FR2785027A1

FR2785027A1 - Automatic play compensator for brake shoe wear in drum brake for motor vehicle has cam with teeth co-operating with splined dowel to expand shoes

Info

Publication number: FR2785027A1
Application number: FR9913128A
Authority: FR
Inventors: Glynn Ashmann; Goodreid Charles Stuart
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2000-04-28
Anticipated expiration: 2019-10-21
Also published as: FR2785027B1; GB9924577D0; GB9822874D0; GB2343925A; GB2343925B

Abstract

The drum brake has an automatic adjuster with an extendable spacer (7) to take up the play as the shoes become worn. The extendable spacer contains a lever (13), mounted to pivot on a plate, and a lever arm co- operating with a toothed dowel (14) mounted to rotate on the plate. The other arm co-operates with the first brake shoe, whilst the other end of the support plate co-operates with the second.

Description

Améliorations concernant des freins à tambour
à mâchoires intérieures pour véhicules
Cette invention concerne des freins à tambour à mâchoires intérieures pour véhicules qui incorporent un dispositif de réglage automatique et qui sont du type suivant lequel les première et seconde mâchoires de frein arquées, dotées de garnitures de friction, sont montées sur une plaque d'appui fixe pour tre en application sur la surface intérieure d'un tambour rotatif, par des moyens d'actionnement agissant entre l'extrémité adjacente des mâchoires, le dispositif de réglage comprenant une entretoise s'étendant entre les mâchoires adjacentes aux extrémités actionnées et comprenant un levier monté de façon pivotante sur une plaque, un bras du levier coopérant avec un élément denté sur la plaque, tandis qu'un second bras coopère avec la première mâchoire, la plaque coopérant avec la seconde mâchoire, l'agencement étant tel que lorsque la séparation des extrémités actionnées des mâchoires, lors du serrage du frein, dépasse une valeur prédéterminée, le premier bras du levier est libéré de l'élément denté et le levier est déplacé de façon angulaire, pour faire en sorte que son premier bras soit à nouveau en prise avec l'élément denté dans une position nouvelle lorsque le frein est relâché, augmentant ainsi la longueur efficace de l'entretoise.Drum brake improvements
with interior jaws for vehicles
This invention relates to interior brake shoe brakes for vehicles which incorporate an automatic adjustment device and which are of the type in which the first and second arcuate brake shoes, provided with friction linings, are mounted on a fixed support plate to be applied to the interior surface of a rotary drum, by actuation means acting between the adjacent end of the jaws, the adjustment device comprising a spacer extending between the jaws adjacent to the actuated ends and comprising a lever pivotally mounted on a plate, one arm of the lever cooperating with a toothed element on the plate, while a second arm cooperates with the first jaw, the plate cooperating with the second jaw, the arrangement being such that when the separation actuated ends of the jaws, when the brake is applied, exceeds a predetermined value, the first arm of the lever is released from the toothed element and the lever is moved angularly, so that its first arm is again engaged with the toothed element in a new position when the brake is released, increasing thus the effective length of the spacer.

Concernant le frein divulgué dans le document GB-A1410514, l'élément denté comprend une entretoise dentée en périphérie ou un ergot monté de façon non rotative dans la plaque. Concerning the brake disclosed in document GB-A1410514, the toothed element comprises a toothed spacer on the periphery or a lug mounted in a non-rotatable manner in the plate.

Au cours d'un fonctionnement prolongé des freins du document GB-A-1410514 en actionnant les moyens d'actionnement, un dégagement de chaleur excessive peut provoquer la dilatation du tambour rotatif accompagnée d'un déplacement angulaire correspondant du levier qui, à son tour, augmente la longueur efficace de l'entretoise. Lorsque le frein est relâché, le tambour étant échauffé, le jeu des freins est réglé correctement. Toutefois, à mesure que le tambour se refroidit et se contracte, le jeu des freins sera compensé faisant que les freins"se grippent", étant donné que le dispositif de réglage ne peut pas se relâcher lorsqu'il est soumis à une charge de contraction du tambour. During prolonged operation of the brakes of document GB-A-1410514 by actuating the actuating means, excessive heat generation can cause the expansion of the rotary drum accompanied by a corresponding angular displacement of the lever which, in turn , increases the effective length of the spacer. When the brake is released, the drum being heated, the brake play is adjusted correctly. However, as the drum cools and contracts, the brake play will be compensated for causing the brakes to “seize up” since the adjuster cannot relax when subjected to a contraction load. of the drum.

