FR2513955A1 - Frein a disque - Google Patents

Abstract

IL S'AGIT D'UN FREIN DU GENRE COMPORTANT UN SUPPORT FIXE 10, UN ORGANE A FREINER 11 PORTEUR D'AU MOINS UN DISQUE DE FREIN 12, DEUX PORTEES TRANSVERSALES DE FREINAGE 13A, 13B DISPOSEES CHACUNE RESPECTIVEMENT DE PART ET D'AUTRE DES DISQUES DE FREIN 12, ET UNE COMMANDE PROPRE A ASSURER UN SERRAGE AXIAL DE CEUX-CI ENTRE CES PORTEES RANSVERSALES DE FREINAGE. SUIVANT L'INVENTION, CETTE COMMANDE, QUI N'EST PAS VISIBLE SUR LA FIGURE, EST UNE COMMANDE A COIN, ET ELLE AGIT EN PRATIQUE SUR UN ORGANE DE COMMANDE 44 PRESENTANT DE PLACE EN PLACE DES EVIDEMENTS 57 DANS CHACUN DESQUELS SONT SUPERPOSES AXIALEMENT DEUX GALETS 58 DONT L'UN PREND APPUI SUR UNE CAME 59 ET DONT L'AUTRE PORTE SUR UN ORGANE DE REPARTITION 43. APPLICATION NOTAMMENT AUX FREINS A MULTIDISQUES, NOTAMMENT POUR VEHICULES INDUSTRIELS ET ENGINS AGRICOLES OU DE TRAVAUX PUBLICS.

Description

La présente invention concerne d'une manière générale les freins à disque.

Ainsi qu'on le sait, un frein à disque comporte, globalement, un support fixe, un organe à freiner porteur d'au moins un disque de frein, deux portées transversales de freinage disposées chacune respectivement de part et d'autre du (ou des) dit(s) disque(s) de frein, et une commande propre à assurer un serrage axial du (ou des) disque(s) de frein entre lesdites portes transversales de freinage.

Bien que l'invention puisse aussi bien s'appliquer aux freins dans lesquels l'organe à freiner ne porte qu'un seul disque de frein et est en pratique constitué par un tel disque, elle vise plus particulièrement les freins, communément dits freins multidisques, dans lesquels l'organe à freiner est porteur d'une pluralité de disques de frein, qui alternent avec des disques intercalaires fixes, et avec lesquels interviennent des garnitures de frottement, le plus souvent annulaires.

De tels freins multidisques sont notamment mis en oeuvre pour l'équipement de véhicules industriels, aussi bien que pour celui d'engins agricoles ou de travaux publics.

L'un des problèmes à résoudre dans la réalisation des freins multidisques de ce type est relatif à leur commande, qui, d'une part, compte tenu des couples de freinage relativement élevés à obtenir, doit se prêter à une amplification, et qui, d'autre part, doit également de préférence se prêter à un rattrapage automatique du jeu dû à l'usure des garnitures de frottement.

Or, pour les freins à tambour, il existe déjà des commandes à coin répondant de manière satisfaisante à ces deux conditions et présentant en outre d'autres avantages.

Par commande à coin, on entend ici, de manière usuelle, une commande comportant un poussoir de commande, qui est apte à recevoir une action de commande, par exemple en provenance d'un pot à air et/ou d'un pot à ressort, et qui présente un chemin de roulement oblique par rapport à son axe, un piston de renvoi, qui s'étend transversalement par rapport audit poussoir de commande, et qui présente un chemin de roulement en regard du chemin de roulement de celui-ci, et un organe de roulement interposé entre le chemin de roulement dudit poussoir de commande et celui dudit piston de renvoi.

La présente invention a d'une manière générale pour objet l'application d'tinte telle commande à coin aux freins disque.

