FR2470297A1

FR2470297A1 - Dispositif d'actionnement mecanique pour frein a disque a garnitures partielles

Info

Publication number: FR2470297A1
Application number: FR8024527A
Authority: FR
Inventors: Alfred Birkenbach; Helmut Franke
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1979-11-20
Filing date: 1980-11-19
Publication date: 1981-05-29
Also published as: IT8026059A0; IT1134329B; US4374551A; DE2946854A1; GB2063399B; SE8008072L; GB2063399A; ES8202111A1; ES496962A0; FR2470297B1; ZA807004B; BR8007264A; JPS5686241A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF D'ACTIONNEMENT MECANIQUE POUR FREIN A DISQUE A GARNITURES PARTIELLES. LE DISPOSITIF D'ACTIONNEMENT MECANIQUE EST CONSTITUE D'UN SYSTEME BROCHE-ECROU D'ENTRAINEMENT 19-20 TRANSFORMANT LE MOUVEMENT CIRCULAIRE DE L'ORGANE D'ACTIONNEMENT 43 EN MOUVEMENT RECTILIGNE, ET D'UN SYSTEME ECROU-BROCHE DE RATTRAPAGE 62-63 POUVANT TRANSMETTRE CE MOUVEMENT RECTILIGNE ET RATTRAPER LE JEU DES MACHOIRES DE FREIN PAR LA ROTATION RELATIVE DE L'ECROU 62 ET DE LA BROCHE 63. CETTE ROTATION EST OBTENUE GRACE A UNE ROUE LIBRE 27 ET UN TETON 68 SE DEPLACANT DANS UNE RAINURE 67 PRATIQUEE DANS LA BAGUE EXTERIEURE 27A DE LA ROUE LIBRE. LE RAPPEL DE LA BROCHE DE RATTRAPAGE 62 EST REALISE PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN ORGANE D'ACTIONNEMENT 63-63 SOLIDAIRE EN ROTATION DE L'ECROU DE RATTRAPAGE 63. L'INVENTION S'APPLIQUE AUX FREINS A DISQUE ACTIONNES MECANIQUEMENT.

Description

247029?

La présente invention concerne un dispositif d'actionnement mécanique pour frein à disque à garnitures partielles, comportant un étrier qui chevauche le disque par l'intérieur ou l'-extérieur et dont au moins une aile présente une cavité, de préférence un alésage axial cylindrique à section circulaire, une broche d'actionnement disposée axialement dans cette cavité et coopérant avec un écrou d'actionnement

qui est également disposé axialement dans ladite cavité, cette coopé-

ration étant telle qu'un organe de sollicitation d'une mâchoire soit avancé vers le disque lorsqu'un organe d'actionnement suscite entre

l'écrou d'actionnement et la broche d'actionnement une rotation rela-

tive qui provoque un déplacement axial relatif entre la broche et l'écrou, ledit organe de sollicitation d'une mâchoire comportant en outre des moyens de rattrapage automatique qui sont également agencés

dans ladite cavité.

Dans un frein à disque à garnitures partielles, actionnable hydrauliquement tout aussi bien que mécaniquement (demande de brevet allemand DE-AS 15 75 996), un piston est disposé,avec liberté de translation axiale, sur l'écrou d'actionnement et, pour être actionné, est attaqué intérieurement par une broche de rattrapage coopérant avec

les moyens de rattrapage. Dans ce frein connu, le rappel ou la remise en posi-

tion des moyens de rattrapage,avant un changement de garnitures,exige le dévissage d'un capuchon fileté et l'enlèvement d'une clavette. A la complication de cette procédure s'ajoute le risque de perte des composants déposés. En outre, la clavette peut être "collée" par la corrosion, de sorte qu'il peut arriver qu'à l'occasion d'un changement

de garnitures son enlèvement soit problématique.

La présente invention a pour objet de réaliser un frein à disque à garnitures partielles, notamment un frein du type mentionné au début, à étrier en forme de poing, tel qu'il ne soit pas nécessaire d'enlever des composants et qu'il suffise simplement d'appliquer un outil pour ramener les moyens de rattrapage à leur position initiale, à l'occasion d'un changement de garnitures. En outre, ce frein doit être d'une construction très compacte et ne pas comporter de trop nombreux composants. De plus, le rendement mécanique du système

d'actionnement doit être aussi élevé que possible.