Un dépassement de réglage peut également se produire si une pression de freinage excessive est appliquée qui pourrait déformer le tambour. Une fois que la pression est retombée, le tambour peut revenir à sa configuration d'origine. An overshoot can also occur if excessive brake pressure is applied which could deform the drum. Once the pressure has dropped, the drum can return to its original configuration.

Toutefois, le dépassement de réglage peut provoquer alors le grippage des freins, ce qui est non souhaitable.However, exceeding the setting may cause the brakes to seize, which is undesirable.

Selon notre invention, dans des freins à tambour à mâchoires intérieures du type exposé, l'élément denté est monté en rotation sur la plaque et il est adapté pour tre verrouillé en étant empché d'tre en rotation lorsque le frein est serré par les moyens d'actionnement pour un freinage normal, l'élément denté pouvant tre en rotation et pouvant diminuer la longueur parcourue de l'entretoise, par un déplacement angulaire du levier dans la direction opposée lorsque l'entretoise est soumise à une charge de contraction du tambour. According to our invention, in drum brakes with internal jaws of the exposed type, the toothed element is mounted in rotation on the plate and it is adapted to be locked by being prevented from being rotated when the brake is applied by the means. actuation for normal braking, the toothed element being able to rotate and being able to reduce the length traveled by the spacer, by an angular displacement of the lever in the opposite direction when the spacer is subjected to a contraction load of the drum .

Un élément de verrouillage monté sur l'entretoise, à déplacement d'ensemble limité par rapport à l'élément denté, est normalement poussé par un ressort dans une direction, pour verrouiller l'élément denté en l'empchant d'tre en rotation, l'élément de verrouillage étant mobile dans la direction opposée, pour permettre à l'élément denté d'tre en rotation en réponse au déplacement angulaire du levier lorsque l'entretoise est soumise à une charge de contraction du tambour. A locking element mounted on the spacer, of limited overall displacement relative to the toothed element, is normally pushed by a spring in one direction, to lock the toothed element by preventing it from being rotated, the locking member being movable in the opposite direction, to allow the toothed member to rotate in response to the angular movement of the lever when the spacer is subjected to a contraction load of the drum.

De préférence, l'élément de verrouillage est poussé vers l'élément denté au moyen d'un ressort de tension agissant entre le levier et l'élément de verrouillage. Preferably, the locking element is pushed towards the toothed element by means of a tension spring acting between the lever and the locking element.

Le ressort est suffisamment puissant pour tre sûr que l'élément de verrouillage va empcher l'élément denté d'tre en rotation au cours d'un freinage normal, mais il permet la rotation de l'élément denté lorsque le levier est soumis à une charge de contraction du tambour. The spring is strong enough to be sure that the locking element will prevent the toothed element from rotating during normal braking, but it allows the rotation of the toothed element when the lever is subjected to a drum contraction load.

Lorsque le frein est actionné pour le stationnement ou en cas d'urgence, un levier de serrage de frein monté de façon pivotante sur la seconde mâchoire agit sur la première mâchoire à travers l'entretoise coopérant directement avec l'élément de verrouillage, ce qui définit une entretoise de frein à main, et la force est transmise à la première mâchoire à travers l'élément denté et le levier, tous deux étant verrouillés contre la rotation par la force agissant à travers l'entretoise du frein à main. When the brake is applied for parking or in an emergency, a brake clamping lever pivotally mounted on the second jaw acts on the first jaw through the spacer cooperating directly with the locking element, which defines a hand brake spacer, and the force is transmitted to the first jaw through the toothed member and the lever, both of which are locked against rotation by the force acting through the hand brake spacer.

