Brevet FR2356843A1 — publié le 19780127

l'invention concerne un frein à disque, de préférence hydraulique, qui comporte, d'une part, au soins un disque de frein pouvant tourner dans un carter de frein, solidaire en rotation d'un arbre à freiner et capable de conlisser axialement sur cet arbre et, d'autre part, au moins un plateau presseur qui peut Qtre déplacé axialement par un dispositif de commande pour s'appliquer sur le disque de frein et qui, après chaque opération de freinage, est à nouveau écarté da disque de frein par une action élastique, selon un Jeu axial déterminé Dans les freins à disque tournant dans de lthuile, il doit être rétabli, entre le ou les disques de frein et le ou les plateaux presseurs, un Jeu axial suffisant après chaque opération de freinage pour éviter tout couple résiduel indésirable. Il doit donc être prévu un Jeu axial relativement grand dans les freins à disque tournant dans de l'huile à viscosité élevée. Ce Jeu axial relativement grand exige au total d'assez grandes courses d'actionnement et par conséquent une énergie d'actionnement assez élevée. Dans de tels cas, on a constaté qu'un fonctionnement impeccable du frein ne peut plus être obtenu sans apport d'énergie extérieure. On en est arrivé, dans ces circonstances, à équiper les freins à disques d'amplificateurs de force. Ces amplificateurs de force, qui absorbent de l'énergie extérieure et qui exigent un grand encombre- ment pour leur logement, nécessitent une technique de commande compliquée et sont donc fort coateax. l'invention a donc pour bat de proposer an frein hydraulique à disque, dii genre défini ci-dessus qui, même dans des conditions de fonctionnement extrêmement défavorables, paisse fonctionner impeccablement avec un Jeu axial relativement grand, et ceci sans apport d'énergie. Selon l'invention, ce but est atteint grâce à un élément d'nappai solidaire en rotation du plateau presseur et disposé sur celui des côtés de ce plateau qui est dirigé vers le carter de frein, des évidements en forme de rampes étant disposés entre l'élément d'nappai et la face en regard du carter de frein et des corps de roulement coopérant avec ces évidements. Âvec les moyens conformes à l'invention, on obtient un frein à disque à bain d'huile et à servo-action qui se distingue une construction relativement simplet peu coateuse et qui n1 exige qu'un faible encombrement.L'élément d'appui assure deux fonctions; la première étant de transmettre la force de réaction du carter de frein et la seconde étant de faire natte la force de servoaction, en plus de la force d'actionnement du frein. Nblgré un jeu axial relativement grand tel qu'on est obligé de le prévoir pour éviter des couples résiduels, en particulier si on utilise une huile à grande viscosité, un frein à disque conforme à l'invention permet un rapport de transmission global relativement bas et par conséquent des courses de pédale relativement faibles sans ncessi- ter d'apport d'énergie extérieure, en raison de la présence de l'élément d'appui et des corps de roulement entre le plateau presseur et le carter de frein et en raison de la servo-action- ainsi créée. Selon un mode de réalisation avantageux, conforme à l'invention, l'élément d'appui est constitué par des goujons qui sont fixés au plateau presseur et dont les têtes élargies portent respectivement les évidements en forme de rampes. De cette façon, un frein à disque conforme à 11 invention non seulement ne nécessite.que peu d'encombrement, mais encore peut se monter très facilement. Le nombre des gouJons et par conséquent des corps de roulement dépend des dimensions du frein à disque. De préférence, les goujons sont engagés, par leur tige, dans des trous parallèles à l'axe et répartis sur le pourtour du plateau presseur. Selon un mode de réalisation préféré, les goujons traversent, par leur tige, au moins deux plateaux presseurs disposée de part et d'autre d'un disque de frein. De cette manière, les plateaux presseurs sont accouplés ensemble par es goujons Plusieurs ressorts de compression, qui s'appuient chacun par l'une de leurs extrémités dans des évidements du ou de l'un des plateaux presseurs et par leur autre extrémité sur un élément stationnaire, tel qu' une cloison transversale de boite de vitesses, peuvent être répartis sur le pourtour du ou des plateaux presseurs pour exercer l'action élastique. En cas d'utilisation de plusieurs plateaux presseurs, les ressorts de compression peuvent traverser le ou les autres plateaux par des trous appropriés. De préférence, les trous destinés aux go Xons et les trous destinés aux ressorts de compression sont décalés les uns par rapport aux autres. Pour que la transmission des forces se fasse impeccablement, les corps roulants qui coopèrent avec les évidements des