Brevet FR2217593A1 — publié le 19740906

1a présente invention concerne un frein à machoires intérieures comportant au moins un dispositif mécanique de rattrapage au tomatia1ue d'usure. Des dispositifs de rattrapage dans des freins à machoires intérieures sont déjà connus par diverses réalisations (par exemple les Brevets Français Nos. 1 446 565 et 1 457 242 et le Brevet de la République Fédérale Ailemande n0 1 575 829. Dans ces dispositifs, le rattrapage est effectué pendant la course de retour du frein. Dane 1n mode de réalisation connu, l'écrou de rattrapage est accouplé à une roue libre, et cele-ci à une bague rotative comportant une rainure oblique dans laquelle pénètre une tige fixée dans le bottier. Cette tige et la rainure oblique font tourner la bague dans le sens libre de la roue libre, et pendant le mouvement en sens inverse, la tige et la rainure font tourner la bague dans le sens de blocage de la roue libre. Cette dernière entrain l'écrou de rattrapage qui fait sortir la vis dans le sens du rattrapage. La force exercée pendant la course de retour du frein est développée par les ressorts de rappel des mtchoires. Lorsque le frein fonctionne dans les conditions normales, les forces d'entratnement et de blocage restent dans des limites où elles sont facilement maîtrisées et tolérées. Une condition spéciale se présente lorsqu'un véhicule freine pendant l'ascension d'une pente car le sens de freinage est inversé à 1 r arrêt. Le frein passe donc du freinage en marche avant au freinage en marche arrière, ou à l'arrêt contre une force d'entratnement vers l'arrière et les points d'appui des machoires sont changés.Pour compenser ce mouvement de basculement en arrière, par rapport aux éléments fixes du boîtier qui pénètrent dans le dispositif de rattrapage, il est connu de prévoir des ressorts de surcharge (Brevét Britannique nO 622 616 Figure 4) mais aui n'offrent néanmoins pas un fonctionnement sûr. La course d'écartement de la machoire de frein montante et la course de la machoire descendante sont différentes. Le rapport des courses correspond à peu près au rapport des forces de freinage entre la mâchoire montante et la machoire descendante, et peut être admis aux environs de 3 : 1. La différence des courses provient de la déformation unilatérale du tambour, conditionnée par les forces de freinage différentes car le tambour est sensiblement plus déformé du cté de la mâchoire montante que du cté opposé. Pendant le changement de sens de la marche avant à la marche arrière, les dispositifs de rattrapage se déplacent d'un côté à l'autre, car le tambour se déforme brusquement sous l'effet du changement des forces de freinage, davantage du cté de la machoire qui descendait et qui monte maintenant. En ce qui concerne les freins "Duo-Duplex-" qui comportent deux dispositifs d'écartement mais dans lesquels un côté seulement de chaque dispositif d'écartement est muni d'un dispositif de rattrapage, tandis. que l'autre cté porte un piston de dimension axiale fixe agissant sur 1' extrémité de la machoire correspondante, le changement du sens de freinage conduit à un déplacement longitudinal brusque du.dispositif d'écartement jusqu'S une butée opposée. Si le jeu de la roue libre pour ce mouvement brusque ne suffit pas, la tige tend à faire tourner 1' écrou de rattrapage.dans le sens.du rattrapage, par l'intermédiaire de la roue libre, mais cela ne peut se faire en raison de la force élevée dans cette position et du frottement dans le dispositif de rattrapage. Le poids du véhicule charge ainsi la tige qui pénètre dans la fente oblique et qui n'est pas prévue pour un tel effort. Elle peut donc être déformée ou rompue dans ces conditions. Le plus grand déplacement du dispositif de rattrapage au moment de l'inversion du sens de freinage en passant de la marche avant à la marche arrière se présente dans le servo-frein, car dans ce cas la course totale d'écartement se fait sur le cSté de la machoire primaire et elle est transmise à la machoire secondaire par un épaulement de la m choire primaire et un poussoir. L'invention a donc pour objet d'éviter les dommages pouvant être causés par la surcharge au moment de l'inversion du sens de freinage et ce par des moyens efficaces. Selon l'invention, le problème est résolu par le fait que la tige qui pénètre dans la fente oblique se comporte comme si elle était fixe par rapport au bottier dans le sens du mouvement d'écartement, grace à son épaulement fixe par rapport au boitier, lorsque la mâchoire est écartée normalement, tandis que lors du changement du sens de freinage la tige se déplace sur une glissière