Des freins incorporant un dispositif de réglage automatique selon la présente invention sont illustrés au moyen d'un exemple dans les dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue d'extrémité des extrémités des mâchoires de frein actionnées ;
La figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la figure 1, les freins étant non actionnés, en position"de repos" ;
La figure 3 est une vue semblable à la figure 2 qui montre les freins en position actionnée ;
La figure 4 est une coupe transversale similaire, les freins fonctionnant pour le stationnement ou pour un freinage d'urgence, en étant actionnés par un levier manuel ; et
La figure 5 illustre l'effet de l'application sur le dispositif de réglage de la charge de contraction du tambour. Brakes incorporating an automatic adjustment device according to the present invention are illustrated by means of an example in the accompanying drawings in which:
Figure 1 is an end view of the ends of the actuated brake shoes;
Figure 2 is a cross section along line 2-2 of Figure 1, the brakes not being actuated, in the "rest"position;
Figure 3 is a view similar to Figure 2 which shows the brakes in the actuated position;
Figure 4 is a similar cross section, the brakes operating for parking or for emergency braking, being actuated by a manual lever; and
FIG. 5 illustrates the effect of the application on the device for adjusting the contraction load of the drum.

Les freins illustrés dans les dessins annexés sont du type comportant une mâchoire tendue, une mâchoire comprimée, incorporant des mâchoires arquées opposées 1,2 montées sur une plaque d'appui fixe (non montrée) et supportant des garnitures de friction 3,4 pour tre en prise avec la surface intérieure d'un tambour rotatif (non montré). Les extrémités des mâchoires 1,2 illustrées dans les dessins sont adaptées pour tre séparées, pour serrer les freins par un actionneur hydraulique 5 monté sur la plaque d'appui, les autres extrémités des mâchoires venant en contact avec une butée fixe (non montrée) de la plaque d'appui. The brakes illustrated in the appended drawings are of the type comprising a tensioned jaw, a compressed jaw, incorporating opposite arched jaws 1,2 mounted on a fixed support plate (not shown) and supporting friction linings 3,4 to be engaging the interior surface of a rotating drum (not shown). The ends of the jaws 1, 2 illustrated in the drawings are adapted to be separated, to apply the brakes by a hydraulic actuator 5 mounted on the support plate, the other ends of the jaws coming into contact with a fixed stop (not shown). of the backing plate.

Les freins comportent un dispositif de réglage automatique comprenant une entretoise 7 qui s'étend à travers le frein entre les mâchoires adjacentes, jusqu'à 1'actionneur 5. L'entretoise 7 comprend une plaque 8 qui est dotée, à des extrémités opposées, de fentes 9,10 pour recevoir les voiles des mâchoires respectives 1,2. L'extrémité de la plaque 8 adjacente à la mâchoire 1 est dotée d'une ouverture allongée 11 à travers laquelle passe un axe pivot 12 pour un levier coudé 13, sous la forme d'un quadrant denté. Le quadrant 13 a une certaine liberté de déplacement par rapport à la plaque 8. The brakes comprise an automatic adjustment device comprising a spacer 7 which extends through the brake between the adjacent jaws, up to the actuator 5. The spacer 7 comprises a plate 8 which is provided, at opposite ends, slots 9,10 for receiving the webs of the respective jaws 1,2. The end of the plate 8 adjacent to the jaw 1 is provided with an elongated opening 11 through which passes a pivot axis 12 for a bent lever 13, in the form of a toothed quadrant. Quadrant 13 has a certain freedom of movement relative to plate 8.

Un goujon 14 cannelé ou denté en périphérie est monté en rotation dans la plaque 8. Un premier bras 15 du quadrant 13 est dirigé vers le goujon 14 au niveau de son bord libre qui est formé avec des dents 18 coopérant avec les dents du goujon 14 et qui est placé sur un arc de cercle, l'axe 12 étant en son centre. Un second bras 19 du quadrant 13 dépasse à travers une ouverture 20 dans le voile de la mâchoire 1. Le côté du bras 19 adjacent au voile de la mâchoire est doté d'une surface 22 à came pour venir en prise avec le bord extérieur de l'ouverture 20. A fluted or toothed stud 14 on the periphery is rotatably mounted in the plate 8. A first arm 15 of the quadrant 13 is directed towards the stud 14 at its free edge which is formed with teeth 18 cooperating with the teeth of stud 14 and which is placed on an arc, the axis 12 being in its center. A second arm 19 of the quadrant 13 projects through an opening 20 in the veil of the jaw 1. The side of the arm 19 adjacent to the veil of the jaw is provided with a cam surface 22 for engaging with the outer edge of opening 20.

