Brevet FR2003458A1 — publié le 19691107

La présente invention concerne un mécanisme nouveau, extrêmement simple et efficace et universellement adaptable pour limiter la rotation d'une came dans un frein à came, à une position angulaire, par rapport au levier d'actionnement de cette came, 5 correspondant au déplacement maximal des mâchoires de frein. Des freins à came dans lesquels des mâchoires arquées fixées à une partie d'un véhicule à roues sont tournées pour venir s'appliquer contre un tambour annulaire rotatif afin de ralentir la vitesse du véhicule, par une came rotative sont universellement 10 connus. Cette came rotative est placée entre deux extrémités voisines des mâchoires de frein pivotantes et est généralement fixée à un arbre de came afin de tourner avec lui. Un levier est fixé à l'arbre de came pour transmettre le mouvement rectiligne alternatif d'une source motrice à cet arbre et à la came. 15 Le but de la came est de reconvertir le mouvement de rota tion de son arbre en un mouvement rectiligne destiné à provoquer l'expansion des mâchoires de frein pour les appliquer contre le tambour de frein annulaire afin de ralentir le mouvement du véhicule . 20 On sait également que les cames rotatives utilisées pour l'expansion des mâchoires de frein n'ont qu'une plage d'efficacité limitée, c'est-à-dire, ne peuvent déplacer les mâchoires de frein que sur une distance limitée. De plus, une rotation angulaire excessive de la came a pour 25 résultat un moindre déplacement des mâchoires de frein et une perte complète de l'efficacité de freinage. Cette perte d'efficacité de freinage due à une rotation excessive de la came est, évidemment, indésirable et même très dangereuse pour le conducteur du véhicule, ainsi que pour les autres personnes et véhicules. 30 On s'accorde que des dispositions doivent être prises pour régler la position de la came par rapport au levier, quand les garnitures de frein se sont usées par suite de nombreux freinages, afin de maintenir le mouvement angulaire de la came nécessaire pour faire pivoter les mâchoires de frein au contact du tambour, 35 dans les limites des possibilités des sources motrices linéaires alternatives connues. Dans de nombreux systèmes antérieurs et actuels, les moyens pour régler la position de la came par rapport au levier ont été, en général, manuels et comprenaient une roue de vis montée à ro-^0 tation dans le levier, ce dernier comportant une partie accessible 69 04597 2 2003458 de l'extérieur contre laquelle un outil pouvait être appliqué pour tourner cette vis à la main et une roue de vis fixée à l'arbre de came, et tournant avec le levier, cette roue engrenant avec la vis de sorte que la rotation de cette dernière a 5 pour résultat d'avancer l'arbre de came et la came par rapport au levier. Toutefois, les progrès de la technique ont apporté des moyens pour avancer automatiquement la position de l'arbre de came et de la came par rapport au levier. Un de ces dispositifs de réglage automatiques pour freins à came est décrit dans ]û la demande de brevet français n° 179-395 du 20 décembre 1968. Ce dispositif de réglage détecte un jeu excessif des mâchoires de frein et rattrape celui-ci automatiquement. Avec un dispositif de réglage manuel, il était possible au mécanicien effectuant le réglage de détecter un déplacement de 15 la came près ou au-delà de la position de déplacement maximale et de remédier à cette situation en remplaçant les garnitures de frein usées du véhicule. Par contre, lorsque le mécanicien ne remarquait pas la position de la came et l'état d'usure des garnitures, il en résultait une situation très grave car les réglages 2D manuels effectués à un point situé à ou près de la position de déplacement maximale ne peuvent pas être détectés et lors du serrage des freins par le conducteur, la came peut très bien dépasser cette position maximale, créant ainsi la situation extrêmement dangereuse décrite ci-dessus. 