Brevet FR2047284A1 — publié le 19710312

i 2047284 La présente invention est relative à un mécanisme pour maintenir automatiquement un espace de freinage uniforme Cet de ce fait une course d'actionnement uniforme) des freins et dispositifs similaires. Les mécanismes de ce type sont généralement utilisés 5 dans des systèmes de frein pour compenser l'usure des garnitures de frein et autres pièces du frein et sont dénommés communément "ajusteurs automatiques du frein". Bien que la présente invention sera décrite en association avec des freins ,eli peut également être utilisée dans d'autres dispositifs, par exemple les embrayages, où 10 une compensation similaire de l'usure est nécessaire. Depuis de nombreuses années, on connaît des ajusteurs de frein ou compensateurs d'usure réalises de deux manières différentes, à savoir, les ajusteurs mécaniques qui utilisent des pièces à cliquets ou à friction pour contrôler l'ajustage et les ajusteurs hy-15 drauliques qui utilisent une quantité déterminée de fluide hydraulique pour obtenir l'ajustage. On connaît également une forme d'exécution perfectionnée d'un ajusteur mécanique dans lequel l'ajustage pas-à-pas des ajusteurs du type à cliquets est évité et dans lequel les ajustages peuvent être obtenus en faibles mesures, 20 de même on connaît une forme d'exécution dans laquelle l'engagement de la tige rétractive est obtenu par l'utilisation de colliers ou de plaques de verrouillage. Les freins des avions modernes exigent un accroissement de la capacité des ajusteurs de freins, cependant, la dimension de l'en-25 veloppe délimitant l'espace disponible â cette ffn n'a pas été accrue. Il en découle que les ajusteurs antérieurs donnent lieu â des défaillances sous les charges ajoutées, étant donné qu'il n'y a pas assez d'espace pour ajouter du métal au mécanisme afin d'obtenir la résistance nécessaire. Additionnellement, les ajusteurs 30 de frein doivent travailler sous des températures très élevées et dans des conditions de charge permanentes, tandis que la tige de rétraction ne peut pas grimper sous les vibrations importantes du frein. Il est également souhaitable qu'aucune charge supplémentaire ne soit requise pour avancer l'ajusteur de frein lorsque la tige 35 de rétraction est relâchée. Toutes ces exigences, outre celles d'un travail permanent relativement exempt d'entretien, d'une facilité de l'assemblage et d'une installation précise sont spécifiées pour les freins à disque dans lesquels ces ajusteurs sont utilisés. L'ensemble de rétraction conforme à l'invention comprend un 40 mécanisme de verrouillage très résistant dans lequel la plaque de 70 16287 2 2047284 verrouillage est située à un point où l'espace nécessaire est disponible pour une construction renforcée très résistante. La plaque de verrouillage est portée par un manchon qui peut être déplacé axialement lors de 1'acttânnement et la rétraction des éléments 5 du frein. Une enveloppe, montée dans le cadre de torsion du frein, entoure le manchon, tandis qu'un ressort de rappel hélicoïdal est intercalé entre le manchon et l'enveloppe. Le ressort hélicoïdal est pré-tendu et s'appuie, à l'une de ses extrémités, contre un joint disposé dans l'enveloppe et, à son autre extrémité, contre 10 un collier monté sur le manchon. Le manchon est muni d'une extrémité à bride, à proximité du joint situé dans l'enveloppe, et cette bride s'ajuste dans une rainure prévue dans un bord de la plaque de verrouillage. A l'état de pré-tension du ressort de rappel,une lèvre de^plaque de verrouillage est maintenue de manière à exer-15 cer une action de levier entre le joint et la bride du manchon. Cette action de levier fait que la plaque de verrouillage adopte une position inclinée dans laquelle la plaque engage à frottement la tige de rétraction qui est montée à glissement dans le