FR2595126A1

FR2595126A1 - Dispositif hydraulique d'actionnement de frein, a rattrapage automatique d'usure, notamment pour vehicule

Info

Publication number: FR2595126A1
Application number: FR8702694A
Authority: FR
Inventors: Anthony William Harrison
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1987-09-04
Anticipated expiration: 2007-02-27
Also published as: GB2187244B; DE3705011A1; IN168781B; GB8704399D0; DE3705011C2; GB2187244A; US4809819A; GB8605092D0; FR2595126B1

Abstract

LA PRESENTE DEMANDE DECRIT UN DISPOSITIF D'ACTIONNEMENT DESTINE A ETRE UTILISE DANS UN FREIN DE VEHICULE. LE DISPOSITIF D'ACTIONNEMENT INCORPORE UN DISPOSITIF DE REGLAGE QUI PROCURE AUTOMATIQUEMENT UN REGLAGE POUR TENIR COMPTE DE L'USURE DE LA PLAQUETTE OU GARNITURE, POUR MAINTENIR AINSI UN JEU DE FREIN PRATIQUEMENT CONSTANT. LE DISPOSITIF D'ACTIONNEMENT DE FREIN DE LA PRESENTE INVENTION COMPREND UN PISTON CREUX 1 QUI EST PLACE DANS UN CYLINDRE 3 OU IL PEUT SE DEPLACER AXIALEMENT, AVEC UN ARBRE 7 DE FORME ALLONGEE S'ETENDANT AXIALEMENT DANS LEDIT CYLINDRE 3 ET LEDIT PISTON CREUX 1. LEDIT ARBRE 7 EST FIXE EN POSITION A L'INTERIEUR DU CYLINDRE 3 ET PORTE UN FILETAGE 9 HELICOIDAL ET DES CANNELURES 11 QUI S'ETENDENT AXIALEMENT. UN ECROU DE REGLAGE 27 EST MONTE DE FACON ROTATIVE SUR LEDIT FILETAGE 9 HELICOIDAL ET EST EN PRISE AVEC UN MOYEN D'ENCLIQUETAGE 37 MONTE SUR LESDITES CANNELURES 11 AXIALES. LEDIT MOYEN D'ENCLIQUETAGE 37 EST POUSSE CONTRE L'ECROU DE REGLAGE 27 PAR UN RESSORT 47 QUI EST EN PRISE AVEC LEDIT PISTON 1. AINSI, LE PISTON 1 EST RAMENE POSITIVEMENT APRES QUE L'ON AIT RELACHE LE FREIN ET LES VIBRATIONS NE PEUVENT PAS ENGENDRER UN REGLAGE DE L'ECROU DE REGLAGE 27.

Description

-1- La présente invention est relative à un dispositif d'actionnement

destiné à être utilisé dans un frein de véhicule.

En particulier, la présente invention se rap-

porte à un dispositif d'actionnement de frein qui

incorpore un dispositif de réglagequiprocure automa-

tiquement un réglage pour tenir compte de l'usure des plaquettes ou des garnitures, pour maintenir ainsi un jeu sensiblement constant dans le frein. Dans certains dispositifs d'actionnement de frein connus, le dispositif de réglage comprend un écrou monté sur un arbre fileté à l'intérieur d'un piston qui peut se déplacer axialement sous l'effet d'une pression hydraulique pour actionner le frein. Dans de tels dispositifs d'actionnement, le piston revient, quand on relâche le frein, sous l'effet de joints de caoutchouc comprimés, decaches anti-poussière,

etc., pour fournir approximativement le jeu de frein nécessaire.

Cependant, avec le vieillissement et l'usure, le piston peut ne pas revenir de façon satisfaisante si bien que la plaquette ou garniture peut rester en contact avec la surface de freinage. Il est clair que ce n'est pas souhaitable. De plus, l'écran de réglage peut se déplacer sur l'arbre fileté sous l'effet de vibrations ou de chocs, ce qui procure un réglage inopportun

pouvant conduire au blocage des freins.