Dans la position"de repos"du frein, une partie en saillie 23 s'étendant dans l'ouverture 20 est espacée du bord intérieur de l'ouverture 20 par un faible espace libre 24 correspondant au jeu souhaité à obtenir entre les mâchoires et le tambour de frein. In the "rest" position of the brake, a projecting part 23 extending in the opening 20 is spaced from the inside edge of the opening 20 by a small free space 24 corresponding to the desired clearance to be obtained between the jaws and the brake drum.

Enfin, un élément de verrouillage comprenant une entretoise 30 de frein à main est monté sur la plaque 8 pour un déplacement limité dans une direction, se rapprochant et s'éloignant du goujon denté 14. Une extrémité de l'entretoise 30 de frein à main, qui est d'un profil arqué, est dotée de dents 31 coopérant avec les dents du goujon 14, l'extrémité opposée de l'entretoise étant adaptée pour coopérer avec le voile de la mâchoire tendue 2 à travers un pivot 41 lorsqu'un levier 40 de frein à main est en rotation pour serrer le frein à main. Finally, a locking element comprising a hand brake spacer 30 is mounted on the plate 8 for a limited movement in one direction, approaching and moving away from the toothed stud 14. One end of the hand brake spacer 30 , which is of an arcuate profile, is provided with teeth 31 cooperating with the teeth of the stud 14, the opposite end of the spacer being adapted to cooperate with the web of the jaw stretched 2 through a pivot 41 when a handbrake lever 40 is rotated to apply the handbrake.

Un ressort de tension 33 agissant entre l'axe pivot 12 pour le quadrant 13 et l'entretoise 30 de frein à main pousse les dents 18 et 31 pour qu'elles viennent en prise avec le goujon 14. L'extrémité de l'entretoise 30 peut, en variante, ne comporter qu'une seule dent ou avoir un profil convexe ou plan. A tension spring 33 acting between the pivot axis 12 for the quadrant 13 and the handbrake spacer 30 pushes the teeth 18 and 31 so that they come into engagement with the stud 14. The end of the spacer 30 may alternatively have only one tooth or have a convex or planar profile.

Le levier 40 de frein à main pour serrer le frein manuellement pour le stationnement ou en cas d'urgence est relié de façon pivotante au voile de la mâchoire tendue 2 sur le pivot 41 adjacent à son extrémité actionnée, et une face 41 faisant butée au niveau d'un point intermédiaire sur la longueur du levier 40 est adaptée pour coopérer avec l'extrémité adjacente de l'entretoise 30 du frein à main. Un jeu nominal 43 de faible importance est prévu entre le levier 40 et l'entretoise 30 du frein à main. Le jeu 43 est rattrapé au fur et à mesure que le levier de frein à main est en rotation. Lorsque le levier de frein à main n'est pas serré, le jeu permet à l'entretoise 30 de se déplacer légèrement vers le levier, pour rattraper le jeu dans certaines conditions comme décrit ci-après. The handbrake lever 40 for applying the brake manually for parking or in an emergency is pivotally connected to the web of the tensioned jaw 2 on the pivot 41 adjacent to its actuated end, and a face 41 which abuts the level of an intermediate point along the length of the lever 40 is adapted to cooperate with the adjacent end of the spacer 30 of the handbrake. A nominal clearance 43 of small importance is provided between the lever 40 and the spacer 30 of the handbrake. The clearance 43 is caught up as the hand brake lever is rotated. When the handbrake lever is not applied, the clearance allows the spacer 30 to move slightly towards the lever, to make up for the clearance under certain conditions as described below.