avec le dispositif de rattrapage qui se déplace vers l'intérieur. I1 est tiré profit du fait qu'à la suite du changement du sens de rotation, aussi bien le dispositif de rattrapage que le poussoir ou le piston se déplacent dans le même sens et de distances égales, de sorte que l'épaulement de la tige pénétrant dans le dispositif de rattrapage produit, auprès de l'élément correspondant la compensation de l'inversion du sens de rotation et ce, sans trop charger les éléments. Le processus de rattrapage ne peut se dérouler qu'au rel che- ment des freins car, dans ce cas seulement, les dispositifs de rattrapage sont ramenés par des ressorts de rappel dans leur position de repos avec les poussoirs ou les pistons, ainsi que la glissière. Mais dans ce processus les forces développées par le frein serré avec force sont à nouveau annulées. Ce fonctionnement sera décrit dans le cas où la glissière porte la tige. Mais l'inverse est concevable aussi, la glissière portant la fente oblique. L'épaulement dans le sens du mouvement d'écartement avec une butée'fixe par rapport au bottier est avantageux dans tous les types de freins, la glissière comportant un trou allongé dans la direction du mouvement d'écartement, et dans lequel pénètre un boulon fixe par rapport au boitier et remplissant la fonction de butée fixe. Cette disposition est favorable aussi bien pour la fabrication que pour le montage. Gracie à une disposition selon laquelle la glissière peut se déplacer axialement dans des rainures du bottier et de pièces extérieures qui ne peuvent pas tourner, le dispositif-de rattrapage et le piston sont fixés tangentiellement et la glissière remplit également la fonction d'empêcher la rotation de ces pièces qui se déplacent axialement Pour les servo-freins "Duo-Duplex" a réalisation s'avère particulierement avantageuse en ce sens que la glissière est reliée fixement au piston ou au dispositif de rattrapage qui actionne la mâchoire opposée, qui ne peut tourner et qui, contrairement au dispositif d'écartement, est appuyé contre une butée du plateau du frein. En fonctionnement normal, en plus de la force appliquée dans la direction longitudinale de la glissière, une force latérale est exercée sur cette glissière par la tige dans la rainure oblique. Cette force implique un guidage serré de la glissière afin d'éviter sa torsion ou son coincement. La conséquence de ces torsions ou coincement serait l'augmentation du jeu et, par conséquent, une mauvaise précision du dispositif de rattrapage et une plus grande usure des pièces qui coulissent les unes sur les autres. En raison de l'accouplement fixe de la glissière avec le piston ou le dispositif de rattrapage du cté opposé, la glissière n'est pas protégée contre les tendances au coincement par son guidage latéral, mais par sa liaison avec l'élément agissant sur la mâchoire opposée, à savoir un piston ou un poussoir d'un dispositif de rattrapage. I1 convient d'accoupler la glissière avec cet élément au moyen d'une goupille fixée à la glissière et qui est serrée dans un trou du piston ou du poussoir opposé et ne tournant pas. Afin d'éviter des coincements nuisibles, cette goupille peut entrer à frottement dur dans le trou et être très courte, comme ce serait particulièrement le cas d'un poussoir opposé qui renferme un dispositif de rattrapage. Si des tolérances étroites imposées par la position fixe doivent être évitées pour des questions de prix, la goupille peut jouer librement dans le trou. Toutefois dans ce cas, sa longueur doit être plus grande. D'autres détails, avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre. Sur les dessins donnés à titre d'exemple La Figure 1 est une coupe d'un dispositif d'écartement de frein Duo-Duplex selon l'invention La Figure 2 est une vue de dessus de la figure 1 montrant des pièces du dispositif de rattrapage La Figure 3 est une coupe partielle suivant la flèche III de la figure 1 a Figure 4 est une vue de dessus et en coupe partielle du dispositif de la figure 1 Les Figures 5 et 6 sont des vues d'une variante de réalisation des figures 3 et.4 Les Figures 7, 8 et 9 représentent respectivement l'application à un frein Simplex, un frein Duo-Duplex et d'un servo-frein. Selon les figures 1 à 4, un boiter 1 fixé à un plateau de frein contient un poussoir 2 et un piston 3 qui, lorsque le frein est ctionno, sont écartés l'un de l'autre par un coin, et écartent les machoires. Le poussoir 2 contient un écrou de rattrapage 4 qui s'appuie contre le poussoir par un épaulement 5. L'extrémité frontale de l'écrou de rattrapage, voisine du coin d'écartement porte une denture 6 