Brevet FR2254731A1 — publié le 19750711

La présente invention concerne d'une manière générale les blocs de commande hydraulique qui comportent deux organes cylindri ques montés mobiles axialement l'un par rapport à l'autre et for mant entre eux une chambre susceptible d'entre reliée à une alimen tation en fluide sous pression. De tels blocs de commande hydraulique sont notamment mis en oeuvre dans certains freins, qu'il s'agisse de frein à tambour, de frein à disque ou de frein à couronne, l'un au moins de leurs or ganes cylindriques étant susceptible d'agir sur un premier organe de freinage et l'autre de ces organes cylindriques étant susceptible d'agir sur un deuxième organe de freinage, soit directement, et c'est le cas notamment dans les freins à tambour, soit indirec tement, par l'intermédiaire d'une pièce de transfert, et c'est le cas notamment de certains freins à disque ou à couronne. Ainsi qu'on le sait et pour des raisons évidentes d'efficacité, il est souhaitable de pallier les conséquences de l'usure inévitable en service des garnitures de frottement portées par les organes de freinage de tels freins, en assurant dans la mesure du possible la constancedeXacourse nécessaire à l'application de ces organes de freinage contre l'organe à freiner, quel que soit le degré d'usure desdites garnitures de frottement I1 a déjà été proposé dans ce but d'établir entre les organes cylindriques du bloc de commande une liaison à crans autorisant un déplacement relatif de ces organes cylindriques dans un sens et non dans l'autre, des moyens de déblocage de cette liaison à crans étant prévus pour permettre une remise à zéro desdits organes cylindriques. Une telle liaison à crans a pour inconvénient de n'agir que de manière discontinue, cran par cran. I1 a également été proposé d'établir entre les organes cylindriques d'un tel bloc de commande une liaison à friction ; une pièce solidaire d'un premier des organes cylindriques frotte sur une piste solidaire du deuxième de ceux-ci, avec un coefficient de frottement plus élevé dans un sens que dans autre. Une telle liaison à friction a pour avantage d'agir de manière continue mais présente l'inconvénient d'une remise à zéro dif facile. En outre elle n'est pas adaptée à permettre la transmission d2un effort important. Il a enfin été proposé d'établir entre les deux organes cylin driques mobiles d'untbloc de commande hydraulique une liaison à coincement par billes, une telle liaison étant avantageusement susceptible de permettre la transmission d'un effort relativement important, ce qui est particulièrement utile dans certaines applications. Mais non seulement les dispositifs de ce type connus à ce jour ne permettent pas toujours la transmission d'un effort très important mais encore leur remise à zéro s'avère difficile. La présente invention a d'une manière générale pour objet un bloc de commande hydraulique, notamment pour frein, équipé de moyens propres à permettre un rattrapage automatique du jeu dA à l'usure des garnitures de frottement portées par les organes de freinage de ce frein, lesdits moyens évitant avantageusement les inconvénients succinctement exposés ci-dessus. Le bloc de commande hydraulique selon l'invention est du genre comportant deux organes cylindriques montés mobiles axialement l'un par rapport à l'autre et des moyens de liaison débrayables à coincement par billes établis entre lesdits organes pour en permettre un libre déplacement relatif dans un sens et s'opposer à un libre déplacement relatif dans l'autre sens, lesdits organes cylindriques définissant entre eux une chambre susceptible d'entre reliée à une alimentation en fluide sous pression, et est caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison comportent une noix d'entraînement qui est calée en rotation sur le premier desdits organes cylindriques et qui est liée au deuxième de ceux-ci par des moyens d'accouplement à rotation, une première portée d'appui cylindrique montée mobile axialement sur le premier desdits organes cylindriques entre deux butées prévues à cet effet sur celui-ci, une deuxième portée d'appui tronconique liée au deuxième desditsorganes cylindriques, lesdites portées