Lors du serrage du frein pour un freinage normal, les extrémités des mâchoires sont séparées par l'actionneur 5. A mesure que la mâchoire comprimée 1 se déplace vers l'extérieur, le jeu 24 entre la fente 20 et la partie en saillie 23 est d'abord rattrapé. Si, comme résultat de l'usure des garnitures des mâchoires, le déplacement de la mâchoire 1 dépasse ce jeu, le quadrant 13 se déplace vers l'extérieur avec la mâchoire 1, et le bras denté 15 du levier est dégagé du goujon denté 14. Le quadrant 13 est ensuite déplacé de façon angulaire par la mâchoire autour de l'axe 12 suivant un angle correspondant au déplacement de la mâchoire dépassant le déplacement nécessaire pour rattraper le jeu. When the brake is applied for normal braking, the ends of the jaws are separated by the actuator 5. As the compressed jaw 1 moves outwards, the clearance 24 between the slot 20 and the projecting part 23 is first caught up. If, as a result of the wear of the jaw linings, the movement of the jaw 1 exceeds this play, the quadrant 13 moves outward with the jaw 1, and the toothed arm 15 of the lever is released from the toothed stud 14 The quadrant 13 is then angularly displaced by the jaw around the axis 12 at an angle corresponding to the displacement of the jaw exceeding the displacement necessary to make up for the play.

Lorsque le frein est relâché, le bras denté 15 du quadrant 13 est à nouveau en prise avec le goujon 14 dans une position nouvelle, de sorte que le bras 15 constitue une butée pour le mouvement de retour de la mâchoire 1 espacée extérieurement de la position antérieure suivant un intervalle dont l'importance correspond à l'usure des garnitures de mâchoires.When the brake is released, the toothed arm 15 of the quadrant 13 is again engaged with the stud 14 in a new position, so that the arm 15 constitutes a stop for the return movement of the jaw 1 spaced outwardly from the position anterior following an interval whose importance corresponds to the wear of the jaw linings.

Au cours du fonctionnement décrit précédemment, le goujon denté 14 est empché d'tre en rotation par l'entretoise 30 du frein à main qui agit en le verrouillant contre la rotation, par la force exercée dans le ressort de tension 33. During the operation described above, the toothed stud 14 is prevented from being rotated by the spacer 30 of the handbrake which acts by locking it against rotation, by the force exerted in the tension spring 33.

Au cours du fonctionnement prolongé du frein comme décrit précédemment, le dégagement d'une chaleur excessive peut provoquer la dilatation du tambour rotatif. Une déformation du tambour peut également se produire si une pression excessive est appliquée sur les mâchoires de frein par l'actionneur 5. Cela est accompagné par le déplacement angulaire correspondant du quadrant 13 qui, à son tour, augmente la longueur efficace de l'entretoise 7. En cas d'échauffement, lorsque le frein est relâché, le jeu des freins est réglé correctement comme décrit ci-après. During prolonged brake operation as described above, the generation of excessive heat may cause the rotary drum to expand. Deformation of the drum can also occur if excessive pressure is applied to the brake shoes by the actuator 5. This is accompanied by the corresponding angular displacement of the quadrant 13 which, in turn, increases the effective length of the spacer 7. In the event of overheating, when the brake is released, the brake play is adjusted correctly as described below.

A mesure que le tambour échauffé se refroidit et se contracte, le jeu des freins est rattrapé et une charge de contraction du tambour est appliquée sur les mâchoires 1,2. As the heated drum cools and contracts, the brake play is caught and a drum contraction load is applied to the jaws 1,2.

De façon spécifique, cette charge est appliquée à partir de la mâchoire comprimée 1 sur le quadrant 13, et la mâchoire comprimée 1 fait tourner le quadrant 13 en resserrant au moins le frein légèrement. Les mâchoires 1,2 sont par conséquent réglées à nouveau pratiquement suivant la taille du tambour et le frein fonctionne ensuite avec une résistance au frottement minimum ou égale à zéro. Le quadrant 13 peut tourner car l'entretoise 30 du frein à main se déplace en s'éloignant relativement du goujon denté 14, permettant au goujon lui-mme d'tre en rotation. Cela garantit que le phénomène de grippage ne se produit pas lors de la contraction du tambour de frein au cours du refroidissement.Specifically, this load is applied from the compressed jaw 1 on the quadrant 13, and the compressed jaw 1 rotates the quadrant 13 by at least slightly applying the brake. The jaws 1, 2 are therefore adjusted again practically according to the size of the drum and the brake then operates with a minimum friction resistance or equal to zero. Quadrant 13 can rotate because the spacer 30 of the hand brake moves relatively away from the toothed stud 14, allowing the stud itself to be rotated. This ensures that the galling phenomenon does not occur when the brake drum contracts during cooling.