manchon. Lorsque le frein est actionné, la plaque de verrouillage res-20 te en engagement à frottement avec la tige et lorsque la tige est retirée axialement de l'enveloppe, le manchon se déplace avec la tige d'une valeur qui n'est pas supérieure à une limite prédéterminée, correspondant à l'espacement admissible des éléments du frein. Cependant, à la suite d'une usure des faces de frottement 25 du frein, la course active de la tige croît progressivement. Lorsque la course de la tige est supérieure à la limite prédéterminée mentionnée plus haut, la plaque de verrouillage engage un arrêt pré sur l'enveloppe et qui redresse la plaque de verrouillage et dégage cette dernière automatiquement de la tige en permettant ainsi 30 que cette dernière se déplace librement par rapport à la plaque de verrouillage et du manchon jusqu'au moment où la tige atteint une position dans laquelle le frein est serré. Lors du relâchement du système d'actionnement du frein à la suite d'un tel mouvement d'ajustage de la tige, la plaque de ver-35 rouillage engage à nouveau la tige de manière que le mouvement de rétraction du manchon et de la tige soit limité à la valeur nécessaire pour maintenir un espacement uniforme du frein. Ceci est obtenu sans faire varier l'ampleur de la détente du ressort de rappel lui-même. Du fait que le ressort de rappel présente une am-40 pleur de détente fixe, la f.orce requise pour actionner le frein reste également uniforme pendant toute la durée de vie du frein. 70 16287 3 2047284 Du fait que le mécanisme à plaque de verrouillage est situé à proximité de l'extrémité de la tige qui engage l'élément de frein, l'autre extrémité de la tige est disponible pour d'autres usages et, dans la forme d'exécution conforme à l'invention, elle 5 porte une vis qui peut être utilisée pour pré-régler le frein pendant son installation et qui peut ensuite être réglée de manière à indiquer l'usure du frein pendant son emploi. La plaque de verrouillage est disposée entre le manchon et les éléments de frein et, pour cette raison, le ressort de rappel 10 peut être monté et pré-tendu en utilisant un collier muni d'une surface cônique de compression qui glisse sur l'extrémité extérieure du manchon. Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée au dessin annexé, dans lequel : 15 La fig. 1 est une coupe transversale longitudinale de l'en semble de rétraction installé dans un frein à disque typique, l'ensemble se trouvant dans la position que ses pièces.occupent lorsque le frein est retracté ou desserré, les pièces du frein étant représentées dans une forme généralisée ou schématique. 20 La fig. 2 est une vue correspondant à celle de la fig. 1, ce pendant le frein est serré et l'ensemble de rétraction se trouve dans la position que ses pièces occupent pendant un mouvement d' ajustage du mécanisme d'ajustage afin de compenser l'usure des faces de frottement du frein. 25 La fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 1. L'ensemble de rétraction 10 est rigidement monté dans un cadre de torsion 11 d'un frein, le cadre, à son tour, étant adapté pour être monté sur un véhicule (non représenté). Le cadre de torsion 11 porte un disque clavetté 12 en alignement axial paral-30 lèle à un porte-garniture rotatif 13. La périphérie de ce dernier est en engagement clavetté avec un élément rotatif 14 qui peut ê-tre une partie de la structure de la roue sur laquelle le frein est monté. Afin d'actionner le frein et serrer les éléments de frein, 35 un piston hydraulique 15, monté dans un cylindre 16 du cadre 11, se déplace lorsqu'il est soumis à la pression hydraulique afin de presser une plaque de pression 17, clavettée au cadre 11, contre le porte-garniture 13 de manière que ce dernier soit pressé en engagement à frottement contre le disque de frein 12 supporté par 40 la