Brevet FR2007728A1 — publié le 19700109

i 2007728 La présente invention est relative à des éléments à friction annulaires, formés par des segments et qui sont plus particulièrement avantageux pour les freins à disque ou les embrayages. Un ensemble à segments conforme à la présente invention est normale-5 ment utilisé comme un des éléments de l'accouplement à friction d'un frein ou d'un embrayage. L'ensemble peut être utilisé en tant qu'élément à disque absorbant la chaleur dans un frein de haute puissance, ou bien il peut être utilisé comme la pièce portant la garniture du même ensemble, ou pour les deux buts. Dans 10 la description qui suit, l'invention sera décrite en association avec un ensemble avantageux formant le disque absorbant la chaleur d'un rotor et prévu dans un frein de haute puissance pour avions. Depuis plus de trente années on a reconnu que des ensembles * 15 à friction, formés par des segments, sont très avantageux dans les freins de haute puissance afin d'éviter les problèmes découlant du gauchissement et du fissurage thermiques de certains éléments de freinage annulaires fixes. Certaines formes d'exécution antérieures de disques formés par des segments permettent d'obte-20 nir une liberté de mouvement presque totale de leurs segments du fait que ces derniers sont reliés les uns aux autres par des clavettes insérées librement et s'étendant d'un segment à l'autre. Ces ensembles empêchent d'une manière satisfaisante le gauchissement thermique, toutefois ils sont absolument inappropriés à l'u-25 sage courant, étant donné qu'ils ne présentent généralement pas de rigidité structurelle et que, de ce fait, ils sont difficiles à assembler et à entretenir. En outre, les clavettes de ces ensembles se situent nécessairement dans les zones "balaysées" et sont donc soumises à la chaleur intense engendrée aux surfaces 30 de friction des éléments du frein et il en découle un endommage-ment des clavettes et des parties correspondantes de l'ensemble. Un des désavantages les plus importants des disques formés par des segments qui sont reliés par des clavettes réside dans le manque d'uniformité des dimensions des différentes oreilles d'en-35 traînement du disque. Les oreilles d'entraînement de ces ensembles sont généralement intégrées aux segments et lorsque les segments sont gauchis sous les charges thermiques, ces oreilles se coincent fréquemment à l'endroit des parties voisines clavetées, telles que les oreilles d'entraînement de roues, et gênent donc 40 le fonctionnement convenable du frein. Alternativement, les seg 11522 2 2007728 ments peuvent être gauchis thermiquement de manière que seules quelques-unes du nombre des oreilles d'entraînement soient en engagement d'entraînement efficace, ce qui donne lieu à une surcharge et à la destruction des oreilles individuelles, 5 Afin d'éviter les désavantages cités plus haut des disques formés par des segments qui sont reliés par des clavettes, tout en conservant les avantages de la division en segments de la partie principale de 1''ensemble, on a déjà proposé de monter les segments individuels sur une carcasse de support qui comprend une ba-1Q gue annulaire munie ou non d'oreilles d'entraînement qui sont intégrées à la bague au lieu d'être- intégrées aux segments. Dans ces constructions, le coinçage des oreilles d'entraînement est généralement ençêché du fait de la stabilité des dimensions des différentes oreilles, toutefois, ces constructions représentent géné-15 ralement une régression par rapport à la construction moderne où on utilise un disque formé par des segments individuels dont le mouvement est libre. Par exemple, la carcasse annulaire elle-mime peut être soumise à une déformation thermique et, en général, 1' ensemble est plus complexe et, de ce fait, plus coûteux que les 20 formes d'exécution antérieures où les segments sont reliés par des clavettes. De plus, afin de relier les segments à la carcasse de support rigide, les segments sont généralement évidés eu munis de rainures à différents points, afin qu'ils puissent s'adapter à la carcasse de support annulaire, ce qui donne lieu à une distribu-25 tion non-uniforme de la chaleur dans les segments individuels et entraîne une destruction prématurée des zones affaiblies des segments • La présente invention propose un élément à friction annulaire formé par des segments, et qui permet une liberté de mouvement 3Q maximum dés segments lorsqu'ils sont soumis à des tensions thermiques élevées, ces segments étant reliés les uns aux autres par des simples éléments de raccord à torsion individuels qui se situent généralement en dehors des zones balayées par des températures élevées pendant que les éléments à friction sont engagés. 