FR2492928A1

FR2492928A1 - Frein a disque a garnitures partielles pour vehicules automobiles

Info

Publication number: FR2492928A1
Application number: FR8118925A
Authority: FR
Inventors: Ulrich Loetzsch
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1980-10-24
Filing date: 1981-10-08
Publication date: 1982-04-30
Also published as: GB2085986A; IT1139653B; GB2085986B; DE3040185A1; IT8124622A0

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN FREIN A DISQUE A GARNITURES PARTIELLES POUR VEHICULES AUTOMOBILES. CE FREIN A DISQUES COMPORTE DEUX DISPOSITIFS ACTIONNEURS A BROCHE 11A ET 11B AGISSANT CONJOINTEMENT SUR UNE DES GARNITURES PORTEE PAR UN ETRIER FLOTTANT 22. CHACUN DE CES DISPOSITIFS EST ACTIONNE PAR L'UN DES LEVIERS PIVOTANTS 12A ET 12B QUI LUI EST ASSOCIE, LE PIVOTEMENT DE CES LEVIERS SE FAISANT AUTOUR DE L'AXE DES DISPOSITIFS ACTIONNEURS PAR ECARTEMENT DE CES LEVIERS PIVOTANTS. L'ECARTEMENT DE CES LEVIERS PIVOTANTS PEUT ETRE REALISE PAR DEUX COUPLES PISTON-CYLINDRE 15 ET 16 AGISSANT CHACUN SUR L'UN DES LEVIERS PIVOTANTS 12A ET 12B PAR L'INTERMEDIAIRE DES AXES D'ARTICULATION 32 ET 33 LIES CHACUN A UN DES CYLINDRES. LES DEUX PISTONS ETANT RELIES PAR LA TIGE DE PISTON COMMUNE 19, L'INJECTION D'AIR COMPRIME PAR UN RACCORD 35 ELOIGNE LES DEUX CYLINDRES 16 EN ENTRAINANT LES LEVIERS PIVOTANTS 12A ET 12B. L'INVENTION S'APPLIQUE AUX FREINS A DISQUES A GARNITURES PARTIELLES POUR VEHICULES AUTOMOBILES.

Description

L'invention concerne un frein à disque à garnitures partielles comportant

deux dispositifs actionneurs avec entraînement en rotation qui travaillent en sens inverses, qui sont agencés l'un derrière l'autre dans la direction périphérique du disque, d'un côté de celui-ci, et qui agissent en parallèle sur une seule mâchoire et sont commandés par un

dispositif d'actionnement, chacun par l'intermédiaire d'un levier pivo-

tant, de façon qu'ils se déplacent constamment en synchronisme dans la direction de serrage ou desserrage du frein. Parmi les dispositifs

actionneurs possibles, ce sont en premier lieu les dispositifs action-

neurs à broche qui sont concernés. On peut aussi envisager l'utilisation

de mécanisme à came frontale.

Dans un frein à disque à garnitures partielles connu de ce genre (demande de brevet allemand publiée DE-OS 23 64 050), les leviers pivotants des dispositifs actionneurs à broche se déplacent l'un vers l'autre lors d'un actionnement du frein. L'actionnement s'effectue par

une transmission souple du type "Bowden". L'inconvénient de cet agence-

ment connu réside dans le fait que les leviers pivotants doivent avoir un intervalle suffisant afin que, notamment lorsque les garnitures sont

usées, ces deux leviers ne puissent pas se rencontrer lors d'un frei-

nagequ'ils risqueraient alors de compromettre. Pour éviter cet incon-

vénient on a déjà utilisé des dispositifs actionneurs à broche isociné-

tiques (brevet anglais 1 492 784), mais l'actionnement synchrone de deux tels dispositifs actionneurs à broche exige alors une tringlerie

d'actionnement spéciale qui synchronise les deux mouvements. Un action-

nement pneumatique exigerait une tringlerie compliquée.

On connait en outre un frein à disque à garnitures partielles (brevet américain no 4 089 393) comportant une plaque-support qui peut

être déplacée vers le disque du frein au moyen de deux leviers d'excen-

trique aptes à pivoter dans des sens inverses. Pour actionner ces deux leviers d'extension, on peut recourir à un ensemble piston-cylindre pneumatique monté pour agir entre eux. Ce frein à disque à garnitures partielles connu mobilise un espace important, surtout en direction axiale, car les leviers d'extension s'étendent en direction axiale depuis l'étrier du frein, et non pas en direction radiale comme c'est

le cas avec un frein équipé de dispositifs actionneurs à broche.

