaire pour le jeu normal du frein et il nécessitait en conséquence un logement de plus grandes dimensions.
La présente invention se propose d'une façon générale d'éviter et de surmonter les difficultés et objections précitées ainsi que d'autres inhérentes aux techniques antérieures en fournissant un dispositif de ressort de rappel pour les patins de frein grâce auquel les ressorts sont soumis à un effort constant à tous les stades d'usure des patins, cet effort étant maintenu à un minimum.
L'invention se propose en outre .de maintenir les ressorts aussi courts que possible afin d'obtenir des patins de frein de structure compacte, pouvant être installés dans un espace minimum.
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L'invention se propose en outre de disposer les ressorts de rappel de telle manière que le jeu total entre les patins et le pla- teau de frein demeure constant à tous les degrés d'usure.
L'invention se propose en outre de fournir une connexion élastique entre le piston du cylindre de frein et la tige de oelui- ci, le mouvement longitudinal relatif entre ce piston et sa tige étant constant mais réglable.
L'invention se propose en outre de fournir un dispositif de serrage réglable perfectionné pour la tige du piston de manière à permettre la course de la tige de piston vers le plateau de frein, mais non la course en sens inverse.
Les buts de l'invention énumérés ci-dessus ainsi que d'autres qui apparattront dans le cours de la description qui suit sont at- teints en munissant le piston du patin de freins commandés par un fluide sous pression d'une tige reliée élastiquement au piston pour permettre un déplacement longitudi nal relatif entre le piston et la tige, sensiblement égal à la course totale des patins. La tige de piston est maintenue dans le cylindre par un serrage de force régla- ble qui résistera à la pression maximum des ressorts reliant la ti- ge de piston au piston; cependant, la tige de piston se déplacera vers le piston de frein chaque fois que le frein est actionné et la course du frein est plus grande que la course relative permise entre le piston et la tige.
Après que la pression dans le cylindre aura été relâchée les patins sont rappelés d'unedistance fixe mais régla. ble, des plateaux de frein, cette distance étant commandée par l'en- tretoise entre le piston et la tige de piston. Ainsi, le jeu maximum des ressorts disposés en cercle est constant et réduit à un minimum, ce qui a pour résultat que les ressorts peuvent être relativement courts, permettant de réduire ainsi la largeur des patins.
Bien que lesprincipes de l'invention soient applicables à n'importe quel nombre de cylindres et de plateaux de frein, l'in- vention sera décrite en se référant à l'exemple représenté au dessin annexé dans lequel :
La fig.l est une vue de profil partielle d'une réalisation de l'invention partiellement représentée en coupe;
La fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-TI de la fig. 1.
Le repère 10 indique une mâchoire de frein fixe entourant deux plateaux de frein rotatifs 12 espacés l'un de l'autre, clavetés pour etre solidaires en rotation d'une roue non représentée.
La mâchoire de frein comporte d'un de ses côtés un alésage convenable pour constituer un ou plusieurs ( par exemple trois) cylindres de pression 14, chacun de ceux-ci étant fermé à une de ses extrémités par un couvercle 16 comportant un joint d'étanchéité 18 et fixé au cylindre par un jonc d'arrêt 20.
Tous ces cylindres 14 étant semblables, un seul d'entre eux sera décrit :
Dans le cylindre 14 est introduit un piston 22 comportant une gorge 24 pour le logement d'une bague d'étanchéité 26. Une autre bague d'étanchéité 28 insérée dans une gorge 30 du cylindre procure un joint supplémentaire pour maintenir la pression. Du côté plateau du piston, une surface de friction 38 est insérée dans un logement 34 du piston délimité en partie par une paroi 36 de celui-oi. D'autres sabots ou surfaces de frottement 40 et 42, maintenus dans la mâchoi- re 10 pour attaquer les plateaux de frein 12, complètent le dispo- sitif à friction du système.
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De l'autre coté de la paroi du piston est ménagé un ohambrage 46 de plus grande profondeur. Ce ohambrage 46 est recouvert d'une pla- que 48 formant siège de ressort dont la circonférence extérieure 50 s'ajuste dans le chambrage 46 et y est maintenu par un jonc d'arrêt 52. Ce siège 48 est muni de son côté interne d'une saillie ou flasque 54 entourant un certain nombre de ressorts 56 disposés suivant un cercle entre la plaque 48 et un second siège de ressort 58 en forme de disque. Ces deux sièges sont pourvus de chambrages circulaires opposés 60 et 62 respectivement pour le positionnement convenable des ressorts. Dans le siège extérieur 58 est vissée une tige de pis- ton 64 bloquée en place de manière réglable par un écrou 66.
La tige de piston se prolonge légèrement au-delà de la face plane du siège de ressort 58 pour constituer une butée arrêtant le piston lorsque celui-ci est rappelé par le ressort.
