Brevet FR2043525A1 — publié le 19710219

i 2043525 La présente invention est relative à un mécanisme pour maintenir automatiquement un espacement uniforme (et, de ce éit, une course d'actionnement uniforme) dans les freins et similaires. Les mécanismes de ce type sont généralement utilisés dans les sys-5 tèmes de freinage pour compenser l'usure des garnitures de frein et autres pièces du frein et ils sont communément dénommés "ajusteurs automatiques du frein". Bien que la présente invention soit décrite ci-après en association avec des freins, le mécanisme peut être également mis en oeuvre pour d'autres dispositifs dans les-10 quels un contrôle similaire de la compensation de l'usure est nécessaire, par exemple dans les embrayages, les dispositifs d*alimentation des machines-outil et similaires. Depuis plus de cinquante ans, on fabrique deux types d'ajusteurs de frein ou de compensateurs d'usure, à savoir (a) des ajus-15 teurs mécaniques comprenant des parties à cliquets ou à frottement telles que des manchons pour contrôler l'ajustage et (b) des ajusteurs hydrauliques dans lesquels l'ajustage est obtenu en dosant le fluide hydraulique dû système d'une manière particulière. Cependant, les ajusteurs les plus courants utilisés ou proposés sont du 20 type mécanique étant donné qu'ils sont généralement plus simples et moins coûteux que les types hydrauliques. Le fonctionnement des ajusteurs hydrauliques dépend généralement d*une ou de plusieurs soupapes prévues dans les dits ajusteurs afin de permettre une opérations satisfaisante et les caractéristiques de fonctionnement de 25 ces ajusteurs peuvent être détériorées par le chauffage ou le refroidissement du fluide hydraulique, par un frottement variable, par les charges différentes imposées aux ressorts, etc ... Bien qu'on connaisse une forme d'exécution perfectionnée d'un ajusteur hydraulique qui élimine plus ou moins ces désavantages, il s'agit d'un 30 dispositif compliqué et coûteux, Les ajusteurs à cliquets présentent un désavantage fondamental du fait que généralement ils donnent lieu à des ajustages très différents et qu'ils ne peuvent pas être aisément réglés à nouveau. Afin d'éviter des ajustages très différents ou pas-à-pas, on d déjà 35 proposé des dispositifs du type à friction qui, soit, utilisent des manchons, soit travaillent comme des manchons pour obtenir l'ajustage par un frottement. Cependant, des dispositifs à friction, en raison de leur nature, ne sont pas sflrs, étant donné que le frottement qu'ils exercent peut être modifié radicalement par différents 40 facteurs qui ne peuvent pas être aisément contrôlés dans une instal 18044 2 2043525 lation pour garantir un fonctionnement sûr. Par exemple, daas un frein d'avion une combinaison quelconque de vibrations, poussières, huile, eau, rouille ou température peut radicalement modifier 1*action des ajusteurs du type à friction. 5 L'ajusteur conforme à la présente invention permet d'obtenir un ajustage mécanique simple et précis, pratiquement pendant toute la durée de vie du frein sans devoir se fier aux effets de friction. L'ajusteur peut être rationnellement réalisé suivant les charges requises et il fonctionne beaucoup plus sûrement dans les condi-10 tions de service que les ajusteurs du type à friction ou à cliquet antérieurs. L'ajusteur conforme à l'invention n'est pas plus coûteux que les ajusteurs mécaniques antérieurs et il peut même être moins coûteux que des derniers dans les dimereions correspondantes. L'ajusteur conforme à l'invention est pratiquement insensible aux 15 vibrations, aux poussières, à l'huile et autres conditions ambiantes et il peut être conçu de manière à être adapté aux températures à envisager. Une autre caractéristique de la présente inventinn réside dans le fait que les forces nécessaires à l'actionnement de l'ajusteur sont identiques dans l'un ou l'autre sens. 20 Une forme d'exécution préférée, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée au dessin