De manière plus précise, elle a donc pour objet un frein à disque du genre comportant un support fixe, un organe à freiner porteur d'au moins un disque de frein, deux portées transversales de freinage disposées chacune respectivement de part et d'autre du (ou des) dit(s) disque(s) de frein, et une commande propre à assurer un serrage axial du (ou des) disque(s) de frein entre lesdites portées transversales de freinage, et caractérisé en ce que ladite commande est une commande à coin, c'est-à-dire une commande du type comportant, de manière connue en soi, un poussoir de commande, qui est apte à recevoir une action de commande, et qui présente un chemin de roulement oblique par rapport à son axe, un piston de renvoi, qui s'étend transversalement par rapport audit poussoir de commande, et qui présente un chemin de roulement en regard du chemin de roulement de celui-ci, et un organe de roulement interposé entre le chemin de roulement dudit poussoir de commande et celui dudit piston de renvoi.

Une difficulté pour la mise en oeuvre d'une telle commande à coin dans un frein à disque résulte de ce que, si, dans un frein à tambour, une telle commande à coin peut intervenir circonférentiellement, en deux points opposés, cette commande à coin présentant alors à cet effet deux pistons de renvoi agissant en sens opposés, elle doit, dans un frein à disque, agir axialement.

Lorsque, comme cela est le cas en pratique dans les freins multidisques, les garnitures de frottement intervenant entre disques de frein et disques intercalaires sont annulaires, une autre difficulté résulte en outre de ce que l'action développée par la commande à coin doit alors être répartie annulairement sur ces garnitures de frottement.

Dans le brevet américain No. 3.435.920, mais pour une commande classique bien qu'agissant tangentiellement, il est proposé, pour assurer une telle répartition, de mettre en oeuvre, s'étendant circulairement, d'une part un organe de répar tition annulaire monté mobile axialement, et d'autre part au moins un organe de commande piloté par la commande associée et monté mobile circonférentiellement.

I1 est proposé, suivant l'invention, l'application d'une telle disposition à un frein à disque à commande à coin.

Pour une telle application, l'organe de commande, suivant l'invention, présente localement au moins un évidement, dans lequel se trouvent axialement superposés, de manière individuellement connue en soi, deux organes de roulement, l'un qui, du côté dudit organe de commande opposé audit organe de répartition, prend appui sur une came fixe à rampe oblique vis-à-vis de l'axe de l'ensemble, et l'autre qui, du caté de l'organe de commande, porte sur celui-ci.

Ainsi, suivant l'invention, l'organe de commande, qui, de préférence, et de manière connue en soi, est unique et forme un anneau, constitue, par le ou les évidements qu'il comporte, autant de cages dans chacune desquelles se trouvent axialement superposés deux organes de roulement propres à agir sur l'organe de répartition associé en prenant appui sur la came correspondante, en réponse à l'action de commande exercée sur ledit organe de commande par la commande à coin associée.

Outre l'amplification supplémentaire due à l'intervention de ces organes de roulement, il en résulte une simplification avantageuse de l'organe de répartition, aussi bien d'ailleurs que de l'organe de commande.

S'agissant, notamment, de l'organe de répartition, et suivant une caractéristique de l'invention, la face transversale de l'organe de répartition sur laquelle porte un ou des organes de roulement est avantageusement plane.

De même, s'agissant de l'organe de commande, les faces transversales de celui-ci peuvent avantageusement être panes.

Enfin, suivant l'inention, l'organe de commande peut avantageusement être monté librement mobile axialement.

Grâce à une telle disposition, il y a avantageusement, en service, lors d'un freinage, un contact de roulement sans glissement entre l'organe de commande et ceux des organes de roule- ment qui prennent appui sur une came, dits ici par commodité organes de roulement sous charge.

En effet, par effet d'entraînement, l'organe de commande se rapproche alors librement axialement de l'organe de répartition associé, au fur et à mesure du roulement, contre leur came, de ces organes de roulement sous charge.

Un bon rendement pour l'ensemble s'en trouve favorisé.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels
la figure 1 est une demi-vue en coupe axiale d'un frein suivant l'invention, dans laquelle la fusée et l-'arbre de roue correspondant ont été représentés, schématiquemen-t, en élévation ;
la figure 2 est une vue partielle, en coupe circonférentielle, supposée développée à plat, de ce frein, suivant la ligne II-II de la figure 1
la figure 3 est une vue schématique en coupe axiale de la commande à coin mise en oeuvre dans le frein suivant l'invention ;
la figure 4 est, à échelle supérieure, une vue partielle en élévation, suivant la flèche IV de la figure 1, du seul organe de commande mis en oeuvre dans le frein suivant l'invention, représenté isolément.