plaque à réaction 18 voisine du cadre de torsion. Les éléments 70 16287 4 2047284 de frein tels que représentés à la fig. 1 se trouvent à l'état desserrés, le disque de frein clavetté 12 et la plaque de pression 17 étant hors d'engagement avec le porte-garniture 13. La fig. 2 représente l'ensemble de rétraction à l'état actif, les éléments 5 de frein étant aerrés. L'ensemble de rétraction 10 du frein comprend une enveloppe cylindrique 19 qui peut former une partie du cadre de frein 11 ou qui peut être réalisée de manière à pouvoir être fermement ancrée à l'intérieur du cadre de frein, ainsi que représenté à la fig. 1. 10 Un mécanisme d'ajustage 21, supporté de manière à se déplacer en va-et-vient dans l'enveloppe 19, s'étend axialement à cette dernière. Le mécanisme d'ajustage 21 est muni d'un manchon 22 disposé concentriquement dans l'enveloppe cylindrique 19. Entre le manchon 22 et l'enveloppe 19 est prévu un ressort de rappel héli-15 coîdal 23. L'extrémité gauche du manchon 22 (vu à la fig. 1) porte un élément de retenue pour le ressort, tel qu'un collier 24 monté sur le manchon et s'étendant radialement vers l'extérieur en engagement à glissement avec l'enveloppe 19. Le collier 24 engage une extrémité du ressort de rappel 23 et son enlèvement de 20 l'enveloppe 19 pendant le fonctionnement est empêché par un ressort de retenue 25 disposé dans une rainure de l'enveloppe 19 engageant une lèvre annulaire 26 du collier. Le collier 24 peut êtr déplacé dans l'autre sens, vers la droite (vu à la fig. 1), et n'est limité que par l'engagement de la lèvre annulaire 26 avec 25 l'épaulement 27 de l'enveloppe 19. A la périphérie intérieure du collier 24, la surface qui glisse sur le manchon 22 présente une forme en double cône dont la première surface conique 28 guide le collier 24 sur le manchon et presse l'anneau de retenue 29, influencé par un ressort, dans 30 la rainure prévue dans le manchon, afin de réduire le diamètre de l'anneau pour permettre que le collier 24 passe sur l'anneau jusqu'au moment où il atteint le diamètre le plus grand de la deuxième surface conique 31, à la suite de quoi l'anneau comprimé 29 se détend et agit comme arrêt pour transmettre les forces é-35 lastiques à partir du ressort de rappel, par l'intermédiaire du collier 24, au manchon 22. Pour enlever le collier 24 du manchon 22, le collier peut être déplacé vers la droite d'une distance supérieure, sur le manchon, ce qui fait que la deuxième surface conique 31 compresse l'anneau 29 jusqu'au moment où le collier 40 dépasse l'anneau et se détend à nouveau et étant exposé. Ensuite, 70 16287 5 204728b l'anneau 29 peut être enlevé ce qui permet l'enlèvement des autres pièces. Il est à noter que le diamètre du manchon 22 est réduit et que/le diamètre de la surface intérieure de l'enveloppe 19 est accru à cette extrémité de l'ensemble de rétraction afin de pouvoir 5 loger le collier 24. A l'autre extrémité de l'enveloppe 19, un joint 32, retenant le ressort, est appliqué contre un épaulement 33 de l'enveloppe et s'étend de l'enveloppe vers le manchon 22 qui est supporté par le joint et est maintenu en engagement à glissement avec ce dernier. 10 Le joint 32 sert comme ancrage de l'autre extrémité du ressort de rappel 23, qui est comprimé à l'état pré-tendu entre le joint 32 et le collier 24. Ainsi que représenté à la fig. 1 à l'état desserré du feein le manchon 22 s'étend axialement au-delà du joint 32 et il est 15 muni, au bord, d'une bride 34 s'étendant radialement à espacement du joint. Une tige de rétraction 35 est maintenue en engagement à glissement dans le manchon 22 et s'étend vers les éléments de frein où elle est fermement fixée à la plaque de pression 17 au moyen d'une 20 vis 36 ou un autre moyen de fixation approprié. Une plaque de veuouillage 37 qui présente généralement la forme