FR2535423A1 - Frein a couronne, notamment pour vehicule automobile - Google Patents

Abstract

DANS CE FREIN A COURONNE, LA PIECE DE COMMANDE 15 EST SOUMISE A DES MOYENS ELASTIQUES 33 QUI LA SOLLICITENT EN PERMANENCE EN DIRECTION DE LA TRANCHE DE LA COURONNE 10, POUR APPLICATION A UNE BARRETTE D'APPUI 34 AU CONTACT DE LAQUELLE ELLE EST MONTEE COULISSANTE ET PIVOTANTE. SUIVANT L'INVENTION, LES MOYENS ELASTIQUES 33 ONT RADIALEMENT UNE EXTENSION SUFFISANTE POUR QUE, PAR RAPPORT A LA BARRETTE D'APPUI 34, LA RESULTANTE DES FORCES AXIALES QU'ILS APPLIQUENT A LA PIECE DE COMMANDE 15 SOIT GLOBALEMENT DECALEE RADIALEMENT EN DIRECTION DE L'AXE DE L'ENSEMBLE. APPLICATION AUX FREINS A COURONNE, NOTAMMENT POUR VEHICULES AUTOMOBILES.

Description

La présente invention concerne d'une manière générale les freins du genre dont l'organe rotatif à freiner est globalement allongé axialement en forme de couronne.

Outre l'organe rotatif à freiner en forme de couronne qui les caractérise, de tels freins, qui ont déjà été proposés pour l'équipement de véhicules automobiles, comportent, usuellement, un support fixe, qui est solidaire de la fusée de la roue concernée, deux patins de freinage disposés chacun respectivement de part et d'autre de la couronne, et une pièce de commande mobile, qui, en forme générale de C, s'étend radialement de part et d'autre desdits patins de freinage et est apte à assurer --l'application de ceux-ci contre ladite couronne.

En pratique, la couronne s'étend en porte-à-faux à partir d'un flasque transversal de support par lequel elle est solidarisée en rotation à l'arbre de roue correspondant.

En service, et du fait de l'échauffement dont elle est alors inévitablement le siège et de la dissymétrie des conditions présidant à son refroidissement en raison de son rattachement à un flasque de support à l'une de ses extrémités, la couronne ne manque en général pas d'être l'objet d'une faible mise en cône, alors que, à froid et/ou au repos, s'étendant alors rigoureusement axialement, c'est-à-dire parallèlement à l'axe de l'ensemble, elle est globalement cylindrique.

Pour se satisfaire d'une telle mise en cône de la couronne, qui intervient en pratique après une dilatation en diamètre de celle-ci, il a déjà été prévu de rendre coulissante et pivotante cette pièce de commande.

A cet effet, il a déjà été proposé de soumettre celleci à des moyens élastiques, qui la sollicitent en permanence en direction de la tranche de la couronne, pour appui contre une barrette du support fixe au contact de laquelle, en pratique par sa partie médiane, elle est montée coulissante et pivotante.

C'est le cas, par exemple, dans la demande de brevet français déposée le 8 Avril 1977 sous le No 77 10713 et publiée sous le No 2.386.736.

La barrette du support fixe au contact de laquelle la pièce de commande est ainsi montée coulissante et pivotante, dite ci-après par commodité barrette d'appui, peut être d'un seul tenant ; en variante, elle peut être fractionnée en deux tronçons de barrette distincts, disposés dans l'alignement l'un de l'autre.

Quoi qu'il en soit, grâce à son montage coulissant et pivotant au contact d'une telle barrette d'appui, la pièce de commande, lors d'un freinage, peut coulisser radialement, pour suivre la dilatation de la couronne, et s'incliner sur la direction radiale correspondante, pour suivre la mise en cône de celle-ci.