Les freins à disques connus appartenant au genre indiqué sont des freins à étrier flottant dans lesquels un mécanisme d'actionnement

n'estprévu que d'un seul coté du disque. L'utilisation de deux dispo-

sitifsactionneurs a pour but d'assurer une-transmission équilibrée de la force aux mâchoires sans avoir à recourir à des plaques d'appui

lourdes et massives.

L'invention a pour objet de réaliser un frein à disque à garnitures partielles du genre mentionné au début, mais dans lequel il n'y aura pas lieu de craindre un défaut de fonctionnement du frein par rencontre des leviers d'écartement, et dont les dispositifs actionneurs

pourront être disposés de façon compacte et peu encombrante.

Pour réaliser cela, l'invention prévoit que les deux dispo-

sitifs actionneurs à broche sont actionnables, dans la direction correspondant au serrage du frein, par écartement des leviers pivotants au moyen d'un ensemble piston-cylindre pneumatique monté pour agir entre eux. Grâce à cette forme de réalisation, la mise en contact mutuel des leviers lors d'un freinage est exclue, malgré l'utilisation de dispositifs actionneurs à broche autorisant une construction compacte car les deux leviers pivotants s'écartent l'un de l'autre lors d'un freinage. Comme ces leviers s'étendent en direction radiale, depuis les dispositifs actionneurs à broche, il n'y a pratiquement pas

d'encombrement supplémentaire en direction axiale, du fait de l'agence-

ment des moyens d'actionnement.

Il est particulièrement avantageux que, dans la condition de non-freinage du frein, les leviers pivotants s'étendent sensiblement tangentiellement aux dispositifs actionneurs à broche et en direction radiale vers l'extérieur, cela depuis les zones périphériques des dispositifs actionneurs tournées l'une vers l'autre. Avec une telle forme de réalisation, les dispositifs d'actionnement pneumatiques peuvent être agencés de façon particulièrement compacte, tout en

donnant un excellent rendement.

Dans une forme de réalisation ayant une architecture particulièrement simple, un cylindre et, respectivement, un piston

agencé dans celui-ci, sont raccordés aux leviers pivotants respectifs.

Le piston et le cylindre ne sont alors maintenus que par les deux

leviers auxquels ils sont liés par articulation.

Dans une première exécution concrète de cette forme de réalisation, le cylindre est agencé entre les deux leviers pivotants, et il y a liaison articulée du cylindre au premier levier pivotant

et d'une tige du piston à l'autre levier pivotant.

Si l'on désire que le cylindre soit agence en direction radiale, l'agencement doit alors être tel que les deux leviers pivotants soient liés par articulation au moyen d'une tringlerie à genouillère sur laquelle agit une tige du piston qui est sensiblement orientée

perpendiculairement à l'étendue occupée par la tringlerie.

Une autre forme de réalisation avantageuse est telle que, dans la condition de non-freinage du frein, le cylindre s'étende en dehors de l'intervalle compris entre les leviers pivotants auxquels il est sensiblement perpendiculaire tout en étant dirigé dans leur direction de pivotement, le levier pivotant le plus proche du cylindre étant lié par articulation à la face de celui-ci par laquelle la tige du piston sort, et le levier pivotant le plus éloigné du cylindre étant lié par articulation à la tige du piston. Il faut alors que, lorsque le frein est dans la condition de non-freinage, les leviers pivotants soient autant que possible rapprochés l'un de l'autre et soient de préférence sensiblement parallèles l'un à l'autre. Ainsi, une partie essentielle de l'espace situé radialement à l'extérieur des dispositifs actionneurs est utilisée pour l'agencement du dispositif d'actionnement pneumatique. Il suffit tout aussi bien d'un simple cylindre contenant un piston, pour l'actionnement. Même dans le cas de cette forme de réalisation, ce sont exclusivement les deux leviers pivotants qui

maintiennent le cylindre et le piston par l'intermédiaire de sa tige.

Dans une autre forme de réalisation, des cylindres sont agencés sur les c8tés non en regard l'un de l'autre des leviers pivotants et ces cylindres contiennent des pistons mutuellement liés par une tige et ont leurs faces de sortie de la tige liées chacune par

articulation à l'un des leviers pivotants.

Cette forme de réalisation comporte certes deux cylindres et pistons, mais ils sont néanmoins agencés de façon parfaitement symétrique par rapport aux deux leviers pivotants et sont mutuellement

liés par la tige des pistons.

Cette forme de réalisation présente avant tout une grande

robustesse car le centre de gravité des deux cylindres se trouve exacte-

ment à l'endroit o ils sont en liaison articulée avec les leviers pivotants. Dans cette forme de réalisation aussi, il faut que, dans la condition de non-freinage, les leviers pivotants soient proches l'un

de l'autre et, de préférence, sensiblement parallèles.