annexé, dans lequel : La fig. 1 est une coupe transversale longitudinale de l'ensemble à ressort de rappel installé dans un frein à disque typique, l'ensemble se trouvant dans la position que ses pièces occupent lors-25 que le frein est desserré, les pièces du frein étant illustrées sous une forme généralisée ou schématique. La fig, 2 est, à plus grande échelle, une coupe transversale longitudinale des éléments élastiques du mëcaniqme d'ajustage et leur relation par rapport à la tige. 30 La fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 1. Un ensemble à ressort de rappel 10 est monté rigidement dans un cadre de torsion 11 d'un frein, le cadre, à son tour, étant approprié pour être monté dans un véhicule (non représenté). Le cadre de torsion 11 porte un disque clavetté 12 aligné parallèlement 35 et axialemant à un porte-garniture rotatif 13. Ce dernier est clavetté, à sa périphérie extérieure, à un élément rotatif 14 qui peut former une partie de la structure de la roue sur laquille le frein est monté. Afin d'actionner le frein, un piston hydraulique 15, monté dans 40 un cylindre 16 du cadre 11, se déplace sous l'influence de la près- 70 18044 3 2043525 sion hydraulique afin de refouler une plaque de pression 17 (cla-vettêe au cadre 11) contre le porte-garniture 13 et de 1'appliquer en un engagement à friction contre le disque de frein 12 et la plaque de réaction voisine 18 du cadre de torsion. Les pièces du 5 frein telles que représentées à la fig. 1 se trouvent à l'état desserré, le disque de frein clavetté 12 et la plaque de pression 17 étant dégagés du porte-garniture 13. L'ensemble à ressort de rappel 10 comprend un corps métallique 19 en forme de cuvette qui est fermement ancré dans le cadre 11 du 10 frein. Un mécanisme d'ajustage 21 qui s'étend axialement du corps 19 et est compris dans ce dernier, est supporté, en vue d'un mouvement de va-et-vient, par une bride annulaire 22 prévue à l'extrémité de freinage du corps. Le mécanisme d'ajustage 21 présente une enveloppe 23 qui peut s'engager à glissement avec la bride 22. A 15 l'extrémité opposée de l'enveloppe, un manchon 24 est fixé par un filetage 25 à la face intérieure de l'enveloppe 23. Le manchon 24 s'étend au-delà de l'extrémité de l'enveloppe 23 et est muni d'une bride 26 s'étendant radialement pour limiter le mouvement axial du mécanisme d'ajustage 21 du fait qu'elle engage un épaulement 27 20 d'une partie en gradin du corps 19, de même, un anneau de retenue 28, soumis à la charge d'un ressort, est disposé dans une rainure 29 du corps 19. L'espacement axial est prédéterminé par l'espacement "X" à la fig. 1 entre la surface de l'épaulement 27 et la surface de l'anneau 28 qui engage la bride 26, Un ressort de rappel 25 hélicoïdal 31 est disposé à l'intérieur du corps 19 en entourant concentriquement l'enveloppe 23 du mécanisme d'ajustage 21. Le ressort 31 est enfermé sous compression dans le corps, l'extrémité droite du ressort (vue à la fig. 1) s'appuyant contre la paroi d' extrémité intérieure de la bride 22 du corps 19, tandis que l'ex-30 trémité gauche du ressort s'appuie contre la bride 26 de l'enveloppe. Le mécanisme d'ajustage 21 est muni de plusieurs éléments élastiques tels que des joints élastiques 33 espacés les uns des autres dans le sens axial de l'enveloppe 23. Chacun des joints ëlas-35 tiques 33 s'étend radialement vers l'intérieur à partir de l'enveloppe 23 jusqu'à une ouverture centrale 34 dans laquelle une tige de rétraction cylindrique 32 peut être supportée en engagement à glissement «vec les bords des joints. La construction des joints élastiques 33 est représentée plus en détail aux figs. 2 et 3. 