Ces figures illustrent, à titre d'exemple, l'application de l'invention à un frein multidisque.

D'une manière générale, un tel frein comporte un support fixe 10, un organe à freiner 11 porteur d'une pluralité de disques de frein 12, au nombre de deux dans l'exemple de réalisation représenté, deux portées transversales de freinage 13A, 13B disposées chacune respectivement de part et d'autre des disques de frein 12, et une commande 14 propre à assurer un serrage axial des disques de frein 12 entre les portées transversales de freinage 13A,13B.

Dans l'exemple de réalisation représenté, le support fixe 10 est rapporté par des vis 15 sur une collerette 16 solidaire de la fusée 17 entourant usuellement l'arbre de roue 18 concerné.

En outre, dans cette forme de réalisation, le support fixe 10 est en trois parties, à savoir, d'un premier côté des disques de frein 12, une première partie d'extrémité 20A, par laquelle il est rapporté par les vis 15 sur la collerette 16 de la fusée 17, unepartie intermédiaire 21, au droit des disques de frein 12, et, de l'autre côté de ceux-ci, une deuxième partie d'extrémité 20B.

Les parties d'extrémité 20A,20B du support fixe 10 sont reliées l'une à l'autre, de place en place, par des tirants filetés 22.

Elles enserrent entre elles la partie intermédiaire 21, qui constitue ainsi une simple entretoise annulaire entre les parties d'extrémité 20A,20B.

Alors que la partie d'extrémité 20A présente intérieurement, pour des raisons qui apparaîtront ci-après, deux portées cylindriques coaxiales 24, 25, formant entre elles une chambre 26 au droit des disques de frein 12, la partie d'extrémité 20B constitue un simple plateau de réaction annulaire, formant par celle de ses faces transversales qui est tournée vers les disques de frein 12 la portée transversale de freinage 13B.

Dans la forme de réalisation représentée, l'organe à freiner 11 est un simple moyeu annulaire rapporté par des vis 27 sur le moyeu 28 de la roue à freiner.

Par un montage à cannelure 30, il porte, à sa périphérie externe, les disques de frein 12.

Ceux-ci, qui sont séparés l'un de l'autre par un disque intercalaire 31 engagé par des passages 32 sur les tirants filetés 22 et ainsi calé en rotation sur le support fixe 10, portent chacun respectivement, sur chacune de leurs faces, des garnitures de frottement 34.

Suivant l'invention, la commande 14, qui n'est pas visible sur la figure 1, et qui n'a été que schématisée en traits interrompus sur la figure 4, est une commande à coin.

Une telle commande à coin est bien connue en elle-même.

Elle peut par exemple être du type de celles commercialisées par la firme allemande DEUTSCHE PERROT-BREMSE GmbH.

D'une manière générale, et tel que représenté schématiquement à la figure 3, une commande à coin comporte un poussoir de commande 35, qui est apte à recevoir une action de commande, et qui présente un chemin de roulement 36 oblique par rapport à son axe, au moins un piston de renvoi 37, qui s'étend transversalement par rapport audit poussoir de commande 35, et qui présente un chemin de roulement 38 en regard du chemin de roulement 36 de celui-ci, et un organe de roulement 39 interposé entre le chemin de roulement 36 du poussoir de commande 35 et celui 38 du piston de renvoi 37.

Dans la forme de mise en oeuvre schématisée à la figure 3, le chemin de roulement 36 du poussoir de commande 35 est formé par une portée tronconique ménagée à l'extrémité de celui-ci, deux pistons de renvoi 37 sont prévus en sens opposés l'un par rapport à l'autre, le chemin de roulement 38 que comporte un tel piston de renvoi 37 est lui aussi oblique par rapport à l'axe du poussoir de commande 35, les organes de roulement 39 prévus entre le poussoir de commande 35 et les pistons de renvoi 37 sont des billes, et l'ensemble est logé dans un corps creux 40 en forme générale de T.

