Brevet FR2289374A1 — publié le 19760528

L'invention concerne des freins à disque du type à réaction et plus particulièrement un ensemble de dispositifs de commande destiné à un frein à disque du type à réaction et comprenant un dispositif de commande hydraulique et un dispositif de commande mécanique auxiliaire. L'invention concerne plus particulièrement un ensemble de dispositifs de commande muni d'un dispositif de rattrapage de j eu automatique. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 701 400 décrit un dispositif de commande combiné hydraulique et mécanique muni d'un mécanisme de rattrapage automatique. Les différentes parties du mécanisme de rattrapage agissant 1 l'une sur l'autre sont situées dans la chambre à fluide de freinage du dispositif de commande hydraulique. Cette dispositioncomporte plusieurs inconvénients. La purge est difficile car les parties du mécanisme de rattrapage peuvent facilement emprisonner des bulles d'air. Des particules d'usure et des saletés venant du mécanisme de rattrapage peuvent souiller le fluide de freinage.Lorsque le mécanisme de rattrapage utilise un embrayage à friction, le couple de friction àl'embrayage peut entre réduit à un niveau si bas que le mécanisme de rattrapage ne soit plus snr. Selon l'invention, un ensemble de commande de frein à disque du type à réaction comprend un dispositif de commande hydraulique comportant un premier et un deuxième élément déter minant entre eux une chambre annulaire et qui sont sollicités à s'écarter l'un de l'autre par l'application d'une pression hydraulique à la chambre annulaire et un dispositif de commande mécanique logé dans le deuxième élément et agissant sur le premier élément par l'intermédiaire d'un dispositif de rattrapage de jeu automatique de sorte que le dispositif de commande mécanique et le dispositif de rattrapage de jeu sont logés dans une deuxième chambre isolée de la chambre annulaire. De préférence, le premier élément est creux et le deuxième élément comprend une partie annulaire qui pénètre dans le premier élément et qui est adaptée à celui-ci de façon étanche à I rendroit d'un diamètre intérieur de la chambre annulaire, le dispositif de commande mécanique et le dispositif de rattrapage de jeu étant au moins essentiellement logés à l'intérieur de la partie annulaire. Dans un mode d'exécution préférentiel, le premier élément est un piston et le deuxième élément est un cylindre dans lequel le piston peut coulisser, la partie annulaire du cylindre étant adaptée de façon étanche à un renflement annulaire du piston. Ou encore, le premier et le-de-larème élément peuvent être chacun un piston, ces pistons pouvant coulisser dans un alésage traversant un corps de l'ensemble de commande. Le dispositif de commande mécanique comprend avantageusement une came axiale pouvant tourner autour de l'axe longitudinal de l'ensemble de commande. La partie tournante de la came axiale peut présenter un moyeu qui est monté dans le deuxième composant du dispositif de commande hydraulique et qui le traverse pour arriver à l'extérieur de l'ensemble. En pareil cas, un levier peut avantageusement être fixé au moyeu en saillie. De préférence, la partie rotative de la came axiale est fixée axialement par rapport au deuxième élément et-la partie non rotative de la came axiale peut se déplacer axialement et agit sur le premier élément par l'intermédiaire du dispositif de rattrapage automatique.Avantageusement, le dispositif de commande mécanique est du type à billes et à rampe, c'est-à-dire qu1il comprend des billes disposées entre les parties rotative et non rotative et situées dans des gorges inclinées de celles-ci de manière à ramener le frottement au minimum. Un palier de butée est avantageusement prévu entre la partie mobile et le deuxième élément du dispositif de commande hydraulique pour supporter la force axiale de réaction de 9a partie tournante de came. Le mécanisme de rattrapage comprend avantageusement un vissage entre un organe de rattrapage et le premier élément du dispositif de commande hydraulique et des surfaces de frottement coopérantes entre l'organe de rattrapage et un organe pouvant se