Il est en outre avantageux que le frein selon l'invention soit monté audessus de l'axe de rotation du disque afin d'éviter que la pesanteur agisse dans le sens de l'actionnement. En outre, avec un tel montage, les mouvements de la roue dûs à sa suspension, dirigés

sensiblement verticalement, sont mieux reçus.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques

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

joints o: - la figure 1 représente une vue de face d'un frein à disque à garnitures partielles selon l'invention, considéré depuis l'intérieur, en direction axiale; - la figure 2 représente une vue de dessus en coupe partielle du frein de la figure 1 - la figure 3 est une représentation fonctionnelle schématique du frein selon les figures I et 2; - la figure 4 est une représentation fonctionnelle d'une autre forme de réalisation - la figure 5 est une représentation fonctionnelle d'une autre forme de réalisation; et

- la figure 6 est une représentation fonctionnelle d'une autre forme de-

réalisation du frein selon l'invention.

Sur les figures I et 2, un étrier flottant 22 est monté, avec possibilité de déplacement axial, sur des emplacements 23 d'un support de frein 21. Selon la figure 2, l'étrier flottant 22, partant du côté intérieur, chevauche le disque 24 du frein, fixé à l'axe 38 de la roue du véhicule, et porte, sur le bras 39 se trouvant entre la toile 27 de la roue et le disque 24 du frein, une mâchoire 25. La jante se

raccordant à la toile 27 de la roue est désignée par la référence 26.

Deux dispositifs actionneurs à broche, lia et llb, sont agencés dans l'étrier flottant-22, l'un au-dessus de l'autre, du côté

du disque 24 non en regard de la maehoire extérieure 25.

Chaque dispositif actionneur à broche lia, lib, comporte un écrou d'actionnement 28 que l'on peut faire tourner au moyen d'un levier pivotant 12a, 12b, et comporte une broche 29 qui, par l'intermédiaire d'un filet hélicoïdal à circulation de billes, est en prise avec l'écrou d'actionnement et qui agit sur la mâchoire intérieure 30. L'écrou d'actionnement 28 prend appui, par l'intermédiaire d'un palier de butée 31, contre l'étrier flottant 22. Les leviers pivotants 12a, 12b

pourraient aussi être rattachés aux broches 29, l'écrou d'actionne-

ment 28 attaquant alors la mâchoire 30. Des dispositifs actionneurs à broche appropriés sont décrits dans les demandes de brevets français déposées par la demanderesse le 13 novembre 1980 sous les n0 80 24101 et 80 24103, le 14 novembre 1980 sous le ne 80 24217 et le 19 novembre 1980 sous le n0 80 24525, toutes intitulées "Dispositif

d'actionnement mécanique pour freins à disque à garnitures partielles."

Selon les figures 1 et 2, dans la condition de non-freinage, les leviers pivotants 12a, 12b partent tangentiellement des zones périphériques que les dispositifs d'actionnement Ila, 11b possèdent en vis-à-vis et sont dirigés perpendiculairement à la ligne 40 joignant les axes 41 des dispositifs lia, 11b. Dans la représentation selon la figure 1, ces leviers sont sensiblement parallèles et côte-à-côte et sont sensiblement dans un plan parallèle au disque 24 du frein. Les extrémités des leviers pivotants 12a, 12b se trouvent sensiblement dans la région du bord du disque 24. Elles sont fixées, par des joints

d'articulation 32, 33, aux faces extrêmes 20 de deux ensembles piston-

cylindre 13, 14 qui sont coaxiaux et dont l'axe 42 est orienté tangentiellement au disque 24 et perpendiculairement aux leviers pivotants se trouvant à la position de repos. L'axe de pivotement des articulation 32, 33 est perpendiculaire au plan du disque et coupe

l'axe 42.

Selon les figure 1 à 3, chaque ensemble piston-cylindre 13, 14 est constitué d'un cylindre 16 contenant un piston 15. Les cylindres 16 se trouvent à l'extérieur de l'espace 43 compris entre les deux leviers pivotants 12a, 12b et sont en vis-à-vis par leurs surfaces extrêmes 20

qui sont les faces de sortie de la tige de piston 19 qui sort centrale-

ment de ces faces 20 et relie les deux pistons 15. Les articula-

tions 32, 33 se trouvent avantageusement des deux côtés de la tige de piston 19 et sont en prise avec les extrémités fourchues des

leviers 12a, 12b.