d'appui formant conjointement avec la noix d'entrainement au moins un logement pour au moins une bille, et des moyens élastiques qui sollicitent ladite bille en application contre chacune desdites portées d'appui. Les moyens d'accouplement à rotation prévus entre la noix d'entratnement et le deuxième organe cylindrique permettent au moins deux positions axiales relatives de ces deux pièces, l'une pour laquelle la bille coopère en coincement avec les deux portées d'appui associées, l'autre pour laquelle ladite bille ne coopère pas en coincement avec ces deux portées. En pratique, ces moyens d'accouplement à rotation sont des moyens de vissage ou de baïonnette et la noix d'entratnement est une pièce annulaire engagée a coulissement sur une tige centrale de guidage qui est montée mobile axialement sur le premier organe cylindrique dans les limites d'un débattement axial autorisé par les deux butées prévues à cet effet sur celui-ci, et dont la surface extérieure forme la portée d'appui cylindrique associée. Lors d'un freinage, les deux organes cylindriques s'écartent l'un de l'autre, d'une part pour assurer la course normale de fonc tionnement nécessaire à l'application des organes de freinage asso .ciés contre l'organe à freiner, et d'autre part pour compenser le jeu dû à l'usure des garnitures de frottement portées par ces organes de freinage éventuellement intervenu au cours d'un tel freinage. Lorsque l'action de freinage est interrompue les organes cylindriques du bloc de commande ne sont admis à se rapprocher l'un de l'autre que dans les seules limites du débattement axial de la tige centrale de guidage autorisées par les butées prévues à cet effet sur le premier d'entre eux, ce qui correspond à la seule course normale de fonctionnement précisée ci-dessus. Tout mouvement rétrograde est empoché, les billes interposées entre les organes cylindriques s'arc-boutant-par coincement entre les portées d'appui respectivement solidaires de ceux-ci. Une telle liaison par coincement est avantageusement fiable. et est susceptible de transmettre un effort important ; en particulier elle est de nature à résister aux coups transmis aux organes cylindriques du bloc de commande par les moyens de freinage à chaque cycle de rotation de l'organe à freiner lorsque cet organe sa freiner présente une quelconque déformation, un voilage par exemple. En outre la compensation du jeu dA à l'usure effectué par cette liaison à coincement par billes se fait avantageusement de manière continue, ati fur et à mesure de ladite usure. Enfin la remise à zéro des organes cylindriques du bloc de commande hydraulique suivant l'invention est avantageusement très facile Il suffit en effet de dévisser l'un par rapport à l'autre les deux organes cylindriques d'une quantité suffisante pour permettre le décoincement des billes interposées entre ceux-ci, puis de les rapprocher axialement l'un de autre, et enfin de les revisser. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre-d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels la la figure 1 est une vue partielle en élévation d'un frein équipé d'un bloc de commande hydraulique suivant l'invention, ce bloc de commande étant pour partie représenté en coupe axiale la figure 2 est à échelle supérieure une vue en coupe axiale des principaux organes de ce seul bloc de commande les figures 3 et 4 en sont des vues partielles en coupe transversale, suivant respectivement les lignes III-III et IV-IV de la figure 2 les figures 5, 6 et 7 sont des vues analogues respectivement aux figures 2, 3 et 4 et concernent une variante de réalisation. La figure 1 illustre l'application de l'invention à un frein à disque à commande hydraulique. De manière schématique, un tel frein comporte un disque solidaire de l'organe à freiner, deux patins de freinage llA, 11B disposés de part et d'autre de ce disque et mobiles perpendiculairement au plan de celui-ci, et un bloc de commande hydraulique 12 susceptible d'agir, directement, sur le patin de freinage llA et, indirectement, sur le patin de freinage 1U3, par l'intermédiaire d'une pièce de transfert 13 ; dans l'exemple représenté, cette dernière a une forme d'anneau et