La tige de piston est coulissante dans le couvercle de cylindre 16 mais seulement dans le sens du freinage. Par exemple) lorsque la pression du fluide moteur pousse le piston vers l'extérieur, la tige de piston 64 et le siège de ressort 58 ne se déplacent pas avant que le siège de ressort 48 se soit déplacé pour fermer l'espace S com- pris entre ces deux sièges. Le piston continuant sa course vers l'ex- térieur entraîne alors le siège 58 et la tige de piston 64 et déplace celle-ci dans le sens du freinage à travers le couvercle du cylindre 16. Pour permettre à la tige de piston de se déplacer entre lés pa- tins et les plateaux, le jeu doit être supérieur à l'espace S entre les deux sièges de ressort 48 et 58.
Pour empêcher la tige de piston de se déplacer dans le sens opposé, celle-ci est maintenue dans le couvercle du cylindre par une rondelle 70 constituée en une matière élastique, de préférence en caoutchouc inattaquable à l'huile, for- mant joint, et appuyée contre la tige de piston par un chapeau fileté 72 vissé extérieurement dans le couvercle du cylindre jusqu'à ce qu'une force de frottement supérieure à la pression maximum totale des ressorts 56 soit atteinte. par ce moyen, le piston se déplacera progressivement vers l'ex- térieur à mesure de l'usure des patins; cependant, après chaque frei- nage, la course de freinage demeurera toujours la même, ce qui est avantageux étant donné qu'un déplacement relativement court du piston produira toujours le même effort de freinage.
Il sera bien entendu que, lorsque la pression du fluide derrière le piston est supprimée, la tige du piston 64 et le siège de ressort 58 demeurent stationnai- res et que les ressorts 56 déplacent alors le siège de ressort 48 ainsi que le piston hors de la position de freinage pour rétablir le jeu S entre les sièges, Ira course de freinage, déterminée par l'espace S, peut être réglée suivant les besoins en vissant plus ou moins la tige de piston 64 dans le siège de ressort 58 pour modifier ainsi l'espace S,
Dans le fonctionnement du frein, on pourra observer que la pres- sion du fluide( généralement hydraulique) appuiera le piston propre- ment dit contre le plateau de frein.
Lorsque ceci a lieu, le contact entre l'extrémité de la tige de piston et le piston est rompu et ces deux organes sont écartés de la même distance S en comprimant d'abord les ressorts 56 jusqu'à annuler l'espace S ; si, à ce moment, les patins présentent encore un certain jeu, la tige de piston sera en- traînée par le piston à travers la rondelle de serrage élastique 70 jusqu'à ce qu'un contact de freinage parfait soit établi entre les patins et les plateaux.
La tige de piston demeurera dans cette position jusqu'à ce qu'une certaine usure se soit produite dans le frein et la tige de piston est alors automatiquement déplacée de ouveau en avant. En desserrant la pression, la tige de piston demeura à sa nouvelle position tandis que le piston est repoussé par le ressort 56 jusqu'à ce qu'il bute contre l'extrémité de la tige de piston, c'est-à-dire d'une distance S qui est constante, mais qui peut être réglée pour obtenir la course de freinage voulue.
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Le dispositif décrit remplit la fonction très importante qui consiste à fournir une tension antagoniste constante au freinage, quel que soit le degré d'usure des patins. Ceci signifie que les mêmes pressions ou efforts sont nécessaires sur la pédale de frein, quelle que soit l'épaisseur des patins de frein.
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"Pad brake"
The present invention relates to a brake with single or multiple plates provided with pads of the point braking type controlled by a pressurized fluid cylinder, and more particularly relates to a spring device for returning the pads or friction members out of contact. plates.
Until now, the springs intended for the indicated purpose had to be designed for considerable elastic strokes with sufficient power to recall the pads regardless of the state of wear thereof. For example, in the use of compression springs, they had to undergo a much stronger compression with new pads than with worn pads. For this reason, the spring had to be provided much larger and stronger than what was necessary for the normal brake play and it therefore required a housing of larger dimensions.
The present invention generally aims to avoid and overcome the aforementioned difficulties and objections as well as others inherent in the prior art by providing a return spring device for the brake shoes by which the springs are subjected to pressure. a constant force at all stages of wear of the pads, this force being kept to a minimum.
The invention further proposes to keep the springs as short as possible in order to obtain brake pads of compact structure, which can be installed in a minimum space.
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The invention further proposes to arrange the return springs in such a way that the total play between the pads and the brake plate remains constant at all degrees of wear.
The invention further proposes to provide an elastic connection between the piston of the brake cylinder and the rod thereof, the relative longitudinal movement between this piston and its rod being constant but adjustable.
The invention further proposes to provide an improved adjustable clamping device for the piston rod so as to allow the stroke of the piston rod towards the brake plate, but not the stroke in the reverse direction.