Le but de la présente invention est de fournir un dispositif d'actionnement de frein muni d'un écrou de réglage situé à l'intérieur du piston d'actionnement, dans lequel le piston est ramené positivement après que le frein ait été relâché, et dans lequel les vibrations ne peuvent provoquer un réglage inopportun de l'écrou de réglage. -2- Selon la présente invention, on fournit un dispositif d'actionnement de frein qui comprend un piston creux qui est installé dans un cylindre de façon à pouvoir coulisser axialement, avec un arbre de forme allongée s'étendant axialement dans ledit cylindre et ledit piston creux, ledit arbre étant fixé en position à l'intérieur du cylindre et portant un filetage en hélice et des cannelures qui s'étendent axialement, un écrou de réglage étant monté de façon rotative sur ledit filetage en hélice et étant en prise

avec un moyen d'encliquetage monté sur lesdites canne-

lures axiales, ledit moyen d'encliquetage étant poussé élastiquementcontrel'écrouderéglageparunressort qui est en prise avec ledit piston, etunebaguedebutée portée par

ledit moyen d'encliquetage, pouvant se déplacer axiale-

ment par rapport au piston creux entre l'écrou de réglage et un moyen de retenue Drévu dans le piston, sous

l'effet d'une pression hydraulique.

Dans une forme de réalisation préférée de la

présente invention, ledit moyen d'encliquetage se pré-

sente sous la forme d'une bague munie de dents inclinées qui se mettent en prise avec des dents similaires de

l'écrou de réglage, la bague étant placée sur les canne-

lures axiales de l'arbre fileté, de sorte qu'elle ne peut pas tourner par rapport à l'arbre. La périphérie extérieure de la bague d'encliquetage porte également des cannelures axiales qui se mettent en prise réciproque avec des cannelures axiales complémentaires de la surface interne delabague de butée, la périphérie extérieure de la bague de butée portant des cannelures axiales qui engrènent

avec des cannelures axiales complémentaires de la paroi in-

térieure du piston creux. Ladite bague de butée est mobile axialement par rapport au piston entre l'écrou de réglage et les moyens de retenue qui revêtent la forme d'une -3- bague fixée.à la paroi intérieure du piston, sous l'effet d'une pression hydraulique régnant à l'intérieur dudit cylindre, et a un palier de butée qui peut se mettre

en contact avec une face axiale de l'écrou de réglage.

Dans la position réglée normale, les freins

n'étant pas en action, l'écrou de réglageesten appuicon-

tre un épaulement qui fait saillie radialement vers l'in-

térieur à partir de la paroi intérieure du piston. Quand on doit utiliser le frein de service normal, une pression hydraulique est appliquée à l'intérieur du cylindre, en poussant en force le piston le long du cylindre pour appliquerune pression à la plaquette de friction. Quand le piston se déplace axialement, ledit ressort qui est en prise entre la bague d'encliquetage et ladite bague de retenue, est comprimé du fait qu'il n'est pas suffisant pour provoquer la rotation de l'écrou de réglage sur le filetage en hélice. L'écrou de réglage s'écarte ainsi de l'épaulement radial à l'intérieur du piston et reste dans sa position, la prise réciproque entre les dents de l'écrou de réglage et celles de la bague d'encliquetage empêchant l'écrou de réglage de tourner, c'est-àdire d'être réglé, par une vibration ou un choc quelconque. Quand le frein de service est relâché, le ressort ramène ainsi le piston en arrière le long du cylindre, en créant positivement

le jeu nécessaire dans le frein.

Si et quand l'usure de la plaquette devient telle que le jeu est plus grand que nécessaire, le piston

doit se déplacer plus loin pour serrer le frein de ser-

vice. Dans un tel cas, le palier de butée situé sur la bague de butée met l'écrou de réglage en prise avec

le piston, à travers la bague de retenue, en appli-

quant à l'écrou de réglageune pression axiale suffisante pour faire tourner ce dernier sur le filetage en hélice en surmontant la résistance du moyen d'encliquetage poussé -4- élastiquement. Quand les plaquettes entrent en contact avec la surface de freinage, l'écrou de réglage ne

tourne pas plus, et quand le frein de service est re-

lâché, le piston est ramené sous l'action du ressort à la position réglée o l'épaulement du piston est en prise avec l'écrou de réglage. Le jeu de frein

nécessaire est ainsi rétabli.

De préférence, le cylindre de la présente invention est formé à l'intérieur d'un autre piston,

il est fermé à une extrémité axiale et ouvert à l'autre.

Cet autre piston peut être déplacé axialement à l'inté-

rieur de limites, grâce à un mécanisme de freinage de stationnement ou auxiliaire. Dans ce cas, la périphérie extérieure de l'écrou de réglage a une configuration en forme de tronc de cône qui peut se mettre en prise avec une surface d'embrayage complémentaire sur la paroi intérieure dudit piston pour verrouiller les pièces

ensemble quand le frein de stationnement est actionné.

De préférence, l'intérieur dudit piston creux est étanchéifié vers l'extérieur ducylindre au moyen d'un tube de réglage mobile axialement qui peut être déplacé manuellement pour remonter l'écrou de réglage et faire tourner le dispositif de réglage en arrière à l'encontre

dela bague de détente et de sa sollicitation élastique.