Entre les deux pistons 15 et les faces 20 des cylindres 16, il y a, selon la figure 3, des ressorts de rappel 34 qui appliquent à chacun des ensembles piston-cylindre 13, 14, une précontrainte vers

la position de non-freinage visible sur les figures 1 et 3.

Les ensembles cylindre-piston 13, 14 sont sensiblement maintenus sur les leviers pivotants 12a, 12b. Il est donc possible de prévoir des moyens supplémentaires liant ces ensembles piston-cylindre à l'étrier et servant à l'amortissement des vibrations. C'est ainsi, par exemple, que, pour fournir un maintien supplémentaire aux cylindres, on pourrait prévoir, au voisinage des extrémités libres des cylindres, des bielles ayant des longueurs identiques et parallèles aux leviers pivotants, de façon que, lors d'un freinage, elles puissent suivre le

mouvement des cylindres sans créer de contraintes.

Conformément à l'invention, la tige de piston 19 est creuse et présente, à mi-chemin entre les deux points d'articulation 32, 33 des leviers pivotants 12a, 12b, un raccord de pression 35. Grâce à cette disposition, il y a, pour les deux cylindres 16, un seul raccord de pression qui, lors de l'actionnement du frein, n'est déplacé que radialement. Cela permet de renoncer à une conduite de raccordement

souple relativement longue.

Ce frein à garniture partielle décrit fonctionne comme suit.

La position de non-freinage des dispositifs actionneurs à

broche lla, llb est représentée en trait continu sur les figures 1 à 3.

Si de l'air comprimé est appliqué, par le raccord 35, aux deux cylindres 16, ces derniers vont alors, sous l'effet des forces de réaction transmises par la tige de piston 19, se déplacer dans des

sens opposés, les leviers 12a, 12b étant basculés dans des sens opposés.

Du fait de la solidarisation en rotation des leviers pivotants 12a, 12b aux écrous de broche 28, ces mouvements de pivotement sont transmis aux dispositifs actionneurs à broche lia, Ilb, ce qui a pour conséquence l'application des mâchoires 25, 30 contre le disque 24 du frein. La condition d'écartement maximal des leviers pivotants 12a, 12b est représentée en trait discontinu sur la figure 3. Cette position des

leviers pivotants correspond à la condition de freinage maximal.

Comme les deux cylindres 16 ne sont mutuellement liés que par la tige de piston 19 et ne sont pas maintenus autrement que par les articulation 32, 33, il en résulte que celles-ci peuvent suivre sans

problème la trajectoire représentée en trait mixte sur la figure 3.

Apràs suppression de la pression appliquée au raccord 35, les ressorts 34 provoquent le retour des cylindres 16 à leur position

initiale correspondant à la condition de non-freinage.

Selon la figure 4, un seul cylindre 16 est lié, par l'intermédiaire d'une articulation 32 prévue en position centrale sur

sa face extrême 20, au levier pivotant 12a. Là encore, l'axe de l'arti-

culation est orienté axialement, c'est-à-dire qu'il est perpendiculaire au plan du disque 24 du frein. Dans cet exemple de réalisation, la tige 19 du piston 15 agencé dans le cylindre 16 passe par une ouverture qui est aménagée dans la face 20, dans la région de l'articulation 32, et va jusqu'à l'extrémité du levier pivotant inférieur 12b auquel elle

est liée en cet endroit par une articulation 33. L'axe de l'arti-

culation 33 est lui aussi perpendiculaire au disque 24 du frein, ou

encore parallèle aux axes des dispositifs actionneurs à broche,l1a, lib.

Si l'on applique un fluide pneumatique sous pression au raccord 35, le piston 15 et le cylindre 16 sont déplacés l'un par

rapport à l'autre, ce qui a pour effet que les deux leviers pivo-

tants 12a, 12b viennent aux positions représentées en trait mixte et que les dispositifs actionneurs à broche lia, 1lb pressent les mâchoires 25, 30 contre le disque 24. Les articulations 32, 33 exécutent

alors le déplacement représenté en tireté, lequel est le seul déplace-

ment autorisé par les articulations 32, 33, du fait de la fixation de

l'ensemble cylindre-piston 13.

Dans l'exemple de réalisation selon la figure 5, les leviers

pivotants 12a, 12b présentent, dans la direction périphérique un écarte-

ment mutuel plus important qui suffit pour agencer entre eux un ensemble cylindre-piston 13. Le cylindre et la tige de piston sont rattachés l'un au levier pivotant 12a, l'autre au levier pivotant 12b, respectivement

par l'articulation 32 et par l'articulation 33.

L'application d'une pression pneumatique au raccord 35 provoque un déplacement du piston 15 dans le cylindre 16, les deux leviers pivotants 12a, 12b étant, là encore, écartés l'un de l'autre

et un freinage étant ainsi provoqué.