The objects of the invention enumerated above as well as others which will become apparent in the course of the following description are achieved by providing the piston of the brake shoe controlled by a pressurized fluid with a rod elastically connected to the brake pad. piston to allow a relative longitudinal displacement between the piston and the rod, substantially equal to the total stroke of the pads. The piston rod is held in the cylinder by an adjustable force clamping which will resist the maximum pressure of the springs connecting the piston rod to the piston; however, the piston rod will move towards the brake piston each time the brake is actuated and the brake stroke is greater than the allowable relative stroke between the piston and the rod.
After the pressure in the cylinder has been released the pads are recalled a fixed but adjusted distance. ble, the brake plates, this distance being controlled by the spacer between the piston and the piston rod. Thus, the maximum play of the springs arranged in a circle is constant and reduced to a minimum, which results in the springs being relatively short, thereby making it possible to reduce the width of the shoes.
Although the principles of the invention are applicable to any number of brake cylinders and plates, the invention will be described with reference to the example shown in the accompanying drawing in which:
Fig.l is a partial profile view of an embodiment of the invention partially shown in section;
Fig. 2 is a sectional view along the line II-TI of FIG. 1.
Reference 10 indicates a fixed brake shoe surrounding two rotating brake plates 12 spaced apart from each other, keyed to be integral in rotation with a wheel, not shown.
The brake shoe has on one of its sides a bore suitable for constituting one or more (for example three) pressure cylinders 14, each of these being closed at one of its ends by a cover 16 comprising a gasket. sealing 18 and fixed to the cylinder by a snap ring 20.
All these cylinders 14 being similar, only one of them will be described:
In the cylinder 14 is introduced a piston 22 having a groove 24 for accommodating a sealing ring 26. Another sealing ring 28 inserted in a groove 30 of the cylinder provides an additional seal for maintaining the pressure. On the plate side of the piston, a friction surface 38 is inserted into a housing 34 of the piston delimited in part by a wall 36 thereof. Other shoes or friction surfaces 40 and 42, held in the shoe 10 to engage the brake plates 12, complete the friction device of the system.
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On the other side of the wall of the piston is provided a shamber 46 of greater depth. This shell 46 is covered with a plate 48 forming a spring seat, the outer circumference 50 of which fits into the recess 46 and is held there by a stop ring 52. This seat 48 is provided on its inner side with a protrusion or flange 54 surrounding a number of springs 56 arranged in a circle between the plate 48 and a second disc-shaped spring seat 58. These two seats are provided with opposed circular recesses 60 and 62 respectively for the proper positioning of the springs. In the outer seat 58 is screwed a piston rod 64 locked in place in an adjustable manner by a nut 66.
The piston rod extends slightly beyond the flat face of the spring seat 58 to form a stopper stopping the piston when the latter is biased by the spring.
The piston rod slides in the cylinder cover 16 but only in the braking direction. For example) when the working fluid pressure pushes the piston outward, the piston rod 64 and the spring seat 58 do not move until the spring seat 48 has moved to close the space S com- caught between these two seats. The piston continuing its outward stroke then drives the seat 58 and the piston rod 64 and moves the latter in the braking direction through the cylinder cover 16. To allow the piston rod to move. between the skates and the plates, the play must be greater than the space S between the two spring seats 48 and 58.
In order to prevent the piston rod from moving in the opposite direction, it is held in the cylinder cover by a washer 70 made of an elastic material, preferably of oil resistant rubber, forming a gasket, and pressed against the piston rod by a threaded cap 72 screwed externally into the cylinder cover until a frictional force greater than the total maximum pressure of the springs 56 is reached. by this means, the piston will move progressively outward as the pads wear; however, after each braking, the braking stroke will always remain the same, which is advantageous since a relatively short displacement of the piston will always produce the same braking force.
It will be understood, of course, that when the fluid pressure behind the piston is removed, the piston rod 64 and the spring seat 58 remain stationary and the springs 56 then move the spring seat 48 as well as the piston out of the way. the braking position to restore the play S between the seats, Ira the braking stroke, determined by the space S, can be adjusted as required by screwing the piston rod 64 more or less into the spring seat 58 to thus modify space S,
In the operation of the brake, it can be observed that the pressure of the fluid (generally hydraulic) will press the piston itself against the brake plate.
When this takes place, the contact between the end of the piston rod and the piston is broken and these two members are separated by the same distance S by first compressing the springs 56 until the space S is canceled; if at this time there is still some play in the pads, the piston rod will be pulled by the piston through the spring clamping washer 70 until perfect braking contact is established between the pads and trays.
The piston rod will remain in this position until some wear has occurred in the brake and the piston rod is then automatically moved forward again. By releasing the pressure, the piston rod will remain in its new position while the piston is pushed back by the spring 56 until it abuts against the end of the piston rod, i.e. d 'a distance S which is constant, but which can be adjusted to obtain the desired braking stroke.
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The device described fulfills the very important function of providing a constant countervailing tension when braking, regardless of the degree of wear of the pads. This means that the same pressures or forces are required on the brake pedal, regardless of the thickness of the brake pads.