25 Ces raccords servent à un double but, à savoir, d'une part ils per mettent un engagement d'entraînement avec les pièces correspondantes d'un mécanisme, par exemple une roue et, d'autre part, ils permettent d'obtenir une stabilité convenable des dimensions afin d'éviter tout"problème découlant du coinçage des segments sur la 40 roue ou autre. 11522 3 2007728 Les extrémités opposées de chaque raccord à torsion sont reliées par un simple rivet aux segments qui leur sont associés, de manière que les segments puissent exécuter un mouvement de rotation ou d'oscillation par rapport aux raccords lorsque les segments 5 sont soumis à une déformation thermique. En outre, ces raccords à torsion peuvent être réalisés en une matière quelconque suivant les conditions requises par leur forme particulière sans se limiter au choix des matières les mieux appropriées pour les segments destinés à absorber la chaleur. 10 Les raccords à torsion eux-mêmes sont généralement plus lar ges dans le sens latéral que l'espace le plus large possible entre les éléments de friction voisins du frein ou de l'embrayage. De ce fait, même dans le cas où un raccord à torsion devait se briser pendant le service, il est p*atiquement impossible qu'il puisse se 15 coincer entre les éléments à friction et endommager ces derniers ou empêcher leur engagement convenable. Une caractéristique essentielle de l'ensemble réside dans le fait que les parties des segments qui se situent dans laaéones balayées par la friction et qui sont soumises aux charges maxima de 20 la chaleur, présentent une épaisseur uniforme dans toute la zone balayée. De préférence, les segments ne présentent pas des parties d'épaisseur réduite dans les zones qui sont soumises à la charge de la chaleur découlant de la friction. De ce fait, il est inutile de munir ces segments des fentes compliquées et coûteuses 25 et destinées à éliminer les tensions. Une forme d'exécution préférée, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée au dessin annexé, dans lequel î La fig, 1 est une vue latérale d'une partie d'un disque annulaire (représenté en traits pleins) engagé à entraînement avec une 30 pièce associée qui, dans l'exemple illustré, peut être une roue rotative indiquée par des lignes en traits mixtes. Les figs. 2 et 3 sont des vues détaillées du disque suivant les lignes 2-2 et 3-3 de la fig. 1. La fig. 4 est une vue représentant séparément la forme parti-35 culière ,du raccord à torsion utilisé dans l'ensemble de la fig. 1. Ainsi qu'il ressort de la fig. 1, l'ensemble à disque de friction 10 est formé par plusieurs, segments courbes 12 en forme de secteur de dimension et de forme identiques et qui sont reliés les uns aux autres, à leurs angles radialement extérieurs, par des 40 raccords à torsion 14. Les raccords à torsion sont engagés à en 69 11522 4 2007728 traînement avec les pièces d'entraînement 15 correspondantes, faisant partie d'un élément amovible 16 qui est représenté par des lignes en traits mixtes et qui, dans le présent exemple, peut être formé par la jante d'une roue. Dans le présent exemple, l'ensemble 5 à disque 10 représente un rotor, toutefois, il peut également représenté un stator, ce qui est évident pour le professionnel. Chaque segment 12 présente une épaisseur uniforme, sauf à 1* endroit de la paire ud'oreilles intégrées 18 qui sont plus minces que les parties courbes du corps de segment et qui sont situéés à 10 proximité des angles radialement extérieurs, aux bords extérieurs 19 des segments. Aux extrémités opposées, chaque raccord à torsion 14 présente un flasque 20, ainsi que représenté à la fig. 4, ces flasques s'appliquent latéralement contre les oreilles 18, ainsi que représen-15 té à la fig. 2.