De préférence, une plaque d'appui est montée élastique-

ment sur le tube de réglage entre le piston et la pla-

quette, le montage élastique autorisant un certain degré d'articulation à la plaque d'appui et réduisant au moins tout tirage venant de la plaquette qui pourrait être

transféré au piston.

La présente invention sera maintenant décrite plus avant, au moyen d'un exemple, non limitatif, en référence aux dessins d'accompagnement: La figure 1 est une vue en coupe axiale d'une forme de réalisation préférée de la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe axiale

agrandie d'une partie modifiée de la forme de réalisa-

tion de la figure 1.

Le dispositif d'actionnement de frein construit selon la présente invention, et représenté à la figure 1 des dessins d'accompagnement, comprend un piston creux 1

qui est placé à l'intérieur d'un cylindre 3de façon àpou-

voir y coulisser axialement, lequel cylindre 3 est ouvert à une

extrémité et fermé à l'autre extrémité 5. Monté coaxia-

lement à l'intérieur du cylindre 3 sur ladite extrémité fermée 5, se trouve un arbre 7 de forme allongée qui porte un filetage 9 en hélice et des cannelures axiales 11, l'arbre 7 s'étendant à travers le piston creux 1 et entrant dans un tube de réglage 13 qui obture de façon étanche l'intérieur du piston creux 1 vers l'extérieur du cylindre 3.Le tube de réglage 13 est un organe creux de forme allongée, fermé à une extrémité et ouvert à l'autre. L'extrémité ouverte du tube de réglage comporte une collerette 17 qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui s'engage dans un évidement annulaire 19 formé dans un épaulement 21 qui s'étend radialement vers l'intérieur et qui est formé sur la paroi intérieure du piston creux 1. Un joint 23 placé dans ledit épaulement 21 est en contact

d'étanchéité avec le tube de réglage 13 en autorisant son dé-

placement axial. Normalement en position de non-freinage, complètement réglée, un palier de butée 25 installé dans la collerette 17 est en prise, avec un jeu axial, avec un écrou de réglage 27 qui est porté sur l'arbre 7

par le filetage 9 en hélice. Dans cette position de non-

freinage, une surface d'embrayage 29 tronconique ménagée à la périphérie extérieure de l'écrou de réglage 27 se

met en prise avec une surface d'embrayage 31 complémen-

taire ménagée dans la paroi intérieure du piston creux 1.

-6 - L'autre face d'extrémité axiale 33 de l'écrou d'ajustage 27 porte une bague munie de dents inclinées 35 qui se mettent en prise réciproque avec des dents complémentaires situées sur une bague d'encliquetage 37 qui est montée sur lesdites cannelures axiales 11. La périphérie exté- rieure de la bague d'encliquetage 37 est également cannelée et se met en prise avec les cannelures situées

sur la surface intérieure d'une bague debutée 39, laba-

gue de butée 39 étant portée dans des cannelures axiales

41 situées sur la paroi intérieure du piston creux 1.

Le mouvement axial de la bague butée 39 est limité par une bague de retenue 43 fixée à la paroi intérieure du piston creux 1 et par l'écrou de réglage 27 contre lequel un palier de butée 45 porté par la bague butée 39 peut venir se mettre en contact. Un ressort 47 est en

prise entre la bague de retenue 43 et la bague d'encli-

quetage 37 pour maintenir en prise les dents et celles

de l'écrou de réglage 27.

Une plaque d'appui 49 est en prise en 51 avec le piston 1, cette plaque d'appui 49 étant montée sur le tube de réglage 13 au moyen d'une bague élastique 53 qui permet une articulation sans transfert de forces de tirage de plaquette au piston 1, la plaque d'appui 49

portant la plaquette de friction 55.

Le cylindre 3 est aménagé dans un autre piston 57 qui peut se déplacer axialement dans un alésage 59 d'un logement de dispositif d'actionnement 61. Cet autre piston 57 peut être déplacé grâce à un mécanisme (non représenté) de frein de stationnement entre des limites définies par un circlips 63 qui est logé dans une gorge annulaire formée dans la périphérie extérieure dudit autre piston 57, et une grande gorge annulaire 65 située dans la paroi de l'alésage 59 dans laquelle le circlips

63 fait saillie.