Pour atteindre ces buts, l'invention prévoit que l'organe de sollicitation d'une mâchoire est solidaire en rotation d'une broche de rattrapage s'étendant depuis le c8té arrière de cet organe et sur laquelle est assis un écrou de rattrapage dont l'extrémité,non en regard dudit organe de sollicitation d'une mâchoireest accessible et apte à être tournée depuis l'extérieur, ledit écrou de rattrapage étant apte à être entraîné en un mouvement de rotation qui fait avancer la broche de rattrapage vers ledit organe de sollicitation d'une mâchoire, par un moyen d'entraînement en rotation qui prend appui contre l'étrier et qui, en cas de dépassement du jeu théorique, devient actif pendant un actionnement du frein, et que l'ensemble broche d'actionnement/écrou d'actionnement transmet à l'écrou de rattrapage son mouvement relatif

en translation qui se produit pendant un actionnement du frein.

La réalisation est avantageusement telle que l'écrou de rattrapage et la broche de rattrapage soient sollicités, dans le sens du desserrage du frein, par la force d'un ressort. Ce ressort doit alors être du genre rondelle Belleville, et opérer entre l'étrier et l'écrou de rattrapage. Ce ressort du genre rondelle Belleville sert de ressort de recul et d'accouplement à friction pour l'écrou de rattrapage, et évite ainsi les déplacements aléatoires qui pourraient se produire, par

exemple sous l'effet de vibrations.

Pour réaliser le rattrapage, il y a avantageusement entre l'écrou de rattrapage et l'étrier, une roue libre qui fait partie du

moyen d'entraînement en rotation. Dans une forme de réalisation parti-

culièrement avantageuse, l'entraînement est obtenu par le fait que la partie entraînée de la roue libre présente une rainure axiale et

oblique, dans laquelle s'engage un téton radial solidaire de l'étrier.

Dans une forme de réalisation dans laquelle la broche d'actionnement peut être déplacée angulairement autour de son axe, cela

par l'organe d'actionnement, il est prévu que cette broche d'actionne-

ment prend appui sur l'étrier par l'intermédiaire d'un palier ou d'un roulement axial, et que l'écrou d'actionnement qui l'entoure est agencé

dans la cavité avec possibilité de déplacement axial, mais sans possi-

bilité de rotation, tandis que la broche de rattrapage s'étend dans une

cavité axiale de la broche d'actionnement.

Le recul de rappel de l'écrou de rattrapage peut être obtenu de façon pratique en prévoyant qu'un organe d'actionnement en rotation, pour l'écrou de rattrapage, part de ce dernier et passe au travers d'un trou axial et, éventuellement, de la cavité axiale de la broche

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d'actionnement. Cet organe d'actionnement en rotation est de préférence constitué, d'une part, d'un manchon tournant qui entoure la broche de rattrapage et qui est lié en rotation avec l'écrou de rattrapage, mais libre axialement, et, d'autre part, d'une tige tournante solidarisée en rotation avec ce manchon. Dans une autre forme de réalisation, dans laquelle l'écrou

d'actionnement peut être tourné autour de son axe par l'organe d'action-

nement, l'écrou d'actionnement prend appui contre l'étrier par l'inter-

médiaire d'un roulement ou d'un palier axial, et la broche d'action-

nement qu'il entoure est agencée, sans possibilité de rotation, mais

avec liberté de déplacement axial, dans la cavité.