Par suite, les moyens élastiques associés à la pièce de commande doivent assumer une double fonction : outre le maintien axial de la pièce de commande au contact de la barrette d'appui, qu'ils assument en appliquant axialement à ladite pièce pièce de commande un effort de rappel en direction de ladite barrette d'appui, ils doivent, après un freinage, assurer un retour en position normale de cette pièce de commande, en appliquant à celle-ci un couple de rappel approprié.

En effet, à défaut d'un tel retour en position normale de la pièce de commande, il pourrait se développer, pour celui au moins des patins de freinage qui est disposé à l'intérieur de la couronne, un maintien intempestif de ce patin de freinage au contact de ladite couronne lors du retour de celle-ci à sa configuration cylindrique, le "léchage" résultant étant inévitablement générateur d'une usure prématurée pour un tel patin de freinage.

En pratique, dans les réalisations du genre concerné connues à ce jour, les moyens élastiques associés à la pièce de commande ont, radialement, sensiblement la même extension de part et d'a-utre de la barrette d'appui.

Une teLle disposition donne en général satisfaction, notamment lorsque la pièce de commande est en matériau léger, tel que l'aluminium, et/ou lorsque l'unité hydraulique prévue dans l'une de ses ailes pour action sur le patin de freinage correspondant ne comporte qu'un piston.

I1 n'en est pas nécessairement de même lorsque, pour des considérations particulières, cette pièce de commande est en matériau plus lourd, tel que la fonte par exemple, et/ou lorsque son unité hydraulique comporte deux ou plusieurs pistons.

En effet, après un freinage, le couple de rappel développé par les moyens élastiques qui lui sont associés peut alors ne pas être suffisant pour la ramener convenablement, et en toute certitude, à sa position normale initiale.

Si, pour augmenter ce couple de rappel, on augmente la raideur propre des moyens élastiques, c'est la capacité de coulissement de la pièce de commande au contact de la barrette d'appui qui peut se trouver compromise, l'effort de rappel axial auquel elle est soumise étant alors trop élevé.

La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition permettant de surmonter cette difficulté.

De manière plus précise, elle a pour objet un frein du genre comportant un support fixe, un organe rotatif globalement allongé axialement en forme de couronne, deux patins de freinage disposés chacun respectivement de part et d'autre de la couronne, et une pièce de commande mobile, qu-i, en forme générale de C, s'étend radialement de part et d'autre desdits patins de freinage et est apte à assurer l'application de ceux-ci contre ladite couronne, ladite pièce de commande étant soumise à des moyens élastiques, dits ci-après par commodité moyens élastiques principaux, qui la sollicitent en permanence en direction de la tranche de ladite couronne, pour appui contre une barrette du support fixe, dite barrette d'appui, au contact de laquelle elle est montée coulissante et pivotante, ce frein étant d'une manière générale caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques principaux ont radialement une extension suffisante pour que, par rapport à la barrette d'appui, la résultante des forces axiales qu'ils appliquent à la pièce de commande soit globalement décalée radialement en direction de l'axe de l'ensemble.

Lorsque la pièce de commande s'incline pour suivre une mise en cône de la couronne, il en résulte, avantageusement, par rapport aux réalisations comparables de ce type connues à ce jour, une augmentation, tant du bras de levier suivant lequel les moyens élastiques principaux associés à cette pièce de commande agissent sur celle-ci, que du déplacement axial du point d'appui de ces moyens élastiques principaux, et donc, à raideur donnée pour ceux-ci, de l'effort de rappel axial qu'ils développent.

Le couple de rappel correspondant s'en trouve augmenté d'autant.

Inversement, à effort de rappel et/ou couple de rappel donné, il est avantageusement possible, suivant l'invention, de mettre en oeuvre, si désiré, des moyens élastiques de rappel de raideur inférieure.