déplacer axialement mais non rotatif du dispositif de commande mécanique de sorte que la poussée du dispositif de commande mécanique est transmise par les surfaces de frottement de manière à empêcher la rotation de l'organe de rattrapage sous l'influence de la poussée de freinage transmise par l'intermédiaire du vissage De préférence, les surfaces de frottement sont coniques de manière à former un cône de friction. Dans un mode d'exécution simple du dispositif de rattrapage automatique, le vissage est du genre vissage réversible et un palier de butée est prévu et agit entre le deuxième élément du dispositif de commande hydraulique et l'organe de rattrapage de manière à solliciter ce dernier à se déplacer axi-alement avec le deuxième élément de sorte que, lorsqu'un jeu axial approprié prévu à cet effet a été rattrapé lors d'une course de freinage excessive due à l'usure des garnitures, les surfaces de frottement se séparent et l'organe de rattrapage est amené à tourner pour rattraper le jeu excessif. L'espacement axial est avantageusement prévu à l'endroit du vissage réversible.Pans une -variante, le vissage peut se trouver entre l'organe de rattrapage et l'organe pouvant se déplacer axialement mais non rotatif du dispositif de commande mécanique et les surfaces de frottement peuvent se trouver entre l'organe de rattrapage et le premier élément du dispositif de commande hydraulique. L'invention sera décrite maintenant à titre d'exemple, à l'aide des dessins annexés sur lesqueis La figure 1 est une coupe axiale suivant la ligne I-I de la figure 2 montrant un ensemble de commande de frein à disque du type à réaction construit selon l'invention et, La figure 2) une vue de- face de l'ensemble de commande. Comme le montrent les dessins, -un ensemble de disposi-tif de commande de frein à disque du type à réaction (chape unilatérale) comprend un dispositif de commande hydraulique comportant un piston 10 qui peut coulisser axialement dans un cylindre 11. De piston 10 agit sur l'ensemble de patin de frein actionné directement ( non représenté) tandis que le cylindre Il est aussi mobile- axialement et fait partie d'une chape qui agit à son tour sur un ensemble de patin de frein actionné indirectement, en opposition à l'ensemble actionné directement, le disque (non plus représenté) étant situé entre ces ensembles de patin de sorte que ces derniers agissent sur les faces opposées du disque. Le cylindre Il présente quatre trous 9 par lesquels il peut être boulonné à une tête coulissante montée de manière à'pouvoir coulisser, par des goupilles ou des rivets, sur une plaque de torsion fixe (non représentée). Toutefois, llinven- tion est applicable à une chape à "tête fixe" dans laquelle le cylindre 11 est fixe et le disque de frein peut se déplacer axialement, par exemple sur des cannelures. Le piston 10 est creux et sa base est mie d'un renflement central 12 pénétrant à l'intérieur du piston. Le cylindre Il est muni d'une chemise 13 qui est adaptée au renflement 12 de façon étanche, à l'endroit d'un diamètre intérieur, par un anneau de joint 14. Le piston est adapté de façon étanche au cylindre 11, à l'endroit d'un diamètre extérieur, par un anneau de joint 15. La chemise annulaire 13 est maintenue en place contre un épaulement intérieur du corps du cylindre Il par un couvercle 16 qui est fixé par quatre boulons 17. La chemise annulaire 13 est adaptée de façon étanche au corps du cylindre Il par un anneau de joint 18. Une chambre annulaire 19 est ainsi déterminée entre le piston 10 et le cylindre 11.On effectue la commande hydraulique du frein en amenant du fluide hydraulique de freinage, par une entrée (non représentée), à la chambre annulaire 19. L'ensemble d'actionnement comprend en outre un dispositif de commande mécanique (frein à main) qui comporte un disque rotatif de came 20 et un disque de came 21 non rotatif. La came axiale est du type dit à billes et à rampe et comporte au moins trois billes 22 espacées à angles égaux autour de l'axe de l'ensemble de manoeuvre et logées dans des-gorges inclinéés des disques de came 20 et 21, autrement dit la base des gorges est inclinée hélicoidalement par