40 Chaque joint élastique 33 est muni de fentes 35 qui s'étendent ra- 70 18044 4 2043525 dialement vers l'extérieur à partir de l'ouverture 34 vers des trous 36 permettant d'éliminer les tensions et situés à un espacement de la périphérie extérieure du joint. Les secteurs 37 entre les fentes 35 agissent comme si les lames de ressort étaient mon-5 tées en porte-à-fauxà la périphérie extérieure du joint. Les joints élastiques 33 sont espacés les uns des autres par des joints d'espacement 38 dont le diamètre extérieur est identique à celui des joints élastiques, cependant leur diamètre intérieur est supérieur de manière à ne pas gêner l'action en lame de ressort des secteurs 10 élastiques 37. Les joints élastiques 33 et les joints d'espacement 38 sont empilés dans l'enveloppe 23 et sont maintenus fermement entre la bride 22 de l'enveloppe et le manchon 24. Dans une forme d'exécutinn préférée, les joints élastiques sont exécutés en acier et présentent une épaisseur de 0,38 mm. Les joints d'espacement 25 38 peuvent également être réalisés en acier et présenter une épaisseur de 0,015 mm. Il est cependant bien entendu que les joints élastiques 33 peuvent être réalisés en une matière élastique appropriée quelconque et que l'épaisseur de ces joints élastiques peut être modifiée de manière à s'adapter aux différentes conditions de 20 freinage. Les joints d'espacement 38 peuvent également être réalisés en matières différentes et peuvent présenter des épaisseurs différentes suivant l'ajustage envisagé. L'extrémité droite de la tige 32 (vue â la fig. 1) s'étend vers l'extérieur à travers la bride 22 du corps 19 et elle est fer-25 mement fixée à la plaque de pression 17 par une vis 39. L'extrémité opposée de la tige 32 est munie d'une partie filetée 41 d'un diamètre réduit et qui est reliée à la partie principale de la tige par une sectinn inclinée 42, Un anneau en saillie 43, destiné à engager le joint élastique 33, est disposé autour de la section in-30 clinée 42 et est maintenu en place par un écrou 44 et un contre-écrou 45 vissé sur la partie filetée 41 de la tige 32. Le diamètre inférieur de 1'anneau 43 est inférieur au diamètre de la partie principale de la tige 32, de manière qu'il puisse être serré entre 1'écrou 44 ét la surface de la section inclinée 42. Le diamètre extérieur de l'anneau 43 est supérieur au diamètre de la partie principale de la tige 32 et également supérieur au diamètre de l'ouverture 34 de chacun des joints élastiques 33. De ce fait on obtient l'engagement entre l'anneau 43 et les joints élastiques 33 et tel que représenté à la fig. 1 et plus en détail à la fig. S, Il est bien entendu que les dimensions de l'anneau 43 peu- 18044 5 2043525 vent être modifiées afin d'obtenir une résistance plus ou moins grande au mouvement de glissement des joints élastiques par rapport à la tige 32. Il est également évident qu'il est possible de prévoir plus d'un anneau 43 à des positions espacées le long de la ti-5 ge 32 afin d'engager les joints élastiques 33, Dans la condition desserrée du frein et représentée à la fig. 1, la bride 26 du mécanisme d'ajustage 21 est pressée contre la surface de l'anneau 28 se trouvant dans le corps 19 afin d'obtenir une rétraction positive de l'enveloppe 23 et du mécanisme d'ajusta-0 ge 21. Les joints élastiques 33 se trouvent également à la position retractée et engagent l'anneau 43 monté sur la tige 32 de manière à retenir cette dernière, ainsi que la plaque de pression 17 qui y est fixée, dans la position retractée. Lorsque le frein est actionné en influençant le piston 15 par 5 le fluide hydraulique et lorsque le dit piston déplace la plaque de pression 17 vers le porte-garniture 13, le disque clavetté 12 et la plaque de réaction 18, la tige 32 est tirée axialement à travers la bride 22 du corps 19. Le mécanisme d'ajustage 21, y compris l'enveloppe 23, est tiré dans le même sens en surmontant les 0 forces du ressort de rappel 31 jusqu'au moment où la bride 26 engage l'épaulement 27 du corps 19. Lorsque l'usure n'est pas sensible ou qu'il n'y a pas d'autres conditions qui modifient sensiblement l'espacement entre les éléments de friction 12, 13, etc ... pendant que ces éléments sont serrés, la tige 32 ne sera pas dépla-5 cée axialement d'une valeur suffisante pour entraîner une modification de