Dans cette forme de réalisation, la broche d'actionnement

présentant une cavité axiale sollicite, avantageusement par un épau-

lement annulaire intérieur, un collet de l'écrou de rattrapage. Ce dernier peut alors être accessible de l'extérieur par la cavité de la broche d'actionnement et à travers l'écrou d'actionnement. L'écrou de rattrapage présente avantageusement, en sa partie saillant axialement au- delà de la broche de rattrapage, un trou à six pans pour y appliquer

-un outil.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques

apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints

o: - la figure I représente une vue en coupe radiale et axiale d'un frein

à étrier en forme de poing selon l'invention, avec broche d'action-

nement entraînée par l'organe d'actionnement; - la figure 2 est une vue partielle, en plan, de la bague de la roue libre considérée dans la région de la rainure axiale-oblique utilisée dans les formes de réalisation selon les figures I et 3; et - la figure 3 représente une vue en coupe selon un plan axial et radial d'une autre forme de réalisation avantageuse d'un frein selon l'invention, dans laquelle l'écrou d'actionnement peut être tourné

par l'organe d'actionnement extérieur.

Sur la figure 1, on peut voir un étrier Il en forme de poing

qui s'étend axialement autour du bord extérieur d'un disque de frein 37.

L'aile 12 se trouvant sur le côté extérieur porte la mâchoire 14 solli-

citée indirectement. L'aile intérieure 13 de l'étrier il est munie d'un alésage axial 16, dans lequel un écrou d'actionnement 20 est agencé avec possibilité de déplacement axial, mais sans possibilité de tourner. En son bord extérieur, l'écrou d'actionnement 20 présente une rainure axiale 29 qui est alignée sur une rainure 30 aménagée dans l'aile 13, dans le pourtour intérieur de l'alésage 16. Dans la cavité, fermée de tous c8tés, constituée par les rainures 29, 30, se trouve une rangée de billes 28 qui autorisent un déplacement axial de l'écrou

d'actionnement 20 à l'intérieur de l'aile 13, mais empêche toute rota-

tion de cet écrou 20 par rapport à cette aile 13.

Intérieurement, l'écrou d'actionnement présente un filet héli-

coldal 22a pour billes circulantes 39 qui y sont agencées et sont recyclées par l'extérieur en 39'. Par leur moitié coté intérieur, les billes 39 s'engagent dans un filet extérieur 22b que comporte la broche d'actionnement 19, laquelle sort par un trou 42 dans le fond de l'aile 13, vers l'extérieur, o elle est rendue solidaire en rotation de l'organe d'actionnement 43, au moyen d'un écrou de fixation 43' vissé

sur un bout fileté de cette broche 19.

Entre la partie traversant le trou 42 et la zone présentant le filet à billes 22b, la broche d'actionnement porte un collet 19' saillant radialement, au moyen duquel elle prend appui axialement, par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 36, contre la zone du fond de l'aile 13 entourant le trou 42. C'est à cet endroit que les forces de freinage sont transmises à l'étrier 11. Conformément à l'invention,

le collet 19' s'étend radialement à peu près jusqu'au périmètre exté-

rieur de l'écrou d'actionnement 20.

Dans la position de repos visible sur la figure 1, la broche d'actionnement 19 s'étend axialement vers le disque 37 du frein,

jusqu'en face et un peu en retrait de la face de l'écrou d'actionne-

ment 20 tournée vers ce disque 37. Cette face sollicite un écrou de rattrapage 63 qui est disposé coaxialement à la broche d'actionnement 19

et à l'écrou d'actionnement 20 et qui, par un filet hélicoîdal de rattra-

page, est assis sur une broche de rattrapage 62 qui est également agencée coaxialement à la broche 19 et à l'écrou 20. La broche de

rattrapage 62 s'étend dans une cavité axiale 77' de la broche d'action-

nement 19, cela en laissant nettement subsister un intervalle entre elle et les parois de cette cavité. Cette cavité 77' occupe sensiblement la longueur axiale du filet à billes 22b. En son extrémité tournée vers le disque 37, la broche de rattrapage 62 présente une plaque de 24i0297 pression 17' faisant office d'organe de sollicitation du frein, laquelle est liée, en rotation et axialement, à la broche de rattrapage 62 et sollicite directement la mâchoire 15. Entre l'étrier Il ou l'aile 13 et l'écrou de rattrapage 63,se trouve une membrane d'étanchéité 48 de forme annulaire. En qualité de dispositif d'entraînement en rotation 23, il est prévu, sur la périphérie extérieure de l'écrou de rattrapage 63, une roue libre 27 dont la bague extérieure 27a,qui ne peut tourner que