entoure le disque 10, les patins de freinage lIA, 11B et le bloc de commande hydraulique 12, suivant sensiblement une corde de disque 10. D'une manière générale le bloc de commande hydraulique 12 comporte deux organes cylindriques montés mobiles axialement l'un par rapport à l'autre. Dans l'exemple représenté, ces deux organes cylindriques sont constitués par deux pistons 14A, 14B montés mobiles dans un cylindre commun 15 ouvert à ses deux extrémités, pour action,^le premier sur le patin de freinage llA, et le deuxième sur la pièce de transfert 13. Dans le-cylindre 12, les pistons 14A, 14B définissent entre eux une chambre 16 susceptible d'étire reliée à une alimentation en fluide sous pression (non représentée) ; des joints annulaires 17A, 17B assurent l'étanchéité de cette chambre. Ces dispositions générales sont bien connues par elles-memes. Suivant l'invention, figures 2 à 4, le premier piston 14A est équipé axialement, en regard du deuxième piston 14B, d'une tige centrale de guidage 20. A l'une de ses extrémites cette tige centrale de guidage 20 est engagée dans un logement borgne 21 formé à cet effet dans le piston 14A et porte périphériquement dans ce logement un circlips ou bague fendue 22, ledit circlips étant engagé élastiquement dans une gorge annulaire 23 de ladite tige centrale de guidage 20. Le circlips 22 est destiné à coopérer en butée avec un épaulement 24 que présente le piston 14A au droit de l'extrémité ouverte du logement borgne 21, tandis que l'extrémité de la tige de guidage 20 est elle-même destinée à coopérer en butée avec le fond 25 de ce logement borgne 21. La tige centrale de guidage 20 est ainsi montée mobile axialement dans le piston 14A dans les limites d'un débattement axial déterminé par les deux butées que constituent le fond 25 du logement borgne 21 et l'épaulement 24 bornant celui-ci. Lorsque le circlips 22 est en appui contre 1'épaulement 24 en question, figure 2, un jeu axial de coulissement J subsiste entre l'extrémité delatige centrale de guidage 20 et le fond 25 du loge- ment 21. La tige centrale de guidage 20 est par ailleurs calée en rotation sur le piston l4A. A cet effet, elle porte diamétralement dans 1 'exemple repré- senté une clavette 27 formant latéralement en saillie de part et d'autre deux ergots engagés à coulissement dans des rainures 28 ménagées à cet effet dans le piston 14k en positions diamétralement opposées. La tige centrale de guidage 20 présente en outre longitudinalement une rainure 29 dont le rle apparaîtra ci-après. Enfin la surface extérieure de la tige centrale de guidage 20 forme une portée d'appui cylindrique 30. Le piston 14B ëst creusé d'un alésage borgne 31 dans lequel sont successivement placées, dans l'exemple représenté sur les figures 2 à 4, une première bague 32 emmanchée à force, dite bague d'accouplement, et une deuxième bague 33, dite bague d'appui , du fait de son emmanchement à force dans l'alésage 31 du piston 14B la bague d'accouplement 32 est calée sur celui-ci,et, aux tolérances de montage près la bague d'appui 33 est calée axialement dans ledit alésage par un circlips ou bague fendue 34, engagé élastiquement dans une gorge annulaire 35 du piston 14B. A sa périphérie interne la bague d'accouplement 32 présente un filetage 36. A sa périphérie interne la bague d'appui 33 forme une portée d'appui tronconique 37 dont le diamètre décroît en allant en direction opposée à celle du piston l4A. Au piston 14B est associée une noix dsentrainement 40 susceptible de lui être accouplée de manière débrayable. Dans l'exemple représenté sur les figures, cette noix d'entraînement 40 forme une pièce annulaire engagée à coulissement sur la tige centrale de guidage 20 et présentant extérieurement un filetage 42 permettant son accouplement par vissage à la bague d'accouplement 32. La noix dtentraSnement 40 est calée en rotation sur la tige centrale de guidage 20. Dans l'exemple représenté sur les figures 2 à 4, elle porte radialement à cét effet un ergot 43 formant clavette, qui est engagé à coulissement dans la rainure 29 de la tige centrale de guidage 20. Dans l'exemple représenté sur les figures 2 à 4 également, la noix d'entrainement 40 présente