la position de la tige par rapport au mécanisme d'ajustage 21. Le mécanisme est réalisé de manière que la valeur désignée par "X" à la fig, 1 représente l'espacement entre l'épaulement 27 et 0 l'anneau 28 moins l'épaisseur de la bride 26 et cet espacement correspond à l'espacement maximum admissible entre la plaque de pression 17 et les éléments de freinage voisins 12 et 13, Aussi longtemps que l'espacement n'est pas supérieur à la valeur "X",, la position de l'anneau 43 entre les joints élastiques 33 reste la 5 même et les éléments du frein peuvent être serrés et desserrés à répétition. Cependant, en raison de l'usure dqtLa garniture de fmn lorsque le frein s'use, l'espacement entre la plaque de pression 17, à l'état retracté, et les éléments de frein voisins tend à croître pro-0 gressivement. Cette condition est automatiquement détectée par le 70 18044 1 2043525" mécanisme du fait que la tige 32 et la plaque de pression 17 se déplacent de la valeur nécessaire pour entraîner le serrage du frein, peu importe l'usure. De ce fait, lorsque la plaque de pression 17 et la tige 32 sont déplacées d'une valeur supérieure à 5 celle correspondant à "X" afin d'engager les éléments de frein 12 et 13, l'anneau 43 est refoulé contre les joints élastiques 33 en passant sur certains de ces derniers pour engager d'autres lorsque la force d'actionnement du frein surmonte la force élastique flexible des joints élastiques 33 et déplace la tige 32 vers une nou-10 velle position par rapport au mécanisme d'ajustage 21. Lors du relâchement subséquent de la pression du fluide agissant sur le piston 15, les forces de tétraction agissant sur les éléments du frein, agissent paur déplacer la tige 32 dans le sens inverse, tandis que les forces du ressort de rappel 31 agissant 15 sur la bride 26, tet.ournent le mécanisme d'ajustage 21 à la position entièrement retractée. De ce fait, la" tige 32 ramène la plaque de pression 17 vers la position retractée et étant donné que la course de rétraction est limitée par la bride 26 et que tout le mécanisme d'ajustage 21 peut se déplacer, la tige 32 n'est retrac-20 tée que d'une valeur correspondant à l'espacement "X" et, pour cette raison, une nouvelle position initiale est établie pour la tige 32 et la plaque de pression 17, position dans laquelle l'espace entre la plaque de pression et les éléments à friction 12 et 13 du frein est à nouveau égal à la valeur "X", 25 Le réglage progressif de la position initiale de la tige 32 et de la plaque de pression 17 et effectué de cette manière, ne modifie pas l'ampleur de la détente maximum du ressort de rappel 31, L'ampleur de la détente du ressort de rappel est essentiellement la même lors de chaque actionnement à partir du moment où le 30 frein est neuf jusqu'au moment où la garniture de frein est entièrement usée. Généralement, lorsque le frein est desserré, il n'existe aucune source de force qui tend à refouler la tige 32 vers les éléments de frein ainsi que représenté à la fig. 1 et l'attaque des joints 35 élastiques 33 sur l'anneau 43 est adéquate pour maintenir la tige 32 dans une position ajustée quelconque. Afin de remplacer la garniture de frein, la position de la tige 32 peut être réglée à nouveau simplement en repoussant la plaque de pression 17 vers la gauche (vue à la fig. 1), Lorsqu'une telle force est appliquée axia-40 lement à la tige 32, la force de résistance élastique des joints 18044 7 2043525 élastiques 33 est surmontée et la tige peut être déplacée vers une nouvelle position quelconque. Il est à noter que dans toute position, la force de retenue exercée jzr les joints élastiques 33 sur l'anneau 43 est constante et n'est pas affectée par l'eau, les pous-5 sières, l'huile, les saletés ou autres substances qui généralement affectent les ajusteurs du type à friction. Suivant la dimension du frein, il est possible d'utiliser un ou plusieurs de ces ensembles de rétraction qui sont axialement espacés dans le cadre de torsion. 