Si, cependant, ces moyens élastiques de rappel, ou moyens élastiques principaux, s'avèrent insuffisants, il est encore prévu, suivant un développement de l'invention, de leur associer d'autres moyens élastiques, dits ici par commodité moyens élastiques auxiliaires, qui, disposés de l'autre côté de la pièce de commande par rapport aux moyens élastiques principaux, agissent en un point de celle-ci décalé radialement en direction opposée à l'axe de l'ensemble par rapport à la barrette d'appui correspondante.

Lors d'une inclinaison de la pièce de commande, ces moyens élastiques auxiliaires, dont l'effort de rappel est antagoniste par rapport à celui des moyens élastiques principaux, ajoutent avantageusement leur propre couple de rappel à celui développé par ces derniers.

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 vue partielle en plan d'un frein suivant l'inve-ntion, suivant la flèche I de la figure 2
la figure 2 en est, avec des arrachements locaux, une vue partielle en coupe axiale, suivant la ligne II-II de la figure 1 ;
la figure 3 en est, avec des arrachements locaux, une vue en élévation-coupe, suivant la ligne III-III de la figure 1
la figure 4 est une vue en perspective d'un des ressorts à lame mis en oeuvre dans ce frein pour la constitution des moyens élastiques associés à la pièce de commande qu'il comporte ;;
lesfigures 5A, 5B sont des vues schématiques qui, correspondant globalement à celle de la figure 2, illustrent le mode d'intervention de ces moyens élastiques.

Sur ces figures, on reconnaît un frein à coursonne, c est-à-dire un frein dont 1' organe rotatif à freiner 10 est globalement allongé axialement en forme de couronne, parallèlement à l'axe de l'ensemble.

Pour une meilleure clarté des figures, la couronne 10, y a été supposée enlevée ; elle est toutefois schématisée en traits interrompus, par son contour, sur les figures 2, 3.

Outre une telle couronne 10, qui, pour sa solidarisation en rotation à l'arbre de roue à freiner, s 'étend en porte-à-faux à compter d'un flasque transversal de support propre à être assujetti à un tel arbre de roue, le frein suivant l'invention comporte, globalement, un support fixe 12, destiné à être rapporté sur la fusée de l'arbre de roue correspondant, deux-patins de freinage 13A, 13B disposés chacun respectivement de part et d'autre de la couronne 10 et une pièce de commande mobile 15, communément dite pince, qui, en forme générale de C, s'étend radialement de part et d'autre desdits patins de freinage 13A, 13B, et est apte à assurer l'application de ceux-ci contre la couronne 10.

Le support fixe 12 qui n'a d'ailleurs été que partiellement représenté sur les figures 1, 2, ne fait pas partie dans son ensemble de la présente invention, et il ne sera donc pas décrit en détail ici.

Il suffira d'indiquer que, pour contrebuter circonférentiellement les patins de freinage 13A, 13B, il comporte deux jambages 16, qui s'étendent chacun respectivement latéralement de part et d'autre de ces patins de freinage 13A, 13B, et qui, en forme de crochet sont engagés, avec jeu, sur la couronne 10.

A leur pied, ces jambages 16 forment chacun une oreille 17, pour fixation de l'ensemble à la fusée de la roue con cernée, et, circonférentiellement, ils sont reliés l'un à l'autre par deux barrettes lBA, 188, l'une à l'intérieur de la couronne 10, l'autre à l'extérieur de celle-ci.

Les patins de freinage 13A, 138, dont le premier est disposé à l'intérieur de la couronne 10, et le deuxième à l'extérieur de celle-ci, comportent chacun une plaquette de support 20A, 208, et, pour action sur la couronne 10, une garniture de frottement 21A, 218, convenablement assujettie, par exemple par collage, à ladite plaquette de support 20A, 2tub.

De part et d'autre d'une partie médiane 23 les reliant entre elles, la pièce de commande 15 comporte deux ailes 24A, 246, la première du côté du patin de freinage 13A, la deuxième du côté du patin de freinage 136.