25 Un dispositif de réglage automatique continue évidemment de régler la position de l'arbre de came et de la came par rapport au levier en réponse à l'usure des garnitures de frein, sans tenir compte de la position de l'arbre de came et peut, par conséquent, avancer la came au-delà de cette position de déplacement 30 maximale sans que le conducteur s'en aperçoive avant de tenter d'utiliser le système de freinage devenu inopérant. Pour résoudre ce problème de la technique antérieure, "la Demanderesse apporte un dispositif simple, économique et extrêmement efficace pour empêcher la came de dépasser sa position 35 d'efficacité maximale et pour indiquer au conducteur du véhicule que les garnitures de frein doivent être remplacées, ce dispositif étant adapté à être utilisé soit avec un dispositif de réglagp manuel, soit automatique. A cette fin, l'invention comprend un mécanisme adapté à être i£) fixé de façon non-rotative à l'arbre de came et qui comporte un 69 04597 3 2003458 bord indiquant la position angulaire de la came, ce bord étant, en outre, adapté à venir au contact d'une partie du mécanisme de freinage du véhicule de manière à être arrêté, toute nouvelle rotation de la came par rapport à son levier de frein étant empê-5 chée quand la came occupe une position telle que toute nouvelle rotation de celle-ci par rapport à ce levier permettrait à un dispositif d'actionnement de faire tourner la came au-delà de la position dans laquelle les mâchoires de frein sont déplacées au maximum par contact avec la came. 10 En conséquence, la présente invention a pour but de fournir un mécanisme simple, économique et universellement adaptable pour empêcher la came actionnant les mâchoires d'un frein d'être tournée au-delà d'un certain angle prédéterminé et qui fournit au conducteur du véhicule une indication positive de l'état des gar-15 nitures des freins. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-sortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel : 20 - la figure 1 est une vue schématique d'un frein à mâchoires auquel la présente invention est particulièrement adaptée- - la figure 2 est une vue partielle de la figure 1, montrant la came dans sa position angulaire extrême • - la figure 3 est une vue latérale d'un mode de réalisation 25 préféré de l'invention : - la figure 4 est une coupe partielle suivant la ligne 5-5 de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue latérale d'un autre mode de réalisation préféré de l'invention : 30 - la figure 6 est une vue analogue à la figure 4 illustrant le second mode de réalisation de l'invention ; et, - la figure 7 est une perspective de mode de réalisation de l'invention des figures 3, 4, 5 et 6. Sur la figure 1, on voit un mécanisme de frein 100 qui com-35 prend un tambour de frein annulaire rotatif 102 (représenté en coupe), un organe ou une membrure de support de frein 104 fixée, de façon non-rotative, à une partie du véhicule par un certain nombre de vis 106, un pivot de mâchoires de frein 108 fixé à la membrure 104, deux mâchoires de frein arquées opposées 110 compor-40 tant un support de garniture 112 et une garniture de frein 114 en 69 04597 ♦ 2003458 une matière de friction appropriée, des ressorts de rappel 116 et une came ll8 pour faire pivoter radialement vers l'extérieur les mâchoires de frein 110 et les garnitures 114 autour du pivot 108 et contre le tambour 102 afin de freiner le mouvement du 5 véhicule, de façon classique. On voit également sur la figure 1 un support 120 monté sur la membrure 104. Au support 120 est fixé un dispositif d'actionnement 122. Le dispositif d'actionnement 122 produit un mouvement alternatif en réponse à la pression d'un fluide provenant d'une 10 source éloignée (non-représentée). Le mouvement alternatif du dispositif d'actionnement 122 est transmis à la came 118 par une biellette 124 et un levier 126, ce levier 126 étant solidaire d'un arbre de came 128. La came 118 est fixée sur l'arbre 128 de façon à tourner avec celui-ci. 15 La figure 2 est une vue partielle analogue à la figure 1, dans laquelle la came ll8 est représentée comme ayant tourné à sa position angulaire maximale. On voit que si la came 118 continuait