Une telle commande à coin ne faisant pas en soi partie de la présente invention, elle ne sera ni reprsentée ni décrite plus en détail ici.

I1 suffira de préciser que, pour des raisons qui apparai- tront ci-après, seul l'un de ses poussoirs de renvoi 37 est actif, l'autre étant en permanence contrebuté par un bouchon 42 rapporté à cet effet en bout de la branche correspondante du corps en T 40.

Dans la chambre 26 du support fixe 10 s'étendent circulairement, d'une part, du côté des disques de frein 12, un organe de répartition annulaire 43, qui est monté mobile axialement, et, d'autre part, du côté opposé aux-disques de frein 12, au moins un organe de commande 44, qui, tel que décrit ciaprès, est piloté par la commande 14 associée, et qui est monté mobile circonférentièllement.

En pratique, l'organe de répartition 43 forme un simple anneau, qui, par l'une de ses faces transversales, celle diri gée du côté des disques de frein 12, forme la portée transversale de freinage 13A, cette face transversale étant plane et s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe de l'ensemble.

L'autre, 45, des faces transversales de l'organe de répartition 43, qui s'étend entre les portées cylindriques 24, 25, est également, avantageusement, plane, en s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe de l'ensemble comme la précédente.

En pratique, l'organe de répartition 43 fait légèrement saillie hors de la chambre 26, et, à sa périphérie externe, il présente de place en place des oreilles 46 par lesquelles il est engagé sur les tirants filetés 22.

Il est ainsi calé en rotation sur le support fixe 10.

Dans la chambre 26, deux joints d'étanchéité 47, 48 sont respectivement établis entre l'organe de répartition 43 et les portées cylindriques 24, 25 délimitant cette chambre 26.

L'organe de répartition 43 ferme ainsi, de manière étanche, à la manière d'un piston, la chambre 50 dans laquelle interviennent les disques de frein 12, cette chambre 50 se trouvant également fermée de manière étanche, d'une part, par un joint d'étanchéité 51 prévu de manière usuelle entre le moyeu de roue 28 et la fusée 17, et, d'autre part, par un joint d'étanchéité 52 établi entre la partie d'extrémité 20B du support fixe 10 et un capot 53 rapporté sur le moyeu de roue 28 par les vis 27 fixant déjà à celui-ci l'organe à freiner 11.

Les disques de frein 12 peuvent ainsi intervenir dans des conditions protégées, soit dans l'air, soit dans l'huile.

Dans la forme de réalisation représentée, un seul organe de commande 44 est prévu, et celui-ci est circulairement fermé en anneau.

Par sa périphérie interne, il est centré sur la portée cylindrique 24 de la chambre 26, en pratique par l'intermédiaire d'une bague 54 en matière synthétique.

En pratique également, il est monté librement mobile axialement dans la chambre 26, entre l'organe de répartition 43, et une portée transversale 56 formée à cet effet par le support fixe 10 dans la chambre 26.

L'organe de commande 44 suivant l'invention présente localement au moins un évidement 57, qui le traverse axialement de part en part, et dans lequel se trouvent axialement superposés, de manière individuellement connue en soi, deux organes de roulement 58, l'un qui, du côté de l'organe de commande 44 opposé à l'organe de répartition 43, prend appui sur une came fixe 59 à rampe oblique 60 vis-à-vis de l'axe de l'ensemble, et l'autre qui, du côté de l'organe de commande 43, porte sur celui-ci, et, en pratique, sur la face transversale plane 45 de cet organe de commande 43.

Dans la forme de réalisation représentée, trois évidements 57 sont prévus à 1200 deux à deux, chacun d'eux débouche radialement à la périphérie externe de l'organe de commande 44, et les organes de roulement 58 prévus dans chacun d'eux sont des galets, dont le maintien est assuré par une plaquette 61 ou un circlips engagé à cet effet dans une rainure 62 de l'évi devent 55 correspondant prévu à proximité du débouché radial de celui-ci.