dans sa zone médiane trois saignées sensiblement radiales 45 régulièrement réparties circulairement. Ces saignées forment, conjointement avec la portée d'appui tronconique 37 de la bague d'appui 33, et la portée cylindrique 30 formée par la surface extérieure de la tige centrale de guidage 20, des logements 46 pour des billes 47. A ces billes 47 sont associés des moyens élastiques qui les sollicitent contre les portées d'appui 30 et 37. Dans l'exemple représenté sur les figures 2 à 4, ces moyens élastiques comportent pour chaque bille 47 un ressort individuel 48 qui est logé dans un perçage 49 de la noix dlentraSnement 40 sensiblement parallèle à l'axe de celle-ci et qui prend appui sur un capot 50 commun à tous les ressorts 48 ; ce capot 50 est serti sur un épaulement extérieur 52 de la noix d'entratnement 40. Par ailleurs les pistons 14A, 14B présentent extérieurement, sur leur face transversale, des trous 58 établis pour permettre l'implantation d'une clé de rotation. En fonctionnement les billes 47 sont en application contre les portées d'appui 30 et 37-. Lorsque du fluide sous pression est envoyé dans la chambre 16, les deux pistons 14A, 14B s'écartent l'un de l'autre ; le piston 14A vient appliquer le patin lIA contre le disque 10 et, le piston 14E déplaçant en sens opposé la pièce de transfert 13, celle-ci; vient également appliquer le patin lIE contre le disque 10, Le disque 10 ainsi serré par les patins llA, llB se trouve freiné, éventuellement jusqu'à ltarret. Au fur et à mesure de usure éventuelle au cours d'un tel freinage des garnitures de frottement portées par les patins 11A, llB, les pistons 14R, 14B continuent à s'écarter l'un de l'autre, pour compenser le jeu dû à une telle usure. Au cours de l'écartement des pistons l4A, 14B après rattrapage du jeu J, la noix dentrainement 40 entrains les billes 47 en décoincement. Il y a donc un-mouvement de coulissement du piston 14B vis-àvis de la tige centrale de guidage 20 , au cours de ce mouvement les billes se trouvent maintenues élastiquement au contact des portées d'appui 30 et 37 délimitant pour partie leur logement. Lorsque la pression de fluide est relfchée dans la chambre 16, tout mouvement de coulissement rétrograde du piston 14B vis-à-vis de la tige centrale de guidage e0 se trouve empêché par les billes 47, qui sont coincées entre la portée d'appui cylindrique 30 et la portée d'appui tronconique 37. Par suite les pistons 14A, 14B ne peuvent se rapprocher l'un de l'autre que dans les seules limites du jeu de coulissement axial J de la tige centrale de guifage 20 vis-à-vis du piston l4A. Par montage ce jeu J est choisi suffisant pour que, se répartissant sensiblement par moitié au niveau des patins 11A, 11B, il y ait, lorsque la pression de fluide est relâchée dans la chambre 16, un retrait de ces patins suffisant au desserrage du disque 10. Pour ramener les pistons 14A, 14B à leur position initiale, notamment lors d'un changement des patins de freinage, après usure des garnitures de frottement portées par ceux-ci, il suffit de dévisser le piston 14B vis-à-vis du piston 14A. Ce mouvement de dévissage provoque un retrait de la bague d'appui 33 vis-à-vis de la noix d'entranement 40, puisque celleci se trouve calée en rotation sur le piston 14A ; il suffit donc de poursuivre ce mouvement de dévissage jusqu'à ce que le retrait de la bague d'appui 33 permette le décoincement des billes 47 et donc un libre mouvement du piston 14B en direction du piston l4A. Après le retour des pistons 14A, 14B à leur position initiale, on prpcède 'au revissage de la noix d'entratnement 40 dans la bague d'accouplement 32. Dans l'exemple représenté sur les figures 2 à 4, la bague d'appui 33 est axialement entre la bague d'accouplement 32 et les moyens élastiques associés aux billes 47. Conformément à la forme de réalisation illustrée par les figures 5 à 7, c'est au contraire la bague d'accouplement 32 qui est disposée axialement entre la bague d'appui 33 et les moyens élastiques associés aux billes 47. En outre suivant cette variante, ces moyens élastiques sont communs à toutes -les billes 47 ; il s'agit d'un empilage 55 de rondelles Belleville 56 disposées axialement