dans un seul sens, présente une rainure 67 oblique puis axiale, repre-

sentée vue en plan sur la figure 2. Dans cette rainure oblique et axiale 67,s'engage un téton radial 68 qui est solidaire de l'étrier et qui est sollicité, vers cette rainure 67, par un ressort 68'. Le téton 68 avec le ressort 68' peut être mis en place après coup dans l'aile 13 de l'étrier, au moyen d'un couvercle fileté 68". Au lieu de la rainure axiale et oblique 67, on peut aussi utiliser une rainure

oblique d'un bout à l'autre, ayant une largeur plus grande corres-

pondant au jeu L. Dans la cavité 77' se trouve en outre, entre la broche de

rattrapage 62 et la broche d'actionnement 19, une douille 63" d'action-

nement en rotation qui entoure de tous côtés la broche de rattrapage 62 et qui est en prise avec un doigt d'entraînement 49 saillant axialement depuis l'écrou de rattrapage 63, de façon telle que cette douille 63"

tourne avec l'écrou de rattrapage 63,tout en pouvant être déplacée axia-

lement par rapport à celui-ci.

Partant du fond de la douille d'actionnement en rotation 63", une tige 63' d'actionnement en rotation s'étend vers l'extérieur, au travers d'un trou axial 77 de la broche d'actionnement 19, et fait saillie au-delà de l'écrou de fixation 43', vers l'extérieur vis-à-vis duquel elle est toutefois protégée par une coiffe en matière plastique 7

qui la recouvre.

Entre un anneau d'arrêt 65 fixé à l'aile 13, à l'extrémité de l'alésage 16, et l'écrou de rattrapage 63, s'étend un ressort 64 du genre rondelle Belleville qui fournit le couple de rappel de la plaque de pression 17'. Grâce à une contrainte initiale appropriée, ce ressort

annulaire 64 est appliqué avec frottement contre l'écrou de rattra-

page 63. Cela empêche ce dernier de tourner sous l'effet de vibrations

ou secousses.

L'actionnement normal du frein s'opère comme suit. Lorsqu'on fait pivoter l'organe d'actionnement 43 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, l'écrou d'actionnement 20 se déplace axialement et la plaque de pression 17' est déplacée vers le disque 37 du frein par l'intermédiaire de l'écrou de rattrapage 63 et de la broche de rattrapage 62. Ainsi, l'effort de freinage est transmis aux garnitures de frein. Au cours d'un tel mouvement de serrage du frein, le téton radial 68 se déplace à l'intérieur de la partie droite de la rainure axiale et oblique (L sur la figure 2). Cette partie droite détermine le jeu théorique du frein. Dès qu'à l'occasion d'un mouvement de serrage du frein, l'usure des garnitures a pour effet que le téton 68 balaye plus que le jeu théorique L, ce téton 68 glisse alors dans la partie oblique de la rainure 67, ce qui a pour effet que la bague mobile 27a

de la roue libre accomplit un mouvement angulaire correspondant.

Alors, si on relâche le frein, le téton 68 glisse en arrière dans la partie oblique de la rainure 67. Comme, du fait de la roue libre 27, la bague 27a ne peut alors plus tourner par rapport à l'écrou de rattrapage 63, il en résulte que ce dernier est entraZné en un mouvement angulaire correspondant. Par l'intermédiaire du filet de rattrapage présent entre l'écrou 63 et la broche de rattrapage 62, la broche de rattrapage 62 est dévissée, d'une petite quantité, de l'écrou

de rattrapage 63. Ainsi est accompli un pas ou incrément de rattra-

page. Le rattrapage s'effectue jusqu'à ce qu'au cours d'un freinage le téton 68 ne se déplace de nouveau que dans la plage du jeu théorique

(L selon la figure 2). Lors de chaque rattrapage, la broche de rattra-

page 62 se dévisse un petit peu de l'écrou de rattrapage 63.