Conjointement, et en correspondance, trois cames 59 sont prévues, dont chacune est rapportée par des vis 64 sur le fond 65 de la chambre 26 du support fixe 10.

Pour action de la commande à coin 14, l'organe de commande 44 présente localement, à sa périphérie interne, une échancrure 66 dans laquelle ladite commande à coin 14 est au moins pour partie engagée par les deux branches de son corps en T 40, celui des pistons de renvoi 37 de cette commande à coin qui n'est pas contrebuté et qui débouche donc librement hors dudit corps en T 40 en bout de la branche correspondante de celui-ci portant sur la tranche d'extrémité circonférentielle 68 correspondante de ladite-échancrure 66.

Par un évidement de la partie d'extrémité 20 du support fixe 10, le corps en T 40 de la commande en coin 14 fait saillie hors de celui-ci, par son jambage médian, pour permettre l'action sur son poussoir de-commande 35 d'un quelconque dispositif de commande, tel que pot à air et/ou pot à ressort par exemple.

Pour son allègement, l'organe de commande 44 présente de place en place des évidements 70 qui le traversent de part en part.

I1 présente en outre, dans le même but, en creux sur l'une et/ou l'autre de ses faces, des évidements borgnes 71, allongés en secteur circulaire.

Tel que schématisé en traits interrompus à la figure 4, l'un de ces derniers peut avantageusement être mis à profit pour l'implantation d'un ressort de rappel 72 qui, attelé à l'une de ses extrémités, par un ergot 73, à l'organe de commande 44, est, à l'autre de ses extrémités, attelé au support fixe 10 (non représenté).

Tel que schématisé à la figure 3, lorsqu'un effort de poussée est appliqué axialement au poussoir de commande 35, suivant la flèche F1 de cette figure 3, la piston de renvoi 37 qui n'est pas contrebuté est lui-même l'objet, suivant la flèche F2, d'un effort de poussée amplifié par rapport au précédent et en angle par rapport à celui-ci.

Ce piston de renvoi 37 vient alors solliciter tangentiellement l'organe de commande 44, et celui-ci est dès lors l'objet d'un déplacement circonférentiel suivant la flèche F3 des figures 2 et 4.

Pour chacun des évidements 57 de cet organe de commande 44, celui des organes de roulement 58 qui est au contact de la came 59 associée, dit ici par commodité organe de roulement sous charge, est contraint, par la rampe 60 de celle-ci, de se déplacer axialement en direction de l'organe de répartition 43 tout en roulant au contact de cette rampe 60.

I1 contraint à son tour l'autre organe de roulement 58 à se déplacer axialement dans le même sens.

Par suite, au fur et à mesure du déplacement circonférentiel de l'organe de commande 44,. les organes de roulement 58, prenant appui sur les cames 59 correspondantes, sollicitent axialement l'organe de répartition 43 dans son ensemble, suivant la flèche F4 de la figure 2.

I1 en résulte un serrage des disques de friction 12 entre les portées transversales de freinage 13A,13B.

Ainsi qu'on le notera, lors du roulement contre la rampe oblique 60 d'une came 59 de l'organe de roulement 58 sous charge, l'organe de commande 44 est entrains axialement par cet organe de roulement.

I1 n'y a donc qu'un contact de roulement entre un tel organe de roulement sous charge et l'organe de commande 44, sans glissement, ce qui ménage avantageusement cet organe de roule ment et cet organe de commande.

Lorsque l'action préalablement exercée sur le poussoir de commande 35 de la commande à coin 14 est relâchée, le ressort de rappel 72 associé à l'organe de commande 44 ramène celui-ci en position initiale, en le maintenant au contact du piston de renvoi 37 correspondant de ladite commande à coin 14.

Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution.

En particulier, s'agissant de l'application de l'invention à un frein multidisque, le nombre de disques de frein mis en oeuvre peut être supérieur à deux.

En outre, les garnitures de frottement intervenant de part et d'autre de chacun de ces disques de frein ne sont pas nécessairement portées par ceux-ci ; elles pourraient par exemple aussi bien être portées par le support fixe et le ou les disques intercalaires portés par celui-ci.