-7- En fonctionnement, le frein de stationnement n'étantpas actionné, lecirclips 63est en appui contre l'extrémité axiale droite (comme visible à la figure 1) de la gorge annulaire 65. En fonctionnement normal du frein de service, lorsque le dispositif d'actionnement est parfaitement réglé, la pression hydraulique augmente dans le cylindre 3 et fait ainsi se déplacer le piston creux 1 ainsi que la bague de butée 39 vers la gauche, à la figure 1. La plaque d'appui 49 et la plaquette de friction 55 sont ainsi également déplacées vers la gauche jusqu'à ce que la plaquette de friction 55 entre en contact avec la surface de freinage. Lorsque le piston creux 1 est déplacé vers la gauche, à la figure 1, la surface 31 d'embrayage s'écarte de l'écrou de réglage 27, la force du ressort 47 exerçant une poussée axiale à la fois sur les dents 35 et sur le

filetage 9 en hélice, ladite poussée axiale étant tou-

jours repoussée par les dents 35 grâce à un choix con-

venable des angles du filetage et des dents, de sorte que l'écrou de réglage 27 reste stationnaire. Quand le frein de service est relâché, la pression hydraulique est relâchée et le ressort 47 ramène positivement le

piston 1 en arrière vers uneposition de non-freinage, don-

nant ainsi la certitude que le jeu de frein exigé est obtenu.

Si, cependant, une certaine usure de la pla-

quette s'est produite au delà d'un seuil prédéterminé, le piston creux 1 doit se déplacer plus loin vers la gauche, à la figure 1, pour serrer le frein, si bien que la bague de butée 39, ou plutôt le palier de butée 45 qui est porté par cette dernière, entre en contact avec l'écrou de réglage 27. La poussée axiale appliquée à travers le palier de butée 45 s'exerce axialement sur le filetage 9 en hélice sans qu'aucune force axiale correspondante s'applique aux dents 35, et le couple -8- supplémentaire dû à cette poussée axiale provoque la rotation de l'écrou 27 sur le filetage 9 en hélice, les dents d'encliquetage engrenées du dispositif de réglage 27 et de la bague d'encliquetage 37 sautant les unes sur les autres alors que le ressort 47 se comprime et se détend lorsque l'écrou de réglage 27 est mis en rotation. Ainsi, l'écrou de réglage 27 suit alors ledit épaulement 21, avec un écart prédéterminé. Quand le frein de service est relâché, le piston creux 1 se déplace vers la droite, à la figure 1, sous l'action du ressort 47, jusqu'à ce que la surface 31 d'embrayage vienne en contact avec l'écrou de réglage 27, l'écrou de réglage 27 gardant sa position réglée sur le filetage

9 en hélice.

Pour ramener le piston creux 1 à sa position

d'origine non réglée quand, par exemple, il faut rem-

placer les plaquettes, on déplace le tube 13 de réglage axialement à la main (vers la droite à la figure 1) pour ramener l'écrou de réglage 27 en arrière sur le filetage 9 en hélice, le ressort 47 ramenant le piston 1 en arrière puisqu'il n'y a pas de pression hydraulique

dans le cylindre 3.

Quand le mécanisme de frein de stationnement (non représenté) est actionné, ledit autre piston 57 se déplace vers la droite, à la figure 1, en obligeant

l'arbre fileté 7 à se déplacer vers la gauche, le file-

tage 9 en hélice transférant la force de freinage de l'arbre fileté 7 à l'écrou de réglage 27 qui ne peut pas tourner en raison de son contact avec la surface

d'embrayage 31, la force de freinage étant ainsi trans-

férée au piston creux 1 et à la plaque d'appui 49. Le dispositif de réglage est de ce fait verrouillé pendant

le fonctionnement du frein auxiliaire de stationnement.

-9-- On'montre à la figure 2 une variante dans laquelle les dents d'encliquetage 67 engrenées ont été déplacées radialement vers l'extérieur en comparaison avec la forme d'exécution de la figure 1, et la zone de contact entre la bague de butée 69 et l'écrou de

réglage 71 a été déplacée radialement vers l'in-

térieur. Du fait de cette modification, il n'y a pas besoin de palier de butée anti-friction entre le ressort de butée 69 et l'écrou de réglage 71 car le couple est

réduit.

La présente invention fournit ainsi un dispo-

sitif d'actionnement de frein du type comprenant un piston actionnable hydrauliquement et un écrou de réglage monté sur un arbre fileté, l'écrou de réglage étant empêché de se déplacer, c'est-à-dire d'opérer un réglage, par suite de vibrations ou de chocs, et le piston 1 étant positivement ramené à sa position

initiale lorsqu'on relâche le frein de service.