rapport à l'axe longitudinal de l'ensemble , bien qu'elle puisse entre rectiligne et non située sur une hélice véritable. Ainsi, la rotation du disque a pour effet d'écarter l'un de l'autre les disques 20 et 21.Le disque de came 20 présente un moyeu 23 par lequel le disque est monté dans le couvercle 16 du cylindre Il et qui dépasse hors du couvercle, un levier 24' étant fixé à ce moyeu. L'extrémité libre du levier est reliée, par une timonerie appropriée telle qu'un cible Bowden, au levier habituel de frein à main. Le disque de came non rotatif 21 est guidé axialement par une tige 24 qui est logée de façon à pouvoir coulisser dans le moyeu 23 du disque de came 20. Une clavette 25 empêche la chemise annulaire 13 de tourner relativement au couvercle 16 et donc relativement au cylindre Il et une clavette 26 peut coulisser à la périphérie du disque de came 21 et empêche ainsi ce dernier de tourner par rapport à la chemise annulaire 13.La tige 24 présente une tête hexagonale qui se loge normalement dans un élargissement approprié du disque de came 21 et un ressort de compression 27 est logé dans un élargissement du moyeu 23 et agit entre le disque de came 20 et une bague élastique 28 logée dans une gorge annulaire de 1 'extrémité extérieure de la tige 24. Le ressort 27 åoue ainsi le r81e de ressort de rappel du dispositif de commande mécanique. Le dispositif de commande mécanique est ainsi disposé dans une deuxième chambre 29 délimitée par l'intérieur de la chemise annulaire 13 et agit par l'intermédiaire d'un dispositif de rattrapage automatique sur le piston 10, ce dispositif de rattrapage etant logé egalement dans la chambre 29. le dispositif de rattrapage comprend un organe de rattrapage 30. Un vissage réversible 31 est prévu entre un coussinet 32 emmanché dans le renflement creux 12 du piston 10 et un manchon 33 emmanché sur l'organe de rattrapage 30. Un vissage réversible est un assemblage tel qu'un déplacement axial de l'un des éléments cause une rotation de l'autre élément et vice versa. Le fait qu'un vissage soit réversible ou non dépend des angles du pas et du flanc du filetage et du coefficient de frottement entre les éléments. Le vissage réversible 31 est normalement à plusieurs filets.Des surfaces tronconiques extérieure et intérieure de frottement 34 et 35 sont prévues d'une part sur l'organe de rattrapage 30 et d'autre part sur le disque de came 21 et le disque de came 21 agit sur 1' organe de rattrtapage 30 par 1 'in- termédiaire de ces surfaces, l'organe 30 agissant sur le piston 10 par l'intermédiaire du vissage réversible 31. La force de réaction de la poussée appliquée par le disque de came mobile axialement 21 est transmise du disque de came 20 rotatif au couvercle 16 par l'intermédiaire d'un palier de butée 36 en forme de roulement à aiguilles.L'organe de rattrapage 30 est contraint de se mouvoir avec le cylindre Il pendant le serrage hydraulique du frein, grâce à un organe en cuvette 37 qui est placé par dessus le disque de came 21 et présente un. bord rabattu autour du disque de came. Un palier de butée 3r sous forme de roulement à aiguilles agit entre un rebord intérieur 39 de l'organe en cuvette 37 et une face latérale de l'organe de rattrapage 30. Un petit jeu axial est possible entre l'organe de rattrapage 30 et le disque de came 21 et suffit à permettre aux surfaces de frottement 34 et 35 de se séparer dans les circonstances décrites ci-après. Il existe un åeu-axial préréglé à I 'endroit du vissage 31 de sorte que pendant la manoeuvre hydraulique du frein, ce jeu est complètement rattrapé par la course entre le piston 10 et le cylindre 11, tant qu1il ne s'est pas produit d'usure des patins. S'il se produit une telle usure des patins que le jeu axial à l'endroit du vissage 31 est complètement rattrapé, le mouvement du piston 10 vers la gauche par rapport à organe de rattrapage 30 produit une rotation de l'organe 30 sous l'action du vissage réversible 31 de manière à compenser l'usure, l'organe de rattrapage 30 étant écarté du disque de came 21 de manière à séparer les surfaces de frottement 34 et 35.Quand le frein est desserré, les surfaces de frottement 34 et 35 