Dans le cas d'une pression excessive, cela garantit également que le frein ne se grippe pas à mesure que le tambour reprend sa forme normale.In the event of excessive pressure, this also ensures that the brake does not seize up as the drum returns to its normal shape.

La rotation du quadrant 13 dans la direction inverse continue jusqu'à ce que le jeu normal 24 du frein ait été restauré. The rotation of the quadrant 13 in the reverse direction continues until the normal brake play 24 has been restored.

Lorsque le frein doit tre serré pour le stationnement ou en cas d'urgence, le déplacement angulaire du levier 40 de serrage du frein autour de sa jonction en pivot avec la mâchoire tendue 2 agit sur la mâchoire comprimée 1 à travers l'entretoise 7. Le goujon denté 14 est verrouillé pour l'empcher d'tre en rotation entre le quadrant 13 et l'entretoise 30 du frein à main, empchant ainsi l'entretoise 7 de se dérégler, tout en transférant la charge du frein à main à travers les mâchoires, la mâchoire tendue 2 étant appliquée sur le tambour par réaction du levier 40 sur la mâchoire tendue 2. When the brake must be applied for parking or in an emergency, the angular displacement of the brake application lever 40 around its pivot junction with the tensioned jaw 2 acts on the compressed jaw 1 through the spacer 7. The toothed stud 14 is locked to prevent it from rotating between the quadrant 13 and the spacer 30 of the hand brake, thus preventing the spacer 7 from being adjusted, while transferring the load of the hand brake through the jaws, the stretched jaw 2 being applied to the drum by reaction of the lever 40 on the stretched jaw 2.

Claims

CLAIMS 1. Drum brake with internal jaws for vehicles incorporating an automatic adjustment device, drum brake in which the first and second arcuate brake shoes (1,2), provided with friction linings, are mounted on a plate ( 8) fixed support to be applied on the inner surface of a rotary drum, by actuating means acting between the adjacent end of the jaws (1,2), the adjustment device comprising a spacer (7) extending between the jaws (1,2) adjacent to the actuated ends and comprising a lever (13) pivotally mounted on a plate, one arm of the lever (15) cooperating with a toothed element (18) on the plate, while that a second arm (19) cooperates with the first jaw (1), the plate cooperating with the second jaw (2), the arrangement being such that when the separation of the actuated ends of the jaws (1,2), during tightening the f kidney, exceeds a predetermined value, the first arm of the lever (15) is released from the toothed element (18) and the lever (13) is moved angularly, so that its first arm (15) is at again engaged with the toothed element (18) in a new position when the brake is released, thereby increasing the effective length of the spacer (7), brake characterized in that the toothed element (18) is rotatably mounted on the plate and is adapted to be locked by preventing it from rotating when the brake is applied for normal braking by the actuating means, the toothed element (18) being able to be rotated and being able to reduce the length traversed by the spacer (7) by angular displacement of the lever (15) in the opposite direction when the spacer (7) is subjected to a contraction load of the drum.

2. Brake according to claim 1, characterized in that a locking element mounted on the spacer (7), of a limited overall movement relative to the toothed element (18), is normally pushed by a spring (33) in one direction, for locking the toothed element (18) by preventing it from rotating, the locking element being movable in the opposite direction, to allow the toothed element (18) to 'be in rotation in response to the angular displacement of the lever (15) when the spacer (7) is subjected to a contraction load of the drum.

3. Brake according to claim 2, characterized in that the locking element is pushed towards the toothed element (18) by means of a tension spring (33) acting between the lever (15) and the element locking.

4. Brake according to claim 3, characterized in that the spring (33) is powerful enough to ensure that the locking element prevents the toothed element (18) from being rotated during braking of normal service, but which allows the rotation of the toothed element (18) when the lever (15) is subjected to a contraction load of the drum.

5. Brake according to any one of claims 2 to 4, characterized in that, when the brake is applied for parking or in an emergency, a brake lever (40) of the brake pivotally mounted on the second jaw (2) acts on the first jaw (1) by means of the spacer (7) cooperating directly with the locking element, which defines a hand brake spacer (30), the force being transmitted to the first jaw (1) by the toothed element (18) and by the lever (15), both being locked so as not to be rotated, under the effect of the force exerted by the spacer of the hand brake.