de tourner dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, au-delà de cette position angulaire maximale, les mâchoires de 20 frein 112 passeraient directement de leur position radialement la plus à l'extérieur à une position radiale minimale, avec pour résultat une perte complète d'efficacité de freinage. En conséquence, le but principal de l'invention est de fournir un mécanisme pour empêcher la came 118 de tourner dans le sens 25 contraire des aiguilles d'une montre au-delà de la position représentée sur la figure 2. Sur la figure 3, le mécanisme de frein des figures 1 et 2 est représenté du coté opposé de la membrure de support 104. La figure 3 montre clairement l'organe de support 120, le disposi-30 tif d'actionnement 122 et le levier 126. On voit également sur la figure 3» le mécanisme d'arrêt de sécurité 130 de la présente invention. Ce mécanisme d'arrêt 130 est fixé, de façon non rotative, à l'arbre de came 128. Le mécanisme d'arrêt 130 occupe initialement sur l'arbre de came 128 la 35 position représentée en traits continus. Cette position correspond à la position initiale de la came 118 représentée sur la figure 1. La position en tirets du mécanisme d'arrêt 130 sur la figure 3 correspond au mouvement angulaire maximal admissible de la came 40 par rapport au levier 126, dans le cas d'une course nulle du dis 69 04597 5 2003458 positif d'actionnement 122. Ainsi, quand le dispositif d'actionnement 122 effectue sa course complète, la came 118 tourne à la position angulaire maximale de la figure 2. La figure 7 illustre plus en détail le mécanisme d'arrêt de 5 sécurité 130. Dans un mode de réalisation préféré, ce mécanisme d'arrêt 130 comprend une plaque en L 132 percée d'une ouverture 134 et des moyens 136, tels que des cannelures internes, pour fixer de façon non-rotative le mécanisme 130 à l'arbre de came 128. Le mécanisme d'arrêt 130 comprend, en outre, la courte branche 138 10 de L. La figure 4 montre le mécanisme d'arrêt 130 en position sur l'arbre de came 128. Les cannelures internes 136 coopèrent avec les cannelures externes 129 de l'arbre de came 128 pour établir me liaison invariable entre elles. 15 La figure 4 montre également la manière dont le support 120 et les autres composants du dispositif d'actionnement sont montés sur la membrure 104. On voit que le support 120 est soudé, ou fixé d'une autre manière, à un tube cylindrique 140. Le tube 140 comporte une bride l42 qui vient buter contre la membrure 104. Un 20 certain nombre de vis 144 fixent de façon enlevable le tube 140 à la membrure 104. La figure 4 montre aussi un roulement 145 et un joint 146 pour supporter à rotation l'arbre de came 128 dans le tube 140. L'arbre de came 128 comporte un épaulement 119 qui règle la posi-25 tion de la came 118 par rapport à la membrure 104. Un second joint 148 est prévu près de l'autre extrémité l4l du tube 140 pour y supporter à rotation l'arbre de came 128. Le mécanisme d'arrêt 130 est placé près de l'extrémité l4l du tube 140, autour de l'arbre de came 128. Le mécanisme 130 présente une 30 portée axiale contre laquelle glisse une plaque de couverture 127 du levier 126. Une roue de vis 150 logée dans le levier 126, est fixée de façon non-rotative à l'arbre de came 128. Le levier 126 renferme aussi une vis rotative 152 engrénant avec la roue de vis 150 pour faire avancer l'arbre de came 128 par rapport au levier 35 126 quand la vis 152 tourne. Une seconde plaque de couverture 127 est prévue et tout l'ensemble est logé et tenu axialement sur l'arbre de came 128 par un circlips classique 154 qui s'engage dans une gorge 155 de l'arbre de came. 40 Ayant ainsi décrit l'environnement dans lequel opère le méca 69 04597 6 2003458 nisme d'arrêt 130, on va exposer maintenant brièvement son fonctionnement. En supposant que la came 118 est dans sa posit ion angulaire de zéro de la figure 1 et que les garnitures de frein 114 ne sont 5 pas usées, et que le mécanisme d'arrêt 130 est placé comme le montre la figzre 3 sur l'arbre de came 128, il existe entre le bord 131 du mécanisme d'arrêt 