* Chaque flasque 20 est fixé à l'oreille 18 correspondante par un seul rivet 22. Bien que les détails particuliers ne soient pas représentés aux figures, on prévoit un espace approprié entre les bords des flasques 20 des raccords et les bords voisins des segments 12, à proximité des oreilles 18, afin de permet-20 tre un mouvement oscillant entre les oreilles 18 des segments et les flasques 20 du raccord autour des rivets de fixation 22. Bien que, lors de l'assemblage initial, les flasques des raccords puissent être fermement fixés aux oreilles 18 de manière que l'ensemble présente la rigidité structurelle nécessaire en vue de sa mani-25 pulation et son montage, ce raccord est tel qu'il ne s'oppose pas au mouvement d'oscillation limité qui peut se produire à la suite de la déformation thermique des segments. Ains^ue représenté à la fig. 2, les oreilles 18 des segments sont, de préférence, formées de manière qu'une face soit essentiel-30 lement à niveau d'une face à friction du segment du disque. L'oreille 18 présente environ la moitié de l'épaisseur du segment; la face opposée de l'oreille est mortaisée par rapport au corps du segment, de manière à permettre l'application du flasque 20 du raccord à torsion afin que l'épaisseur combinée de l'oreille 18 35 et du flasque 20 corresponde approximativement à l'épaisseur du corps du segment. Entre ses flasques d'extrémité 20, chaque raccord à torsion 14 est formé par un corps 26, généralement en forme de canal, dont le côté convexe correspond à la forme que le segment adopte entre 40 chaque oreille 18 et le bord radial d'extrémité. La largeur du 11522 5 2007728 corps 26 en forme de canal correspond approximativement à l'épaisseur du corps des segments du disque et, à son côté concave, le corps 26 est formé de manière à librement engager à entraînement les pièces d'entraînement 15 de la roue voisine. Des. espaces ap-5 propriës sont prévus entre le corps des segments du .disque et le corps 26 en forme de canal du raccord, afin d'empêcher de gêner le mouveuent relatif entre les segments et le raccord à la suite de la- déformation thermique. L'espace entre le corps en.forme de canal 26 de chaque rac-10 cord à torsion et la pièce d'entraînement 15 voisine.est calculé de manière que le disque, dans son ensemble, puisse se déplacer librement dans le sens axial pendant l'actionnement du frein ou de l'embrayage dans lequel il est utilisé. Les raccords à torsion 14 peuvent être réalisés en des matiè-15 res qui sont choisies suivant les charges particulières auxquelles ils sont soumis et ces matières ne doivent pas être limitées à celles choisies pour les segments 12, Généralement et de préférence, les raccords 14, y compris les oreilles 18 des segments auxquelles ils sont fixés, sont si-20 tués à l'extérieur de la zone balayée du disque, à savoir la zone qui engage à friction les éléments de freinage annulaires opposés lorsque le frein est serré. De ce fait, lors de l'actionnement, les oreilles 18 plus minces et les raccords à torsion 14 agissent dans une zone du disque qui est normalement beaucoup plus froide 25 que les parties épaisses du corps des segments du disque, Le disque décrit plus haut représente un élément, absorbant la chaleur, d'un frein ou d'un embrayage et il peut être modifié d'une manière appropriée pour former le support des garnitures à friction. De même, les oreilles 18 peuvent être prévues aux an-30 gles périphériques intérieurs des segments voisins, de manière que les raccords 14 puissent être disposés à proximité du diamètre intérieur de l'ensemble afin d'engager un élément associé qui est muni d'oreilles orientées vers le diamètre intérieur de l'ensemble, 35 Les trous 28, prévus dans les oreilles 18 et les flasques 20 et traversés par les rivets 22 afin de relier les raccords et les segments, laissent, de préférence, subsister un espace radial par rapport aux rivets 22 et ces trous peuvent être munis de fentes courbes ou autre, suivant la pratique connue dans le métier, afin 40 de pouvoir s'adapter à la déformation thermique à l'endroit du rac 11522 6 2007728 cordement par le rivet. L'écartement courbe ou la "portée" entre les canaux d'entraînement des raccords successifs reste essentiellement constant, même lors d'une déformation thermique extrême des segments S eux-mêmes pendant les périodes où ils engagent à friction les é-léments correspondants du frein ou de l'embrayage. Généralement, la déformation thermique à laquelle des serments sont soumis est orientée de maniéré que les bords d'extrémité radiaux s'incurvent dans le sens concave, tandis que les bords extérieurs radiaux 19 0 entre les oreilles 18 tendent à s'incurver dans le sens convexe vers la roue, le corps restant essentiellement plan. BAO ORIGINAL 69 11522 7 2007728 REVENDICATIONS 1.