sont ramenées 1 'une contre 1 'autre mais 1 'organe de rattrapage 30 est maintenant dans la position nouvellement réglée. lorsque le frein est actionné mécaniquement, le disque de- came 20 tourne dans le sens voulu pour pousser le disque de came 21 contre 1 'organe de rattrapage 30,par le contact des surfaces de frottement 34 et 35. La poussée est transmise au piston 10 par l'intermédiaire du vissage 31. Toutefois, l'organe de-rattrapage 30 est empoché par le couple de frottement engendré aux surfaces de frottement 34 et 35 de tourner en sens inverse sous l'influence du vissage réversible 31. On notera que la bague élastique 28 a un diamètre suffisamment petit pour entrer dans ltélargissement qui reçoit le ressort 27. L'organe de rattrapage 30 présente une douille hexagonale 40. Pour régler manuellement le dispositif de rattrapage, on peut pousser la tige 24 vers l'intérieur contre la force du ressort 27 de sorte que la tête de la tige entre dans la douille 40. L'extrémité libre de la tige 24 elle-même présente une douille hexagonale 41 destinée à recevoir un outil approprié au moyen duquel on peut faire tourner la tige 24 pour faire tourner l'organe de rattrapage 30. On voit que le dispositif de rattrapage automatique et le dispositif de commande mécanique sont logés essentiellement dans la chambre 29 formée à l'intérieur de la chemise annulaire 13 et isolée de la chambre annulaire 19 qui contient le fluide hydraulique. La purge du dispositif de commande hydraulique est donc simple et plus sflre que dans les dispositifs dans lesquels au moins le mécanisme de rattrapage est plongé dans le liquide de freinage et risque d'emprisonner des bulles d'air. Il n'existe pratiquement aucun risque de souillure du liquide de freinage par des particules d'usure ou des corps étrangers venant du dispositif de rattrapage automatique et du dispositif de commande mécanique. En disposant le vissage réversible 31 à l'intérieur du renflement 12 et; en disposant les surfaces de frottement 34 et 35 hors du renflement, on peut donner aux surfaces de frottement un diamètre supérieur à celui du vissage, de sorte qutaux surfaces de frottement peut entre engendré un couple qui est grand comparé à tout couple pouvant apparaître au vissage réversible. En outre, les surfaces de frottement ne sont pas lubrifiées par le liquide de freinage, ce qui tendrait à réduire le frottement.Des joints anti-poussière appropriés sont prévus entre la tige 24 et le moyeu 23 et entre le moyeu 23 et le couvercle 16 pour empêcher î'entrée d'impuretés dans la chambre 29. L'invention est applicable à d'autres freins du type à réaction, par exemple à ceux du type à pistons opposés dans lesquels le corps de cylindre est fixe et présente un alésage traversant qui reçoit deux pistons dont l'un agit sur l'ensemble de patin actionné directement et l'autre agit sur une chape ou un étrier coulissant qui agit à son tour sur l'ensemble de patin actionné indirectement. En pareil cas, la chemise 13 et toutes les parties du dispositif d'actionnement mécanique et du mécanisme de rattrapage sont adaptées dans cet autre piston. On a dit que l'espacement axial servant à assurer le jeu nécessaire du frein se situe principalement au vissage réversible 31, le jeu axial possible entre l'organe de rattrapage 30 et le disque de came 21 étant tout juste suffisant pour permettre la séparation des surfaces de frottement 34 et 35, mais le jeu axial peut être prévu entre deux ou plusieurs quelconques des parties qui peuvent tourner relativement. REVENDICATIONS 1. Ensemble de commande pour frein à disque du type à réaction, dans lequel un premier et un deuxième élément d'un dispositif de commande hydraulique sont sollicités à s'écarter l'un de l'autre par l'application d'lune pression hydraulique à une chambre annulaire située entre les premier-et deuxième éléments, un dispositif de commande mécanique logé séparément de la chambre annulaire étant logé dans le deuxième élément et agissant sur le premier élément par l'intermédiaire d'un dispositif de rattrapage automatique de jeu, les éléments du dispositif de commande mécanique et ceux du dispositif de rattrapage de jeu étant logés dans une deuxième chambre isolée de la chambre - annulaire. 