Dans la forme de réalisation représentée, l'aile 24A est creusée de deux cylindres 25, qui, échelonnés circonféren tiellement.l';n par rapport à l'autre, sont conjointement adaptés à être reliés à une source de fluide sous pression appropriée, non représentée, et dans chacun desquels est monté coulissant un piston 26, pour action sur le patin de freinage 13A.

L'aile 246, par contre, porte directement sur le patin de freinage 13B.

Dans la forme de réalisation représentée-, la pièce de commande 15 est en deux parties, l'une formée de son aile 24A et de sa partie médiane 23, l'autre formée de sa seule aile 246, et ces deux parties sont convenablement solidarisées l'une à l'autre par des vis 28.

En outre, dans la forme de réalisation représentée, le patin de freinage 13A est attelé par un ressort à lame 29 à chacun des pistons 26, et, corollairement, le patin de freinage 13B est attelé par un ressort à lame 30 à l'aile 246 de la pièce de commande 15, à la faveur d'une échancrure 31 que présente celle-ci à son extrémité.

Ces dispositions sont bien connues par elles-mêmes, et, ne faisant pas partie de la présente invention, elles ne seront pas décrites plus en détail ici.

De manière également connue en soi, la pièce de commande 15 est soumise à des moyens élastiques 33, dits ici par commodité moyens élastiques principaux, qui la sollicitent en permanence en direction de la tranche de la couronne 10, pour son application, par la face transversale correspondante de sa partie médiane 23, contre une barrette 34 du support fixe 11, dite ci-après par commodité barrette d'appui, au contact de laquelle elle est montée coulissante et pivotante.

Suivant l'invention, ces moyens élastiques principaux 33 ont, radialement, une extension suffisante pour que, par rapport à la barrette d'appui 34, la résultante des forces axiales qu'ils appliquent à la pièce de commande 15 soit globalement décalée radialement en direction de l'axe de l'ensemble.

Dans la forme de réalisation représentée, la barrette d'appui 34 est fractionnée en deux tronçons de barrette 35, qui, distincts l'un de l'autre, sont disposés dans l'alignement l'un de l'autre, à distance l'un de l'autre, de part et d'autre du plan axial de l'ensemble passant par la zone médiane des patins de freinage 13A, 136.

En pratique, dans la forme de réalisation représentée, un tel tronçon de barrette 35 forme l'extrémité d'une pièce à coudes inversés 37, qui, par son autre extrémité, est rapportéepar une vis 38 sur le jambage 16 correspon-dant du support fixe 12.

Quoi qu'il en soit, les tronçons de barrette 35 ainsi constitués sont destinés à coopérer avec celle des faces de la partie médiane 23 de la pièce de commande 15 qui est tournée vers la tranche de la couronne 10.

Coroîlairement, dans la forme de réalisation représentée, les moyens élastiques principaux 33, qui interviennent sur la face transversale opposée de ladite partie médiane 23 de la pièce de commande 15, sont constitués par deux lames de ressort 40, disposées chacune respectivement en correspondance avec les tronçons de b-arrette 35.

Ainsi qu'il est mieux visible à la figure 4, une telle lame de ressort 40 s'étend d'un seul tenant à compter d'une plaquette de support 41, globalement en équerre par rapport à celle-ci, et, par ladite plaquette de support 41, elle est convenablement assujettie au support fixe 12.

Par exemple, et tel que représenté, cette plaquette de support 41 est fixée, par des rivets 42, à la partie médiane d'une pièce à coudes inversés 43 qui, par l'une de ses extrémités, est rapportée sur le jambage 16 correspondant du support fixe 11, par la vis 38 rapportant déjà sur celui-ci la pièce à coudes inversés 37 formant le tronçon de barrette 35 associé, et qui, par son autre extrémité, forme, au-delà de la lame de ressort 40, une butée de retenue de sécurité pour la pièce de commande 15.

En pratique, dans la forme de réalisation représentée, de la plaquette de support 41 de chaque lame de ressort 40 s'étendent également, radialement, deux languettes 45, dont les extrémités portent, par des emboutis arrondis 46, sur la face latérale correspondante de la pièce de commande 15, pour stabilisation de celle-ci.