70 18044 * - 8 - - 2043525 REVENDICATIONS 1.--Mécanisme d'ajustage automatique pour frein supporté par le cadre de torsion du frein, caractérisé en ce qu'une tige engage le dit mécanisme et est reliée à un élément de frein, ladite tige pou- 5 vant se déplacer axialement à la suite de l'actionnement du frein pendant lequel l'élément de freinage est déplacé en contact avec un autre élément de freinage, on prévoit également un moyen pour limiter le mouvement axial du mécanisme d'ajustage par rapport au cadre de torsion, ainsi qu'un moyen de rétraction pour déplacer le méca-10 nisme d'une valeur prédéterminée vers la position retractée lorsque le frein est desserré, tandis que plusieurs éléments élastiques sont montés dans le mécanisme et s'étendent vers la tige afin d'engager cette dernière à glissement; les éléments élastiques engagent un moyen prévu sur la tige et qui s'oppose au glissement des éléments 15 élastiques ce qui fait que la résistance élastique des éléments élastiques contre le moyen d'engagement limite le glissement sur la tige lorsque le frein est desserré et permet ce mouvement glissant lors- * que le frein est actionné de manière que la tige puisse ée déplacer d'une valeur supérieure à l'espacement prédéterminé afin de compen-20 ser les modifications des éléments de freinage et de maintenir un espacement uniforme entre les dits éléments de freinage. 2.- Mécanisme d'ajustage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments élastiques sont formés par des lames de ressort dont une extrémité est montée dans le dit mécanisme tandis 25 que l'autre extrémité glisse sur la tige. 3.- Mécanisme d'ajustage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen qui engage les éléments élastiques est formé par une saillie prévue sur la surface de la tige. 4.- Mécanisme d'ajustage suivant la revendication 3, caractéri-30 sé en ce que la saillie de la surface de la tige est formée par un anneau monté sur la tige. 5.- Mécanisme d'ajustage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'anneau est monté amoviblement sur la tige, tandis qu'on prévoit deà moyens de serrage pour maintenir l'anneau en place 35 pendant les opérations. 6.- Mécanisme d'ajustage suivant la fevendication 1, caractérisé en ce que les éléments élastiques sont formés par des joints élastiques qui entourent la tige et qui sont espacés axialement les 70 13044 9 2043525 uns des autres le long de.la tige. 7.- Mécanisme d'ajustage. suivant la revendication 6, caractérisé en ce que des joints dont le diamètre intérieur est supérieur à celui des joints élastiques sont intercalés entre les dits joints 5 élastiques afin de les espacer axialement les uns des autres sur la tige. 8.- Mécanisme d'ajustage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe qui entoure la tige et qui est axialement mobile dans le cadre de torsion, tandis que les élé- 10 ments élastiques sont formés par des lames de ressort dont une extrémité est montée sur l'enveloppe tandis que 1*autre engage la tige à glissement. 9.- Mécanisme d'ajustage suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la tige est cylindrique, l'enveloppe est égalemént 15 cylindrique et entoure la tige, tandis que les éléments élastiques sont formés par des joints élastiques qui' entourent la tige et qui sont montés dans 1*enveloppe en étant espacés axialement les une des autres. 10.- Mécanisme d'ajustage suivant la revendication 9, carac-20 térisé en ce que le moyen de rétraction est formé par un ressort hélicoïdal ancré à un point fixe par rapport au cadre de torsion et agissant sur l'enveloppe afin de déplacer cette dernière de la valeur prédéterminée. 11.- Mécanisme d'ajustage suivant la revendication 10, carac-25 térisé en ce que le moyen pour limiter le mouvement axial du mécanisme d'ajustage est formé par une bride s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de l'enveloppe et engageant les surfaces espacées du cadre de torsion aux limites du mouvement axial de l'enveloppe.