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le premier élément est creux et le deuxième élement comprend une partie annulaire qui pénètre dans le premier élément et qui est adaptée à celui-ci de façon étanche à l'endroit d'un diamètre intérieur de la chambre annulaire, le dispositif de commande mécanique et le dispositif de rattrapage de jeu étant au moins essentiellement logés à l'intérieur de la partie annulaire. 3. Ensemble selon 1à revendication 2, dans lequel le premier élément est un piston et le deuxième élément est un cylindre dans lequel le piston peut coulisser, la partie annulaire du cylindre étant adaptée de façon étanche à un renflement annulaire du piston. 4. Ensemble selon la revendication 2, dans lequel les premier et deuxième éléments comportent chacun un piston, les pistons pouvant coulisser dans un alésage traversant d'un corps de l'ensemble de commande. 5. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de commande mécanique comprend une came axiale con- nue en soi pouvant tourner autour de l'axe longitudinal de l'ensemble de commande. 6. Ensemble selon la revendication 5, dans lequel la partie rotative de la came axiale présente un moyeu monté dans le deuxième élément du dispositif d'actionnement hydraulique qu'il traverse pour arriver à l'extérieur de l'ensemble. 7. Ensemble selon les revendications 5 et 6, dans lequel un levier est fixé au moyeu en saillie. 8. Ensemble selon les revendications 5 à 7, dans lequel la partie rotative de la came axiale est fixée axialement par rapport au deuxième élément et la partie non rotative de la came axiale peut se déplacer axialement et agit sur le premier élément par l'intermédiaire du dispositif de rattrapage automatique. 9. Ensemble selon la revendication 8, dans lequel un palier de butée est prévu entre la partie rotative et le deuxième élément du dispositif d'actionnement hydraulique pour supporter la force axiale de réaction de la partie rotative de came. 10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, dans lequel le dispositif de commande mécanique est du type à billes et à rampe, c'est-à-dire qu'ilcomprend des billes disposées entre les parties rotatives et non rotatives et situées dans des gorges inclinées de celles-ci de manière à ramener le frottement au minimum. 11. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le mécanisme de rattrapage comprend un vissage entre un organe de rattrapage et le premier élément du dispositif de commande hydraulique et des surfaces de frottement coopérantes entre l'organe de rattrapage et un organe pouvant se déplacer axialement mais non rotatif du dispositif de commande mécanique, de sorte que la poussée du dispositif de commande mécanique est transmise par les surfaces de frottement de manière à empêcher la rotation de l'organe de rattrapage sous l'influence de la poussée de freinage transmise par l'intermédiaire du vissage. 12. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le vissage se trouve entre l'organe de rattrapage et l'organe pouvant se déplacer axialement mais non rotatif du dispositif de commande mécanique et les surfaces de frottement peuvent se trouver entre l'organe de rattrapage et le premier élément du dispositif de commande hydraulique. 13. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel les surfaces de frottement sont coniques de manière à former un cône de frottement. 14. Ensemble selon une au moins des revendications 11 à 13, dans lequel le vissage est du genre vissage réversible et un palier de butée est prévu et agit entre le deuxième élément du dispositif de commande hydraulique et l'organe de rattrapage de manière à solliciter ce dernier à se déplacer axialement avec le deuxième élément de sorte que, lorsqu'un jeu axial approprié prévu à cet effet a été rattrapé lors d'une course de freinage excessive due à l'usure des garnitures, les surfaces de frottement se séparent et l'organe de rattrapage est amené à tourner pour rattraper le jeu excessif. 15. Ensemble selon la revendication 14, dans lequel l'espacement axial est prévu au vissage réversible.