d'un disque annulaire, est disposée à l'extrémité à bride du manchon 22 et est munie d'une ouverture centrale 38 traversée par la tige 35 et dont le diamètre est légèrement plus élevé que celui 25 de la tige. La plaque de verrouillage 37 est munie d'une bride 39 s'étendant axialement et chevauchant l'extrémité à bride du manchon 22 à l'endroit d'un bord de la plaque de verrouillage. La bride 39 est munie d'une partie de bord s'étendant radialement vers l'intérieur, par exemple une lèvre 41 qui est disposée dans l'espace 30 entre le joint 32 et la bride 34 du manchon 22. Au bord diamétralement opposé de la plaque de verrouillage 37, la bride 39 est munie d'une enveloppe qui engage une partie, par exemple une oreille 42 s'étendant radialement vers l'extérieur et dont le diamètre est supérieur à celui de l'arrêt formé par exemple par une bride 35 43 s'étendant vers l'intérieur et prévue sur l'enveloppe 19. Cette bride 43 et l'oreille 42 sont écartées l'une de l'autre d'une valeur prédéterminée, repérée par X à la fig. 1. Lorsque le frein est desserré, la bride 34 du manchon 22 presse la lèvre 41 de la plaque de verrouillage 37 contre le joint 40 32, et ce, sous l'action du ressort 23 agissant sur le collier 24, afin que la tige de rappel 35 soit positivement retractée. La 70 16287 6 2047284 surface de la lèvre 4?yèute contre le joint 32 est inclinée vers l'extérieur, à écartement de la surface du joint et ceci, plus la forme représentée à la fig. 1 de la plaque de verrouillage 37 et de la bride 39, garantit que la plaque de verrouillage reste incli-5 née et en engagement avec la tige de rétraction lorsque cette dernière se trouve dans sa position retractée représentée à la fig. 1. A l'exception de l'oreille 42, la bride 39 présente un diamètre inférieur à celui de l'enveloppe de la bride 43, de manière qu'elle puisse glisser en dép..assant la bride 43 lorsque la tige 35 est dé-10 placée en va-et-vient. La bride 43 est réalisée de manière à n'engager l'oreille 42 de la plaque de verrouillage 37 que lorsque la tige 35 est avancée d'une valeur suffisante vers la droite (vu à la fig. 1) pour appliquer l'oreille 42 contre la bride 43. A l'extrémité extérieure ou gauche de la tige 35 (vu à la fig. 15 1) il est possible de visser une vis 44 dans une ouverture filetée de la tige. La vis 44 peut être utilisée pour indiquer l'usure en l'enfonçant jusqu'au moment où elle est à niveau de l'extrémité du manchon 22 sur un frein neuf ou dont la garniture a été remplacée. Au fur et à mesure de la progression de l'usure, la tige 35 pénè-20 tre dans le manchon 22 et indique la valeur de l'usure. Il est possible de prévoir un gradin 45 dans la surface intérieure du manchon afin d'indiquer que lorsque la tête de la vis atteint cette positinn, le firi.n est entièrement usé et doit être remplacé ou bien que sa garniture doit être renouvellée. 25 Lorsque le frein est actionné en alimentant le piston 15 en un fluide hydraulique, le dit piston déplace la plaque de pression 17 vers la droite en tirant la tige 35 axialement à travers la bride 43 de l'enveloppe 19. La plaque de verrouillage 37 se déplace vers la droite lorsque la tige avance, et ce, enraison de 30 la position inclinée de la plaque de verrouillage, de manière qu' elle soit en engagement à frottement avec la tige 35. Lorsqu'il n'y a pas d'usure notable ou qu'il n'existe pas d'autre condition qui modifie matériellement l'espace entre les éléments de frein 12, 13, 17 et 18 pendant que ces éléments sont serrés, la tige 35 n'est 35 pas déplacée axialement d'une valeur suffisante pour appliquer 1' oreille 42 de la plaque de verrouillage 37 contre la bride 43. Dan: ce cas, la plaque de verrouillage 37 reste en engagement à frottement avec la tige 35. Lorsque la pression qui actionne le frein est relâchée, le ressort de