Un ressort de traction directement monté entre les leviers 12a, 12b assure que les leviers pivotants 12a, 12b seront

ramenés à leur position initiale après un freinage.

La figure 6 représente un exemple dans lequel les extrémités des leviers pivotants 12a, 12b sont mutuellement liées par une tringlerie à genouillère 17 qui est articulée sur eux en 36 et 37. La genouillère de la tringlerie 18 est liée à la tige 19 d'un piston 15 qui est agencé à coulissement dans le cylindre 16. A la différence des formes de réalisations précédentes, l'axe du cylindre 16 s'étend

en direction radiale, dans cet exemple selon la figure 6.

Dans cet exemple, le cylindre 16 est, non pas suspendu

librement entre les leviers 12a, 12b, mais fixé à l'étrier flottant 22.

Si au raccord 35, de la pression est envoyée au cylindre 16, le piston 15 se déplace alors vers les dispositifs actionneurs à broche lia, 1lb et, ce faisant, pousse la tringlerie 17 par la genouillère 18, jusqu'à l'extension. Les deux leviers pivotants 12a, 12b sont alors écartés l'un de l'autre, contre l'action des ressorts de rappel 34. Une butée 44 évite que la tringlerie 17 atteigne le point mort. Ce n'est qu'ainsi que les ressorts de rappel 34 peuvent ramener le piston 15 à sa position initiale après la disparition de la pression

d'air.

Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont

nullement limitatifs de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Frein à disque à garnitures partielles comportant deux dispositifs actionneurs avec entraînement en rotation qui travaillent en sens inverses, qui sont agencés l'un derrière l'autre, dans la direction périphérique du disque, d'un côté de celui-ci, et qui agissent en parallèle sur une seule mâchoire et sont commandés par un dispositif d'actionnement, chacun par l'intermédiaire d'un levier pivotant, de façon qu'ils se déplacent constamment en synchronisme dans la direction de serrage ou desserrage du frein, caractérisé en ce que les deux dispositifs actionneurs à broche (11a, 1lb) sont actionnables, dans la direction correspondant au serrage du frein, par écartement des leviers pivotants (12a, 12b) au moyen d'un ensemble piston-cylindre

pneumatique (13, 14) monté pour agir entre eux.

2. Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la condition de non-freinage du frein, les leviers pivotants (12a, 12b) s'étendent sensiblement tangentiellement aux dispositifs actionneurs à broche (11a, 11b) et en direction radiale vers l'extérieur cela depuis des zones périphériques des dispositifs actionneurs (11a,

llb) tournées l'une vers l'autre.

3. Frein selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé

en ce qu'un cylindre (16) et piston (15) agencé dans ce cylindre sont rattachés respectivement l'un au premier, l'autre au deuxième, des

leviers pivotants (12a, 12b).

4. Frein selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cylindre (16) est agencé entre les deux leviers pivotants (12a, 12b), et est lié par articulation au premier levier-pivotant (12a), tandis qu'une tige (19) du piston (15) est liée par articulation à l'autre

levier pivotant (12b).

5. Frein selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux leviers pivotants (12a, 12b) sont liés par articulation au moyen d'une tringlerie (17) à genouillère (18) sur laquelle agit une tige (19) du piston (15) qui est sensiblement orientée perpendiculairement à

l'étendue occupée par la tringlerie (17).

6. Frein selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans la condition de non-freinage du frein, le cylindre (16) s'étend en dehors de l'intervalle compris entre les leviers pivotants (12a, 12b) auxquels il est sensiblement perpendiculaire tout en étant dirigé dans leur direction de pivotement, le levier pivotant (12a) le plus proche du cylindre (16) étant lié par articulation à la face (20) de celui-ci par laquelle la tige (19) du piston sort, et le levier pivotant (12b) le plus éloigné du cylindre (16) étant lié par articulation à la

tige (19) du piston.

7. Frein selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé

en ce que des cylindres (16) sont agencés sur les côtés non en regard l'un de l'autre des leviers pivotants (12a, 12b), ces cylindres contenant des pistons (15) mutuellement liés par une tige (19), et ayant leurs faces (20) de sortie de la tige (19) liées chacune par

articulation à l'un des leviers pivotants (12a, 12b).

8. Frein selon l'une des revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les leviers pivotants (12a, 12b) se trouvent proches l'un de l'autres, et de préférence sensiblement parallèles l'un à l'autre,

lorsque le frein est en condition de non-freinage.

9. Frein selon l'une des revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la tige (19) est constituée en conduit de liaison pour le

passage de fluide de pression.