qui engrène avec une denture 7 correspondante d'une bague de réglage 8, en roue libre, avec entratnement dans un seul sens. La bague 8 reste engrenée par sa denture 7 avec la denture 6 de l'écrou, au moyen d'un ressort annulaire 9 appuyé contre le fond d'un trou du poussoir 2.L'écrou 4 comporte un trou taraudé dans lequel est vissée une vis 10 accouplée à une machoire de frein de manière à ne pas pouvoir tourner. Une tige 12 fixée à une glissière ll pénètre dans une fente oblique 13 à la périphérie de la bague de réglage 8. La glissière elle-même peut se déplacer axialement à l'intérieur du bottier 1, dans le poussoir 2 et le piston 3, grace aux rainures 14, 15 et 16, mais elle ne peut pas tourner. Une goupille 17' emmanchée à force dans la glissière 11 et qui entre à frottement dur dans un trou 18' du piston 3, fixe la glissière au piston. l.'intérieur du boitier comporte une butée. 19 de recul du piston 3 et une butée 20 de recul du poussoir 2. Le déplacement de la glissière 11 dans le sens de l'écartement est évité à la butée 19 par la fixation de la glissière au piston par l'intermédiaire de la goupille 17'. Le déplacement en sens inverse est empêché par le piston 3 et les ressorts de rappel des mâchoires. Le piston 3 est accouplé à sa mâchoire par une vis 21. Des boulons 23 et 24 vissés dans le bottier 1 et qui pénètrent dans des encoches longitudinales du poussoir 2 et du piston 3 interdisent toute rotation de ces derniers. Sur le cté opposé du frein à machoires intérieures se trouve un dispositif d'écartement identique, disposé en sens inverse (Fig..8). Deux dispositifs d'-écartement agissent donc sur chaque machoire, l'un par son dispositif de rattrapage, l'autre sans son dispositif de rattrapage. Le dispositif de rattrapage fonctionne de la manière suivante. Lors du freinage, le poussoir 2 et le piston 3 sont écartés l'un de l'autre. Alors qu'en raison du sens de la rotation, le piston 3 reste appuyé sur la butée 19, le poussoir 2 se soulève de la butée 20 du bottier 1 et entrain dans son mouvement l'écrou de rattrapage 4, la vis 10 et la bague de réglage 8 que le ressort.9 pousse contre la denture 6 de l'écrou 4. Mais la tige 12 qui est fixée dans ce sens à cause de l'appui contre la butée 19, se trouve dans la fente oblique 13, de sorte que la bague 8 exécute en même temps un mouvement de rotation. Si en raison de l'usure des garnitures du frein, le déplacement axial du poussoir dépasse une certaine longueur, la bague de reglage tourne jusqu'à ce qu'elle attrape la dent suivante.Au rel chement du frein, la tige 12 fait tourner la bague 8 en sens inverse, et celle-ci entrain l'écrou de rattrapage 4, ce qui fait sortir la vis 10 dans le sens du rattrapage. Ceci doit être considéré comme un cas normal. Si maintenant le véhicule équipé de ces freins monte une pente et freine jusqu'à l'arrêt, les freins se comportent d'abord comme il a été expliqué ci-dessus. Mais si les freins ne sont pas très serrés, le véhicule recule et le sens est inversé. Les mâchoires appuyées solidairement sur le tambour tournent dans son sens de rotation. Le dispositif de rattrapage se déplace de manière telle que le poussoir 2 vient s'appuyer contre la butée 20 alors que le piston 3 s'écarte de la butée 19. Ce déplacement est transmis, par le trou 18' du piston 3 et la goupille 17' à la glissière 11 qui peut se déplacer dans ce sens, car le poussoir 2 exécute le même mouvement avec sa fente oblique 13. En position de repos, c'est-àdire lorsque le frein est relâché, le mouvement inverse de la glissière est bloqué par sa liaison avec le piston 3 par l'intermédiaire de la goupille 17'. e déplacement provoqué par le brusque changement du sens de rotation n'est donc pas bloqué par la tige 12 dans la fente oblique 13, ni par un frottement qui empêche la rotation de l'écrou de rattrapage, de sorte qu'aucune force pouvant la déformer ne stexer- ce sur la tige 12. La force exercée sur la tige 12 et la glissière 11 lors du rattrapage ne risque pas non plus de provoquer un coincement de la glissière puisqu'elle est fixée solidement au piston. Les figures 5 et 6 montrent un autre épaulement de la glissière 11, dans le sens de l'écartement par rapport au plateau. Un-boulon 17" fixé au boitier 1 et qui pénètre dans un trou allongé 18 de la glissière 11 empêche cette dernière de se déplacer dans le sens de l'écartement du dispositif de rattrapage. Etant donné qu'en même temps elle coulisse dans la direction axiale dans les rainures 15 et 16 du poussoir 2 et du piston 3, ces deux dernières pièces ne peuvent tourner. Aucune disposition supplémentaire, .né- cessaire -autrement, n'est prise pour empêcher la rotation du poussoir et du piston. En outre, la.glissière 11 pénètre dans le piston 3, en butée axiale sur l'épaulement 22.En position de repos, c'est-à-dire quand le frein est relaché, le déplacement de la glissiere-est interdit par l'épaulement. 