autour de la tige centrale de guidage 20, entre la noix d'entraènement 40 et un capot 60 calé axialement sur le piston 14B, par exemple par soudage. Par ailleurs, suivant cette variante, ia clavette par laquelle la noix d'entratnement 40 est calée en rotation sur la tige centrale de guidage 20 est constituée par une bille 62 engagée pour partie dans un logement 63 ménagé à cet effet dans la noix d'entraSnement 40 en regard de la tige centrale de guidage 20 et pour partie dans la rainure 29 de ladite tige centrale de guidage. Enfin, suivant cette variante, la bague d'accouplement 32 est calée en rotation sur le piston 14B par des billes 65 engagées pour partie dans des rainures 66 ménagées parallèlement à l'axe de la périphérie externe de la bague d'accouplement.32 et. pour partie dans des rainures 67 ménagées parallèlement à l'axe de la pé riphérie interne de ijalésage 31 du piston 14B. Le fonctionnement de cette variante est analogue à celui décrit ci-dessus. Bien entendu la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution et/ou de combinaison de leurs divers éléments. Par ailleurs les moyens d'aècouplement en rotation, prévus entre la noix d'entratnement et l'un des organes cylindriques du bloc de commande hydraulique, pourraient etre d'un type différent des moyens de vissage plus particulièrement décrits , ils pourraient par exemple etre du type à baïonnette ou du type dit à quart-de-tour . De plus les deux organes cylindriques de ce bloc de commande, au lieu d'étire constitués chacun d'un piston, ces deux organes cylindriques étant alors montés coulissants axialement dans un cylindre commun ouvert à ses deux extrémités, pourraient titre constitués, l'un par un cylindre borgne, et l'autre par un piston monté coulissant axialement dans ce cylindre borgne. Par ailleurs l'invention ne se limite pas aux-freins à disque, mais s'étend aussi bien aux freins à tambour ou aux freins à couronne et s'étend d'ailleurs de manière plus générale à tout dispositif nécessitant un bloc de commande hydraulique à rattrapage de jeu automatique. REVENDICATIONS 1. Bloc de commande hydraulique, notamment pour frein, du genre comportant deux organes cylindriques montés mobiles axialement lrun par rapport à l'autre, et des moyens de liaison débrayables à coincement par billes établis entre lesdits organes pour en permettre un libre déplacement relatif dans un sens et s'opposer à un libre déplacement relatif dans l'autre sens, lesdits organes cylindriques définissant entre eux une chambre susceptible d'étire reliée à une alimentation en fluide sous pression, un tel bloc de commande caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison comportent une noix d'entratnement qui est calée en rotation sur un premier desdits organes cylindriques, et qui est liée au deuxième desdits organes cylindriques par des moyens d'accouplement à rotation, une première portée d'appui cylindrique montée mobile axialement sur le premier desdits organes cylindriques entre deux butées prévues à cet effet sur celui-ci, une deuxième portée d'appui tronconique liée au deuxième organe cylindrique, lesdites portées d'appui formant conjointement avec la noix d'entratnement au moins un logement pour au moins une bille, et des moyens élastiques qui sollicitent ladite bille en application contre chacune desdites portées d'appui. 2. Bloc de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la noix d'entraSnement,-qui est liée au deuxième organe cylindrique est une pièce annulaire engagée à coulissement sur une tige centrale de guidage qui est montée mobile axialement sur le premier organe cylindrique entre les deux butées prévues sur celuici, et dont la surface extérieure forme la portée d'appui cylindrique associée. 3. Bloc de commande suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la tige centrale de guidage est calée en rotation sur le premier organe cylindrique, et la noix d'entraSnement est calée en rotation sur ce meme premier organe cylindrique par l'intermédiaire de la tige centrale de guidage. 