-10-

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'actionnement de frein compre-

nant un piston creux installé dans un cylindre de façon à pouvoir coulisser axialement, avec un arbre de forme allongée s'étendant axialement dans ledit cylindre et ledit piston creux, caractérisé en ce que ledit arbre (7) est f ixé enposition à l'intérieur du cylindre (3) et porte un filetage (9) en hélice et des cannelures (11) qui s'étendent axialement, un écrou (27) de réglage étant monté de façon rotative sur ledit filetage (9) en hélice et étant en prise avec un moyen d'encliquetage (37) monté sur lesdites cannelures (11) axiales, ledit moyen d'encliquetage (37) étant poussé élastiquement contre l'écrou (27) de réglage par un ressort (47) qui est en prise avec ledit piston (1), et une bague de butée (39) portée par ledit moyen d'encliquetage (37), pouvant se déplacer axialement par rapport au piston creux (1), entre l'écrou (27) de réglage et un moyen de retenue (43) prévu dans le piston (1), sous

l'effet d'une pression hydraulique.

2. Dispositif d'actionnement de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'encliquetage (37) a la forme d'une bague munie de dents inclinées qui sont en prise réciproque avec des dents similaires (35) situées sur l'écrou (27) de réglage, la bague (37) étant placée sur les cannelures axiales

(11) de l'arbre (7) fileté.

3. Dispositif d'actionnement selon la revendi-

cation 2, caractérisé en ce que la bague d'encliquetage

(37) a une périphérie extérieure qui porte des canne-

lures axiales qui sont en prise récriproque avec des cannelures axiales complémentaires pratiquées dans la

surface intérieure de la bague de butée (39).

4. Dispositif d'actionnement selon la revendi-

cation 3, caractérisé en ce que la bague de butée (39)

porte sur sa périphérie extérieure des canne-

lures axiales en prise avec des canne-

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-11- lures axiales complémentaires situées sur la paroi

interne du piston creux (1).

5. Dispositif d'actionnement de frein selon

l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé

enceque labaguedebutée (39) peut venir en contact avec l'écrou de réglage (27) en un endroit qui est

situé radialement vers l'extérieur par rapport à l'en-

droit o le moyen d'encliquetage (37) vient en prise

avec ledit écrou de réglage (27).

6. Dispositif d'actionnement de frein selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bague de butée (39) porte un palier de butée (45) qui peut venir en

contact avec l'écrou de réglage (27).

7. Dispositif d'actionnement de frein selon

l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé

enceque labague debutée (69) peut entrer en contact avec l'écrou (71) de réglage en un endroit qui est situé radialement vers l'intérieur par rapport à l'endroit o le moyen d'encliquetage (67) vient en prise avec ledit

écrou de réglage (71).

8. Dispositif d'actionnement de frein selon

l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé

en ce que l'écrou de réglage (27) vient en contact avec un épaulement (21) qui fait saillie vers l'intérieur du piston (1), quand le dispositif est en situation de

réglage normal, le frein n'étant pas actionné.

9. Dispositif d'actionnement de frein selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'écrou de

réglage (27) a une surface tronconique (29) à sa péri-

phérie, ladite surface (29) pouvant venir en prise avec une surface d'embrayage complémentaire (31) située

sur ledit épaulement (21).

10. Dispositif d'actionnement de frein selon

l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé

-12- en ce que ledit ressort (47) n'est pas assez fort

pour faire tourner l'écrou de réglage (27) sur le file-

tage (9) en hélice.

11. Dispositif d'actionnement de frein selon

l'une quelconque des revendications précédentes, carac-

térisé en ce que ledit cylindre (3) est formé à l'inté-

rieur d'un autre piston (57), le cylindre (3) étant

fermé à une extrémité et ouvert à l'autre.

12. Dispositif d'actionnement de frein selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit autre piston (57) peut se déplacer axialement à l'intérieur de limites,

sous la poussée d'un mécanisme de frein auxiliaire.

13. Dispositif d'actionnement de frein selon

l'une quelconque des revendications précédentes, carac-

térisé en ce qu'un tube (13) déplaçable axialement s'étend dans un alésage axial de l'extrémité extérieure duditpiston (1) pour fermerdefaçon étanche l'intérieur dudit piston

creux (1), ledit tube (13) pouvant se déplacer axiale-

ment pour ramener en arrière sur l'arbre (3) l'écrou de réglage (27) et le moyen d'encliquetage (37), contre la

poussée élastique, en les faisant tourner.

14. Dispositif d'actionnement de frein selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'une plaque d'appui (49) est montée de façon élastique sur le tube (13) entre ledit piston creux (1) et une plaquette de

friction (55).