Si, après usure complète des garnitures de frein, le dispositif de rattrapage doit être ramené à sa condition initiale, on dévisse alors tout simplement la coiffe 7 et l'on applique un outil à l'extrémité à six pans que comporte la tige d'actionnement en rotation 63'. On tourne alors celle-ci dans le sens inverse de la rotation accomplie lors d'un incrément de rattrapage, de sorte que la broche de rattrapage 62 est

alors reculée, par revissage, dans la cavité de la douille 63" d'action-

nement en rotation, jusqu'à ce que la position initiale soit rétablie.

Dans l'exemple de réalisation selon la figure 3, des réfé-

rences identiques désignent des parties correspondant à celles de

l'exemple précédent.

A la différence de la figure 1, le roulement à aiguilles est

échangé entre la broche d'actionnement 19 et l'écrou d'actionnement 20.

En conséquence, l'organe d'actionnement 43 est fixé à l'écrou d'action-

nement 20 sortant à l'extérieur par le trou 42. L'écrou d'actionne-

ment 20 prend appui axialement, par un épaulement annulaire 20' et un

roulement à aiguilles 36, contre le fond de l'aile 13.

Dans sa chambre intérieure, l'écrou d'actionnement 20 reçoit la broche d'actionnement 19 qui est elle-même creuse et qui lui est, là

encore, liée par l'intermédiaire de billes 39 et de filets héli-

coidaux 22a, 22b pour circulation de ces billes. Dans le présent

exemple, le recyclage des billes est extérieur.

La broche d'actionnement 19 présente intérieurement un trou

étagé 77 dans lequel est agencé l'écrou de rattrapage 63. Pour trans-

mettre la force de freinage de la broche d'actionnement 19 à l'écrou de rattrapage 63, celui-ci porte un collet 63a qui fait saillie radialement et qui coopère avec l'épaulement 19' du trou étagé 77 de la broche

d'actionnement 19.

Dans le présent exemple, la roue libre 27 et sa bague exté-

rieure mobile 27a sont agencées en alignement axial avec le collet 63a

sur le côté tourné vers le disque 37 du frein.

L'écrou de rattrapage 63 présente, saillant du côté non tourné vers le disque 37, un prolongement 63' en forme de manchon dont le fond ou extrémité présente un évidement 72 à profil hexagonal (profil à six pans). Après enlèvement d'une coiffe 7 en matière plastique, cet évidement à six pans est accessible axialement, depuis l'extérieur, en

passant par le trou de l'écrou d'actionnement 20.

Là encore, la broche de rattrapage 62 s'étend, depuis la plaque de pression 17', à l'intérieur de l'écrou de rattrapage 63 et, dans la position de base visible sur la figure 3, atteint le fond du

prolongement 63' en forme de manchon muni de l'évidement 72 à six pans.

Dans l'exemple de réalisation selon la figure 3, les pas ou incréments de rattrapage s'effectuent de la même façon que dans le cas de l'exemple précédent. Après usure des garnitures, on peut, par enlèvement de la coiffe 7, introduction d'un outil approprié dans l'évidement à six pans 72 et rotation de retour de l'écrou de rattrapage 63, revisser la broche de rattrapage 62 dans l'écrou de rattrapage, jusqu'à ce que

la position de base représentée sur la figure 3 soit atteinte.

Il convient en outre de remarquer que la distance L doit être établie en tenant compte non seulement du jeu, mais aussi de l'extension

maximale prise par le corps de lrétrier pendant un freinage.

Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. 2410g97

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'actionnement pour frein à disque à garnitures partielles, comportant un étrier qui chevauche le disque par l'intérieur

ou l'extérieur et dont au moins une aile présente une cavité, de préfé-

rence un alésage axial cylindrique à section circulaire, une broche d'actionnement disposée axialement dans cette cavité et coopérant avec un écrou d'actionnement également disposé axialement dans ladite cavité, cette coopération étant telle qu'un organe de sollicitation

d'une mâchoire soit avancé vers le disque lorsqu'un organe d'action-

nement suscite entre l'écrou et la broche d'actionnement une rotation relative qui provoque un déplacement axial relatif entre la broche et l'écrou, ledit organe de sollicitation d'une mâchoire comportant en outre des moyens de rattrapage automatique qui sont également agencés dans ladite cavité, ce dispositif étant caractérisé en ce que