4. Bloc de commande suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la tige centrale de guidage porte radialement au moins une saillie engagée à coulissement dans une rainure du premier organe cylindrique et présente longitudinalement une rainure dans laquelle est engagée à coulissement une clavette, telle qu'ergot ou bille, faisant saillie radialement de la noix d'entrainement. 5. Bloc.de commande suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la tige centrale de guidage est à une extrémité engagée dans un logement borgne formé à cet effet dans le premier organe cylindrique et porte périphériquement dans ce logement un circlips, le fond dudit logement formant l'une des butées associées, tandis que Autre desdites butées est formée par un épaulement dudit premier organe cylindrique qui est disposé au droit de l'extrémité ouverte dudit logement et avec lequel coopère ledit circlips, un jeu axial de coulissement J étant prévu entre le fond dudit logement et l'extrémité correspondante de la dite tige centrale de guidage lorsque le circlips porté par celleci est en appui contre ledit épaulement. 6. Bloc de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il y a une pluralité de billes régulièrement réparties circulairement et en ce qu 'à chaque bille sont associés des moyens élastiques individuels qui la sollicitent en application contre les portées d'appui associées. 7. Bloc de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il y a une pluralité de billes régulièrement réparties circulairement et en ce que toutes les billes sont soumises à des moyens élastiques communs qui les sollicitent en application contre les portées d'appui associées. 8, Bloc de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens élastiques prennent appui sur un capot solidaire de la noix dlentrainement ou de l'organe cylindrique auquel est liée celle-ci 9. 9.Bloc de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la noix daentraSnement est liée au deuxième organe cylindrique par ltintermédiaire d'une bague d'accouplement engagée dans un alésage de celui-ci et solidarisée en rotation à lui. 10. Bloc de commande suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la bague d'accouplement est simplement emmanchée à force dans l'alésage qui lui sert-de logement Il Bloc de commande suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la bague d'accouplement présente à sa périphérie externe une rainure longitudinale dans laquelle est engagée une bille également engagée dans une rainure formée longitudinalement à la périphérie interne de l'alésage du deuxième organe cylindrique formant un logement pour ladite bague d'accouplement 12.Bloc.de commande suivant l'une quelconque des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que la portée d'appui tronconique est formée sur une bague d'appui engagée dans un alésage du deuxième organe cylindrique, ladite bague d'appui étant, aux tolérances de montage près, calée axialement dans ledit alésage, au moins dans la direction opposée au premier organe cylindrique. 13. Bloc de commande suivant, d'une part ltune quelconque des revendications 9 à 11, et d'autre part la revendication 12, prises conjointement, caractérisé en ce que la bague d'appui est axialement entre la bague d'accouplement et les moyens élastiques associés aux billes. 14. Bloc de commande suivant, d'une part l2une quelconque des revendications 9 à 11, et d'autre part la revendication 12, prises conjointement, caractérisé en ce que la bagne d'accouplement est axialement entre la bague d'appui et les moyens élastiques associés aux billes. 15. Bloc de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les moyens d'accouplement à rotation sont des moyens de vissage. 16. Bloc de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que, l'un au moins des organes cylindriques, et de préférence les deux, comporte extérieurement des moyens, trous par exemple, pour coopération en rotation avec une clé. 17. Bloc de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les deux organes cylindriques sont des pistons montés mobiles dans un cylindre commun ouvert aux deux extrémités. 18. Bloc de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que l'un des organes cylindriques est un cylindre borgne et l'autre un piston monté mobile dans le dit cylindre.