22 en appui contre la face frontale du piston 3 et par le boulon 17". La figure 7 est une représentation schématique d'un frein "Simplex" à deux dispositifs de rattrapage qui sont presque entièrement cachés sur le dessin par les poussoirs 2, 2' à l'intérieur du dispositif d'écartement. Les glissières, non visibles, sont décalées de 1800. La course d'écartement de la mâchoire qui monte est désignée par s et celle de la mâchoire qui descend par 1 La flèche indique le sens de rotation du tambour, représenté déformé. La forme circulaire du tambour avec le frein relâché est représentée en pointillés. La figure 8 représente un frein "Duo-Duplex". La couse s est la même pour les deux dispositifs de rattrapage. Le piston 3 est appuyé contre la butée 19. La figure 9 représente un servo-frein. Dans ce cas, comme dans le frein "Simplex" deux dispositifs de rattrapage sont disposés à l'intérieur du dispositif d'écartement. La course du poussoir 2 est désignée par s. Dans le cas de servo-frein, le poussoir 2' s'appuie contre la butée 20 du carter. En ce qui concerne la tendance au changement de sens de rotation avec le frein serré, la force développée par l'intermédiaire des machoires déplace le ou les dispositifs d'écartement d'une distance s ou s-sl dans le sens des aiguilles d'une montre (Figs. 7 à 9), auquel cas ce déplacement est suivi par la tige 12 sans provoquer de rattrapage. I1 va de soi que l'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. Revendications 1. Frein à machoires intérieures comportant un dispositif d'écartement agissant sur deux mâchoires opposées et sur au moins une des machoires par l'intermédiaire d'un dispositif mécaniaue de rattrapage automatique d'usure dans lequel le mouvement d'écartement est transféré par une vis qui ne peut tourner et un écrou de rattrapage vissé sur ladite vis et effectuant un mouvement de va-et-vient dans le sens de l'écartement et qui est appuyé contre le plateau du frein dans la direction du déplacement, et un mouvement de rotation par l'intermédiaire d'une roue libre, d'une pièce rotative et d'un mécanisme de transformation de mouvement linéaire en mouvement de rotation comprenant une fente oblique et une tige pénétrant dans cette fente oblique, caractérisé en ce que l'appui contre le plateau de frein se fait par une glissière qui se déplace dans une partie limitée du mouvement d'écartement, sur le cté du dispositif de. rattrapage associé hors de la position de repos du frein, qui s'appuie contre une butée fixe par rapport au bottier ainsi que sur une butée dans le sens opposé faisant partie d'un piston ou d'un dispositif de rattrapage qui déplace la machoi- re opposée. 2. Frein à machoires intérieures selon la revendication 1, caractérisé en ce que la glissière porte la tige qui pénètre dans la fente oblique, celle-ci étant taillée dans la pièce rotative. 3. Frein à mâchoires intérieures selon la revendicatiqn 1, ou 2, caractérisé en ce que la glissière se déplace axialement et est fixée tangentiellement dans des rainures du bottier et des-pièces extérieures fixes du dispositif de rattrapage ou du piston. 4. Frein à machoires intérieures selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce eue la glissière comporte un trou allongé dans la direction du mouvement d'écartement, et dans leauel un boulon d'arrêt pénètre et sert de butée fixe par rapport au bottier. 5. Frein à mâchoires intérieures selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la glissière s'appuie contre une butée sur une face d'un piston ou d'un dispositif de rattrapage qui déplace la mâchoire oppose. 6. Frein à mâchoires intérieures selon la revendication 1 ou 2, agencé sous forme diun frein Duo-Duplex ou d'un servo-frein caractérisé en ce que la glissière avec le piston ou le dispositif de rattrapage, qui dénlace la mâchoire opposée, ne peut pas tourner et s'appuie contre une butée sur le plateau du frein dans le sens inverse du mouvement d'écartement. 7. Frein à mâchoires intérieures selon la revendication 6, caractérisé en ce que la glissière est maintenue par une goupille fixée dans un trou du piston ou d'une pièce poussoir non rotative du dispositif de rattrapage de la machoire opposée. 8. Frein à machoires intérieures selon la revendication 7, caractérisé en ce que la goupille est emmanchée à force dans le trou.