rappel 23 se détend paur déplacer la 40 tige 35 vers sa position initiale. Le mécanisme est réalisé de 70 16287 7 2047284 manière que l'espacement repéré par la valeur X à la fig. 1 et subsistant entre la bride annulaire 43 et l'oreille 42, lorsque cette dernière est relâchée et qui est prévue sur la plaque de verrouillage 37, soit égal à l'espacement maximum admissible entre la pla-5 que de pression 17 et les éléments de frein 12, 13 et la plaque de réaction 18 voisins . Aussi longtemps que l'espacement ne dépasse pas la valeur X» l'anneau de verrouillage 37 reste en engagement à frottement intime avec la tige 35 et les éléments de frein peuvent être serrés et desserrés à répétition. 10 Cependant, en raison de l'usure de la garniture de frein sur le porte-garniture 13 lorsque le frein est utilisé, l'espacement entre la plaque de pression 17, dans la position retractée de cette dernière, et les éléments de frein voisin s'accroît progressivement. Cette condition est automatiquement repérée par le mécanis-15 me, étant donné que la tige 35 et la plaque 17 peuvent se déplacer de la distance nécessaire afin d'obtenir le serrage du frein peu importe l'usure. De ce fait, lorsque la plaque de pression 17 et la tige 35 sont déplacées d'une distance supérieure à celle de la valeur X afin d'obtenir le serrage des éléments de frein 12 et 13, 20 l'oreille 42 de la plaque de verrouillage 37 est formée en engagement avec la bride 43. La bride 43 refoule ensuite la plaque de verrouillage 37 vers la position représentée à la fig. 2 où la face, s'Stendant radialement, est redressée jusqu'à une position dans laquelle l'engagement à frottement entre la plaque de verrouil-25 lage et la tige 35 est réduit. De ce fait la tige 35 peut être déplacée à travers la plaque de verrouillage 37 de la valeur nécessaire pour maintenir le serrage du frein. Lors du relâchement subséquent du fluide sous pression agissant sur le piston 15, les forces de rappel, influençant les éléments de frein agissent pour 30 déplacer la tige 35 dans le sens inverse et la force d'application du ressort de rappel 23, agissant sur le manchon 22 portant la bride 34 engagée avec la lèvre 41 de la plaque de verrouillage, agit efficacement pour incliner la plaque de verrouillage 37 en engagement à frottement et à sa position de verrouillage sur la ti-35 ge 35. De ce fait, par l'intermédiaire de la plaque de verrouillage 37, le ressort de rappel 23 retracte la plaque de pression 17 des éléments de frein. Etant donné que la course de rappel est limitée par la distance que la plaque de verrouillage 37 peut accomplir avant de buter contre le joint 32, la tige 35 n'est retrac-40 tée que d'une distance égale à la valeur X et, de de fait, une nouvelle position initiale est établie pour la tige 35 et la plaque 70 16287 8 2047284 de pression 17, position dans laquelle l'espacement entre la plaque de pression et les éléments de frein 12 et 13 et la plaque de réaction est à nouveau égale à la valeur X. Le réglage progressif de la position initiale de la tige 35 5 et de la plaque de pression 17 et obtenu de cette manière, ne modifie pas l'ampleur maximum de la détente du ressort de rappel 23, L'ampleur de la détente du ressort de rappel reste essentiellement la même à chaque actionnement à partir du moment où le frein est neuf jusqu'au moment où la garniture est entièrement usée. 10 Lorsque le frein est desserré, il n'y a généralement plus de source d'énergie quVrefoule la tige 35 vers la gauche (vu à la fig. 1) et l'engagement à frottement de la plaque de verrouillage 37 est apte à maintenir la tige 35 dans une position ajustée quelconque. Afin de renouveler la garniture de frein, la position de la 15 tige peut être réglée à nouveai/simplement en inclinant la plaque de verrouillage 37 et en poussant la plaque de pression 