130 et un bord 139 du levier 126, un angle $ correspondant au mouvement angulaire effectif maximal de la came 118. L'angle $ est beaucoup plus grand que l'angle de rotation de 10 la came 118 pouvant être produit par une seule course du dispositif d'actionnement 122. Toutefois, quand des réglages sont effectués pour rattraper l'usure des garnitures de frein au moyen de la roue de vis 150 et de la vis 152, soit manuellement, soit automatiquemal: il peut arriver, lorsque les garnitures de frein sont usées à l'ex-15 trême, que la course du dispositif d'actionnement oscillant 122 soit suffisante pour avancer la came 118 à sa position angulaire maximale de la figure 2 et au-delà. Toutefois, le mécanisme d'arrêt 130 est conçu de manière que quand la came 118 atteint sa position angulaire maximale de la fig. 20 2, par suite du réglage de celle-ci par rapport au levier 126 pour rattraper l'usure des garnitures, le bord 131 de la branche 138 du mécanisme d'arrêt 130 vient au contact du bord 139 du. levier 126, comme esquissé en tirets sur la figure 3., ce qui empêche toute nouvelle rotation de la came ll8 par rapport au levier 126, mainte-25 nant ainsi la force de freinage maximale possible avec les garnitures usagées. Les figures 5 et 6 montrent un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel le mécanisme d'arrêt 130 est placé sur l'arbre de came 128 de telle manière que sa branche 138 s'étend 30 vers le tube 140, c'est-à-dire, en sens opposé par rapport à son orientation sur les figures 3 et -4. Sur la figure 6, le mécanisme d'arrêt 130 est, quand les garnitures de frein sont neuves, placé sur l'arbre de came 128 dans une position angulaire représentative de la position angulaire 35 de zéro de la came ll8, selon la figure 1, de sorte qu'il subsiste, sur la figure 5 un angle 6 correspondant au mouvement angulaire effectif maximal de rotation de là came 118. Sur les figures 5 et 6, quand la came ll8 atteint sa position angulaire maximale, de la figure 2 par suite du réglage du levier 40 126 pour compenser l'usure des. garnitures de frein, le bord 133 du 69 04597 7 2003458 mécanisme d'arrêt vient s'appliquer contre le bord 121 de l'organe de support 120 ou contre tout autre partie fixe du véhicule et la came ll8 est a'nsi empêchée de tourner davantage, cependant que l'efficacité de freinage maximale possible avec des garnitures de 5 frein usagées est maintenue. Il est à remarquer que les deux modes de réalisation préférés représentés sur les figures 4 et 6 fonctionnent effectivement, mais que chacun d'eux possède certains avantages particuliers. C'est ainsi notamment que le mode de réalisation des figures 10 3 et 4 peut avoir une structure moins robuste que celle du mode de réalisation des figures 5 et 6 car le mécanisme d'arrêt 130 des figures 3 et 4 doit simplement être capable de résister au couple nécessaire pour empêcher l'avancement de l'arbre de came 128 par rapport au levier 126, alors que le mécanisme d'arrêt des figures 15 5 et 6 doit être capable de soutenir le couple engendré par le dispositif d'actionnement 122. De plus, le mode de réalisation des figures 3 et 4 fournit une indication visuelle de l'état des garnitures de frein quand le dispositif d'actionnement 122 est à sa position de repos, tandis que 20 le mode de réalisation des figures 5 et 6 exigerait un examen visuel avec le dispositif d'actionnement 122 à sa position de fin de course, puisque ce dernier mode de réalisation sert à empêcher la came 118 d'avancer au-delà de sa position angulaire maximale de la figure 2 lors du serrage des freins, alors que le mode d'exé-25 cution des figures 3 et 4 comporte une position par rapport au levier 126 qui peut être mesurée visuellement, sans serrage des freins. Toutefois, les deux modes de réalisation représentés et décrits fonctionnent parfaitement et limitent effectivement l'avancement de la came 118 par rapport au levier 126 par suite des 30 réglages effectués pour rattraper l'usure des garnitures et empêchent ainsi la came ll8 d'être entraînée par le dispositif d'actionnement 122 au-delà de sa position angulaire maximale et, partant, évitent effectivement la disparition résultante de l'action de freinage. 