- Elément à friction formé par des segments et destiné aux freins ou aux embrayages, caractérisé en ce que les segments sont reliés les uns aux autres de manière à former un anneau et en ce que des raccords à torsion individuels relient un côté d'un seg- S ment au côté voisin du segment voisin, chaque raccord à torsion étant muni d'un moyen qui peut engager les éléments du frein ou de l'embrayage associés de manière à transmettre le couple vers et à partir de l'élément à friction. 2.- Elément à friction formé par des segments suivant la re-10 vendication 1, caractérisé en ce que chaque raccord à torsion est disposé aux angles de ses segments correspondants, à proximi-* té des bords périphériques des dits segments de manière à eftgager positivement chacun des segments auxquels il est relié. 3.- Elément à friction formé par des segments suivant la re-15 vendication 2, caractérisé en ce que chaque segment est courbe et en forme de secteur et présente un bord périphérique extérieur, un bord périphérique intérieur et des bords latéraux divergeant radialement, chaque segment, étant muni d'une zone découpée à l'endroit de ces angles et qui est destinée à recevoir les raccords 20 à torsion qui lui sont associés. 4.- Elément à friction formé par des segments suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque raccord à torsion est relié d'une manière articulée aux segments voisins afin de permettre un déplacement limité des segments les uns par rapport aux 25 autres. 5.- Elément à friction formé par des segments, suivant 1Revendication 4, caractérisé en ce que les extrémités opposées de chaque raccord à torsion sont fixées aux segments correspondants par un raccord articulé qui permet le déplacement relatif des seg- 30 ments individuels dans le plan de l'anneau qu'ils forment. 6.- Elément à friction formé par des segments et destiné à des freins ou des embrayages, caractérisé en ce qu'il est constitué par plusieurs segments courbes en forme de secteur assemblés en anneau, chaque segment comprenant un bord périphérique exté- 35 rieur et un bord périphérique intérieur et des bords latéraux opposés orientés le long du rayon de l'anneau formé; les segments sont espacés les uns des autres à l'endroit de leurs bords radiaux, 11522 8 20077 28 tandis qu'un raccord à torsion relie chaque segment au segment voisin entre les angles des segments et à proximité de l'un des bords périphériques et d'un bord radial de ces derniers; chaque raccord à torsion est muni de flasques opposés engagés avec les 5 segments correspondants et porte un moyen qui engage l'élément correspondant du frein ou de l'embrayage de manière à transmettre le couple vers ou à partir de l'élément à friction tout en permettant le déplacement de l'anneau dans le sens axial; de même, on prévoit un moyen de fixation qui permet un engagement articulé positif 10 de chaque flasque du raccord"à torsion avec les angles des segments correspondants afin que ces' derniers puissent se déplacer les uns par rapport aux autres dans le plan de l'anneau à la suite de la déformation thermique subie par les segments. 7.- Elément à friction formé par des segments suivant la re-15 vendication 6,'caractérisé en ce que chaque raccord à torsion engage les angles des segments corcespondants à proximité des bords périphériques extérieurs. 8.- Elément à friction formé par des segments suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les angles de chaque segment 20 et engagés par les flasques du raccord à torsion sont découpés de manière à y ajuster les flasques afin que ces derniers puissent se placer à niveau de la face à friction voisine du segment.