17 vers le corps ou enveloppe 19. Généralement, il suffit de la force manuelle pour régler à nouveau la position de la tige 35. Lorsque cette force est exercée aiialement à àa tige 35, la plaque de ver-20 rouillage 37 tourne à l'encontre de la force de la bride 34 du manchon vers une position dans laquelle la plaque de verrouillage est redressée et que sa face est normale par rapport à la surface de la tige. Dans cette position, la plaque de verrouillage 37 est relâchée de son engagement à frottement avec la tige 35 et cette 25 dernière peut être glissée vers la gauche, vu à la fig. 1, vers une nouvelle position de freinage. La vis 44 peut également être utilisée pour régler les ajusteurs sur un frein neuf. La vis 44 est dévissée du manchon 22 jusqu'au moment où un joint en fer à cheval, ou un autre moyen de 30 retenue approprié, peut être inséré sous la tête de la vis. En serrant la vis 44, la tige 35 est titrée dans le manchon 22 en retirant la plaque de pression 17 vers l'arrière à la position voulue. L'enlèvement du joint en fer à cheval, ou autre moyen, après le réglage de la tige et après que cette dernière ait été mainte-35 nue en place par la plaque de verrouillage 37, permet d'enfoncer la vis 44 à niveau de la face du manchon 22 de manière qu'elle puisse être utilisée pour indiquer l'usure des éléments de frein. Suivant la dimension du frein, il est possible d'utiliser un ou plusieurs de ces ensembles de rappel dans le cadre de tor-40 s ion, ensembles qui sont espacés axialement les une des autres. 70 16287 9 2047284 REVENDICATIONS 1.- Ensemble de rétraction pour frein, caractérisé en ce qu'il comprend : une enveloppe fixée au cadre de torsion du frein; un manchon; un moyen pour supporter le manchon dans l'enveloppe en vue 5 d'un mouvement relatif axial; une tige reliée à un élément de frein et montée à glissement dans le manchon; un ressort de rappel intercalé entre le manchon et l'enveloppe et qui est comprimé entre un ancrage sur l'enveloppe et un élément de retenue prévu à une extrémité du manchon; une plaque de verrouillage portée par l'autre ex-10 trémité du manchon et entourant la tige, la dite plaque de verrouillage étant maintenue dans une position inclinée par rapport à la tige du fait que le manchon agit contre une partie du bord de la plaque de verrouillage pour engager la tige à frottement lorsque le frein est desserré et pour maintenir la même position relative 15 entre la tige et le manchon; une partie, engageant l'enveloppe, de la plaque de verrouillage et qui est espacée de la partie du bord pour engager l'enveloppe après le mouvement du manchon le long d' une distance prédéterminée après 1'actionnement du frein afin de réduire l'inclinaison de la plaque de verrouillage et de permettre 20 le mouvement de la tige par rapport au manchon, obtenant ainsi les ajustements nécessaires en raison de modification et d'usure pour maintenir un espacement uniforme entre les éléments de frein. 2.- Ensemble de rétraction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort de rappel est pré-tendu lorsque le 25 frein se trouve âfl'état desserré. 3.- Ensemble de rétraction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de bord de la plaque de verrouillage est serrée entre le manchon et l'ancrage prévu sur l'enveloppe à l'état desserré du frein. 30 4.- Ensemble de rétraction suivant la revendication 1, carac térisé en ce que la partie de la plaque de verrouillage et qui engage l'enveloppe est formée par une oreille s'étendant radialement vers l'extérieur et qui engage une bride s'étendant radialement vers l'intérieur de l'enveloppe. 35 5.- Ensemble de rétraction suivant la revendication 4, carac térisé en ce que la distance prédéterminée est la distance subsistant entre l'oreille et la bride de l'enveloppe lorsque le frein est desserré.