35 II va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples de réalisation représentés et décrits sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 69 04597 8 2003458 REVENDICATIONS 1 - Mécanisme pour limiter la rotation d'une came dans un frein de véhicule, caractérisé en ce que des moyens de limitation (130) sont fonctionnellement associés à la came et indiquent la po- 5 sition angulaire de celle-ci pour l'empêcher de tourner au-delà d'une position angulaire (9) prédéterminée. 2 - Mécanisme selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de limitation viennent au contact d'une partie du frein du véhicule pour limiter la rotation de la came. 10 3 - Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le frein comporte un arbre rotatif fixé à la came, une garniture de frein, et un ensemble de support pour un dispositif d'actionnement de frein, les moyens de limitation étant fixés de façon non-rotative à l'arbre de came et indiquant la position angulaire de la 15 came afin d'empêcher cette dernière de se déplacer angulairement au-delà d'une position prédéterminée par contact avec une partie du support 120 après un déplacement angulaire prédéterminé de ladite came. 4 - Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 3, caractérisé en ce que les moyens de limitation comprennent une plaque associée à la came de façon à tourner avec elle. 5 - Mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'arbre de came porte des cannelures extérieures et la plaque comporte des cannelures intérieures engrénant avec les précédentes. 25 6 - Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le frein comprend deux mâchoires pivotantes, une came pour déplacer lesdites mâchoires au contact d'un tambour de frein, un arbre de came rotatif fixé à la came, un ensemble de support, un dispositif d'actionnement alternatif à mouvement rectiligne monté 30 sur ledit support et un levier solidaire de l'arbre de came et articulé audit dispositif d'actionnement afin de transformer le mouvement rectiligne de celui-ci en un mouvement angulaire de l'arbre de came, et des moyens de limitation solidaires de l'arbre de came et indiquant la position de celui-ci afin d'empêcher ledit 35 arbre de came de se déplacer angulairement au-delà d'une position prédéterminée par contact avec une partie dudit levier de transmission après un déplacement angulaire prédéterminé de l'arbre de came par rapport au levier. 7 - Frein pour un véhicule à roues, caractérisé en ce qu'il 40 comprend une came rotative, un arbre de came rotatif solidaire de 69 04597 2003458 ladite came, un organe de support fixe supportant la came et l'arbre de celle-ci à rotation, un dispositif d'actionnement pour imprimer un mouvement rectiligne alternatif monté sur ledit support, un levier pour relier ledit dispositif d'actionnement à l'ar-5 bre de came afin de transmettre un mouvement de rotation à celui-ci et incluant des moyens pour régler la position angulaire de l'arbre de came par rapport au levier, et des moyens de limitation associés à l'arbre de came pour limiter le déplacement angulaire de la came. 8 - Frein selon la revendication 7, caractérisé en ce que les 0 moyens de limitation limitent le déplacement angulaire de la came par rapport au levier. 9 - Frein selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de limitation comprennent une plaque fixée de façon non rotative à l'arbre de came et qui est adaptée à venir au contact 15 dudit levier après un mouvement de rotation relatif prédéterminé entre eux. 10 - Frein selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de limitation indiquent la position angulaire de la came et empêchent celle-ci de se déplacer au-delà d'une position 20 angulaire maximale prédéterminée par contact avec une partie de l'organe de support fixe. 11 - Frein selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de limitation comprennent une plaque solidaire de l'arbre de came.