l'organe (17') de sollicitation d'une mâchoire est solidaire en rota-

tion d'une broche de rattrapage (62) s'étendant depuis le côté arrière de cet organe et sur laquelle est assis un écrou de rattrapage (63) dont l'extrémité,non en regard dudit organe (17') de sollicitation d'une mâchoire,est accessible et apte à être tournée depuis l'extérieur,

ledit écrou de rattrapage (63) étant apte à être entraîné en un mouve-

ment de rotation qui fait avancer la broche de rattrapage (62) vers ledit organe (17') de sollicitation d'une mâchoire, par un moyen (23) d'entratnement en rotation qui prend appui contre l'étrier (11) et qui,

en cas de dépassement du jeu théorique, devient actif pendant un action-

nement du frein, et en ce que l'ensemble broche d'actionnement/écrou d'actionnement (19, 20) transmet à l'écrou de rattrapage (63) son mouvement relatif de translation qui se produit pendant un actionnement

du frein.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que

l'écrou de rattrapage (63) et-la broche de rattrapage (62) sont solli-

cités, dans le sens du desserrage du frein, par la force d'un

ressort (64).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort (64) est du genre rondelle Belleville et opère entre

l'étrier (11) et l'écrou de rattrapage (63).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce qu'une roue libre (27) est agencée entre l'écrou de

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rattrapage (63) et l'étrier (11), cette roue libre étant un constituant

du moyen d'entraînement (23).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie entraînée (27a) de la roue libre (27) présente une rainure (67) qui est axiale puis oblique et dans laquelle s'engage un téton

radial (68) solidaire de l'étrier.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 5,

dans lequel l'organe d'actionnement peut faire tourner la broche d'actionnement autour de l'axe de celle-ci, caractérisé en ce que la

broche d'actionnement (19) prend appui contre l'étrier par l'intermé-

diaire d'un palier ou d'un roulement axial (36), et en ce que l'écrou d'actionnement (20) qui l'entoure est agencé dans la cavité (16) avec possibilité de déplacement axial, mais sans possibilité de déplacement en rotation, tandis que la broche de rattrapage (62) s'étend dans une

cavité axiale (77') de la broche d'actionnement (19).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,

caractérisé en ce qu'un organe d'actionnement en rotation (63', 63"), pour l'actionnement de l'écrou de rattrapage (63), s'étend depuis

l'écrou de rattrapage (63), au travers d'un trou axial (77) et éven-

tuellement au travers de la cavité axiale (77') de la broche d'action-

nement (19).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement en rotation est constitué, d'une part, d'un manchon rotatif (63") qui entoure la broche de rattrapage (62) et qui

est lié en rotation avec l'écrou de rattrapage (63), mais libre axia-

lement, et, d'autre part, d'une tige tournante (63') solidarisée en

rotation avec ce manchon.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,

dans lequel l'écrou d'actionnement peut être tourné autour de son axe

par l'organe d'actionnement, caractérisé en ce que l'écrou d'action-

nement prend appui contre l'étrier (11) par l'intermédiaire d'un palier ou roulement axial (36), et en ce que la broche d'actionnement (19) qui

est entourée par cet écrou (20) est agencée, sans possibilité de rota-

tion, mais avec possibilité de déplacement axial, dans la cavité (16).

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la broche d'actionnement (19) présentant une cavité axiale (77) sollicite, par l'intermédiaire d'un épaulement annulaire intérieur (19'),

un collet (63a) de l'écrou de rattrapage (63).

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11. Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10, carac-

térisé en ce que l'écrou de rattrapage (63) est accessible depuis l'extérieur par la cavité (77) de la broche d'actionnement (19) et à

travers l'écrou d'actionnement (20).

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce

que l'écrou de rattrapage (63) présente, en sa partie saillant axia-

lement au-delà de la broche de rattrapage (62), un trou à six pans (72)

pour application d'un outil.