Dans la forme de réalisation représentée, ces deux languettes 45 sont d'un seul tenant l'une avec l'autre, et, formant ainsi conjointement une même pièce, elles sont rapportées sur la plaquette de support 41 par les rivets 42 assùrant la fixation de celle-ci à la pièce à coudes inversés 43 correspondante.

Tel que décrit ci-dessus, chacune des lames de ressort 40 s'étend circonférentiellement en porte-à-faux à compter du support fixe 11.

De préférence, et tel que représenté, l'extrémité libre au moins d'une telle lame de ressort 40 est radialement partagée en deux portions 48A, 48B par une fente 49.

Tandis que la portion 486 se trouve axialement sensiblement au droit de la barrette d'appui 34 associée, ainsi qu'il est mieux visible sur la figure 2, la portion 48A se trouve, elle, par rapport à cette barrette d'appui 34, décalée radialement en direction de l'axe de l'ensemble.

Par suite, comme recherché, la résultante des forces axiales que les moyens élastiques principaux 33 ainsi constitués de deux telles lames de ressort 40 appliquent à la pièce de commande 15 est décalée radialement en direction de l'axe de l'ensemble par rapport à la barrette d'appui 34.

Bien entendu, pour son contact avec la face transversale concernée de la partie médiane 23 de la pièce de commande 15, l'extrémité libre de chacune des lames de ressort 40 est globalement arrondie.

Aux moyens élastiques principaux 33 sont associés, dans la forme de réalisation représentée, d'autres moyens élastiques 50, dits ici par commodité moyens élastiques auxiliaires.

Ces moyens élastiques auxiliaires 50 sont disposés de l'autre côté de la partie médiane 23 de la pièce de commande 15 par rapport aux moyens élastiques principaux 33, et ils agissent en un point de cette partie médiane 23 décalé radialement en direction opposée à l'axe de l'ensemble par rapport à la barrette d'appui 34, et, par exemple, tel que représenté, au voisinage immédiat de l'aile 246 de cette pièce de commande 15.

En pratique, ils sont constitués par une lame de ressort, qui, fixée par une partie médiane 51 à partie médiane 23 de la pièce de commande 15, à l'aide de pions 52, porte par des ailes latérales 53 sur la tranche correspon dante de la plaquette de support 206 du patin de freinage 13B.

En service, lorsque du fluide sous pression est envoyé dans les cylindres 25, les pistons 26 appliquent le patin de freinage 13A sur la surface interne de la couronne 10, et, par réaction, la pièce de commande 15, par son aile 246-, applique le patin de freinage 13B sur la surface externe de ladite couronne 10 ; ainsi serrée entre les patins de freinage 13A, 13B, cette couronne 10 est freinée.

Lorsque la pression de fluide est relâchée dans les cylindres 25, elle est desserrée
Du fait de l'échauffement résultant inévitablement d'un tel freinage, la couronne 10 est l'objet d'une dilatation, que suit la pièce de commande 15 par coulissement radial au contact de la barrette d'appui 34, tel que schématisé par la flèche F1 sur la figure 5A.

Mais elle est également l'objet d'une mise en cône.

Pour suivre celle-ci, la pièce de commande 15 doit basculer, tel que schématisé par la flèche F2 sur la figure 5B.

A cet effet. la pièce de commande 15 pivote autour de celle des arêtes de la barrette d'appui 34 qui est la plus proche de son aile 24B.

Mais son basculement se fait à ltencontre, aussi bien des moyens élastiques principaux 33, que des moyens élastiques auxiliaires 50.

Elle est dès lors l'objet, de la part de ceux-ci, d'un couple de rappel qui dépend, non seulement du bras de levier correspondant, d1 pour les moyens élastiques principaux 33 et d2 pour les moyens élastiques auxiliaires 50, mais encore de l'effort de rappel axial alors développé par ces moyens élastiques, fl pour les moyens élastiques principaux 33 et f2 pour les moyens élastiques auxiliaires 50.