I1 ne s'agit pas non plus nécessairement de garnitures annulaires.

De même, les organes de roulement mis en oeuvre entre cames fixes et organe de répartition ne sont pas nécessairement des galets ; il pourrait en effet s'agir aussi bien de billes.

Par ailleurs, au lieu d'un organe de commande unique en anneau, deux organes de commande s'étendant chacun circulairement suivant une portion seulement d'une même circonférence peuvent être mis en oeuvre. Dans ce cas, chacun des pistons de renvoi de la commande à coin mise en oeuvre est actif pour action chacun respectivement sur lesdits organes de commande, et ceux-ci, à l'opposé de la commande à coin, prennent appui sur un moyen de rappel commun, un ressort par exemple.

Enfin, le domaine d'application de l'invention n'est pas limité à celui des seuls freins multidisques, mais s'étend aussi bien à celui des freins dans lequel l'organe à freiner est porteur d'un seul disque de frein et est en pratique constitué par un tel disque.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Frein à disque du genre comportant un support fixe (10), un organe à freiner (11) porteur d'au moins un disque de frein (12), deux portées transversales de freinage (13A, 13B) disposées chacune respectivement de part et d'autre du (ou des) dit(s) disque(s) de frein (12), et une commande (14) propre à assurer un serrage axial du (ou des) disque(s) de frein (12) entre les dites portées transversales de freinage (13A,13B), caractérisé en ce que ladite commande (14) est une commande à coin, c'est-à-dire une commande du type comportant, de manière connue en soi, un poussoir de commande (35), qui est apte à recevoir une action de commande, et qui présente un chemin de roulement (31), oblique par rapport à son axe, un piston de renvoi (37), qui s'étend transversalement par rapport audit poussoir de commande (35), et qui présente un chemin de roulement (38) en regard de celui (36) dudit poussoir de commande (35), et un organe de roulement (39) interposé entre le chemin de roulement (36) dudit poussoir de commande (35) et celui (38) dudit piston de renvoi (37).

2. Frein à disque suivant la revendication 1, caractérisé en ce que s'étendent circulairement d'une part un organe de répartition annulaire (43) monté mobile axialement, et d'autre part au moins un organe de commande (44) piloté par la commande (14) associée et monté mobile circonférentie33ement.

3. Frein à disque suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit organe de commande (44) présente bcalement au moins un évidement (57) dans lequel se trouvent axialement superposés, de manière individuellement connue en soi, deux organes de roulement (58), l'un qui, du côté dudit organe de commande (44) opposé audit organe de répartition (43), prend appui sur une came fixe (59) à rampe oblique (60) vis-à-vis de l'axe de l'ensemble, et l'autre qui, du côté de l'organe de commande (44), porte sur celui-ci.

4. Frein à disque suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la face de l'organe de répartition (43) sur laquelle porte un organe de roulement (58) est plane et s'étend sensiblement perpendiculairement à l'axe de l'ensemble.

5. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendica tions 2 à 4, caractérisé en ce que l'organe de répartition (43) est monté mobile axialement entre deux portées cylindriques coaxiales (24, 25), avec au moins un joint d'étanchéité (47, 48) entre lui et chacune de ces portées cylindriques (24, 25).

6. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'organe de commande (44) est monté librement mobile axialement.

7. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que par l'une au moins de ses périphéries l'organe de commande (44) est centré sur une portée cylindrique (24) du support fixe (10), éventuellement par l'intermédiaire d'une bague (54).

8. Frein à disque suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, dans lequel un seul organe de commande (44) circulairement fermé en anneau est prévu, caractérisé en ce que plusieurs évidements (57) régulièrement répartis circulairement sont prévus dans ledit organe de commande (44) pour logement d'organes de roulement (58).

9. Frein à disque suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ledit organe de commande (44) présente à sa périphérie externe une échancrure (66) dans laquelle la commande à coin (13) associée est au moins pour partie engagée, le piston de renvoi (37) de ladite commande à coin (13) portant sur l'une des tranches d'extrémité circonférentielle de ladite échancrure (66).