Cet effort de rappel axial dépend lui-même, d'une part, de la raideur des moyens élastiques en cause, et, d'autre part, du déplacement de leur point d'appui, el pour les moyens élastiques principaux 33 et e2 pour les moyens élastiques auxiliaires 50.

I1 résulte de la configuration des lames de ressort 40 constituant suivant l'invention les moyen-s élastiques principaux 33, aussi bien que de l'implantation particulière suivant l'invention de ces moyens élastiques principaux 33 vis-à-vis de la barrette d'appui 34 associée, que ie bras de levier dl et le déplacement du point d'appui el de ces moyens élastiques principaux 33 lors d'un basculement de la piece de commande 15 sont relativement importants.

Par suite, le couple de rappel dû à ces moyens élastiques principaux 33 se trouve lui-même relativement important.

En outre, à ce couple de rappel s'ajoute celui dû aux moyens élastiques auxiliaires 50, alors que les efforts de rappel fl, fz respondants sont par contre axialement antagonistes l'un par rapport à l'autre.

Sur la figure 58, et pour plus de simplicité, les efforts de rappel axiaux fl, f2 ont été supposés globalement appliqués aux extrémités des moyens élastiques 33, 50 correspondants les plus éloignées de la barrette d'appui 34.

I1 n'en est bien entendu pas exactement ainsi, les lames de ressort concernées s'adaptant plus ou moins, par leur propre élasticité, à la pièce de commande 15.

Ainsi qu'on l'aura compris, c'est d'ailleurs pour faciliter une telle adaptation que chacune des lames de ressort 40 est fractionnée en deux portions 48A, 48Bpar une fente 49.

Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englobe toute variante d'exéeution.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1. Frein du genre comportant un support fixe (12), un organe rotatif (10) globalement allongé axialement en forme de couronne, deux patins de freinage (13A,13B) disposés chacun respectivement de part et d'autre de la couronne (10), et une pièce de commande mobile (15) qui, en forme générale de C, s'étend radialement de part et d'autre desdits patins de freinage (13A,13B) et est apte à assurer l'application de ceux-ci contre ladite couronne (10), ladite pièce de commande (15) étant soumise à des moyens élastiques (33), dits ci-après par commodité moyens élastiques principaux, qui la sollicitent en permanence en direction de la tranche de la couronne (10) pour application à une barrette (34) du support fixe (12), dite ci-après barrette d'appui, au contact de laquelle elle est montée coulissante et pivotante, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques principaux (33) ont radialement une extension suffisante pour que, par rapport à ladite barrette d'appui (34), la résultante des forces axiales qu'ils appliquent à la pièce de commande (15) soit globalement décalée radialement en direction de l'axe de l'ensemble.

2. Frein suivant la revendication 1, dans lequel les moyens élastiques principaux (33) sont constitués par au moins une lame de ressort (40) convenablement assujettie au support fixe (12), caractérisé en ce que, cette lame de ressort (40) s'étendant circonférentiellement en porte-à-faux à compter du support fixe (12), son extrémité libre au moins est radialement partagée en deux portions par une fente (49), l'une qui se trouve axialement au droit de la barrette (34) du support fixe (12), l'autre qui, par rapport à celle-ci, se trouve décalée radialement en direction de l'axe de l'ensemble.

3. Frein suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce que, au moyens élastiques principaux (33) sont associés d'autres moyens élastiques (50), dits ici par commodité moyens élastiques auxiliaires, qui, disposés de l'autre côté de la pièce de commande (15) par rapport aux dits moyens élastiques principaux (33), agissent en un point de celle-ci décalé radialement en direction opposée à l'axe de l'ensemble par rapport à la barrette (34) du support fixe

(12).