goujons sont constitués par des billes qui sont de préférence logées dans des évidements en forme de calottes sphériques, aménagés dans le carter de frein. Un mode de réalisation préféré de l'invention est représenté aux dessins annexés et va être décrit en détail ciaprès. Sur oes dessins - la figure 1 montre, en coupe axiale et partielle, un frein hydraulique à disque conforme à l'invention ; - la figure 2 est une coupe transversale selon la ligne 11-11 de la figure 1. ainsi qu'il resaort de la figure 1, un carter de frein 3 est disposé entre un carter de boite de vitesses 1 et une cloison transversale 2. Un arbre 4 est monté de façon rotative dans le carter de frein 3. Â l'aide d'une denture longitudinale 5 prévue sur l'arbre 4, des disques de frein 6 sont montée sur celui-ci de façon à pouvoir coulisser axialement sans tourner par rapport à cet arbre. Selon le mode de réalisation représenté, il est prévu deux disques de frein 6 dont l'un est proche de la cloison transversale 2 et dont l'autre est placé entre deux plateaux presseurs 7 et 8. Ceux-ci stétendent au-delà des disques de frein 6, en direction radiale. Sur le côté du plateau presseur 8 qui est éloigné des disques de frein 6, peut agir un piston de commande 9 disposé dans une chambre il qui est alimentée en fluide sous pression par une source (non représentée), par l'intermédiaire d'une canalisation (non représentée), en vue d'actionner le piston 9. Sur sa face intérieure, ce dernier est équipé d'un dispositif de rattrapage de jeu 12 qui, même lorsque les disques de frein 6 s'usent, maintient toujours un Jeu axial constant c'est-à-dire une distance globale constante entre les disques de frein 6 et les plateaux presseurs 7 et 8. Âu voisinage de leurs bords extérieurs, les plateaux presseurs 7, 8 présentent des trous 13, 14 (voir aussi la figure 2) dans chacun desquels passe la tige 15 d'un goujon 16 dont la collerette de la tête 17 porte sur la surface extérieure du plateau presseur 8. La tête 17 de ehaque goujon 16 présente un évidement 18 en forme de rampe ou de cône. Dans chaque évidement 18 est logé un corps de roulement 19, constitué par une bille, qui s'appaire par ailleurs dans un évidement 21, en forme de "calotte", qui est aménagé dans le carter de frein 3. Le plateau presseur 7 présente des trous 22 qui sont décalés par rapport aux trous 13 et 14 tandis que le plateau presseur 8 et la cloison transversale 2 présentent respectivement des trous borgnes 23 et 24. Un ressort de compression 25, qui s' appuie par ses extrémités dans les trous borgnes 23 et 24 du deuxième plateau presseur 8 et de la cloison transversale 2, passe dans chacun des trous 22 du plateau presseur 7. Un frein à disque conforme à l'invention fonctionne de la manière suivante, en supposant que il arbre 4 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Les disques de frein 6 étant entratnés en rotation, pour assurer le freinage, on fait arriver du liquide sous preasion dans la chambre 11, ce qui déplace le piston 9 vers la gauche de la figure 1. Ne piston 9 entrstne avec lui, vers la gauche, le plateau presseur 8 ainsi que, par l'intermédiaire du disque de frein intermédiaire 6, l'autre plateau presseur 7 et, par conséquent, l'autre disque de frein 6 qui est ainsi appliqué contre la cloison transversale 2. Comme on le sait, le freinage est provoqué par l'interaction des disques de frein 6 et des plateaux presseurs 7, 8. Dès le début du freinage, les plateaux presseurs 7, 8 ont tendance à être entratnés en rotation du fait de leur léger serrage sur les disques de frein 6. Lors de l'opération de freinage, la force de réaction est transmise au carter de frein 3 par les goujons 16 et les billes 19, c'est-à-dire que la force de freinage est équilibrée. Par suite du déplacement relatif des évidements 18 des têtes 17 des goujons 16 par rapport aux billes 19, il se produit ainsi en même temps une force auto-amplificatrice pour exercer une servo-action sur les goujons 16 (principe du roulement des billes) car ceux-ci sont déplacés par le mouvement relatif et par le mouvement axial ainsi provoqué vers la gauche. Les ressorts de compression 25 se trouvent ainsi comprimés. Le mouvement relatif est si faible que le fonctionnement général du frein à disque n'en est pas perturbé. Après le freinage, c1est-à-dire quand la pression est supprimée dans la chambre 11, le piston 9 et avec lui les disques de frein 6 et plateaux presseurs 7, 8 reviennent à leur position initiale (représentée à la figure 1), sous l'action des ressorts de compression 25. Si l'élément servant à accoupler les plateaux presseurs 7, 8 et les évidements 18 en forme de rampes avec les billes 19 sont décalés mutuellement en direction radiale, c'est-à-dire si les évidements 18 à billes 19 sont décalés relativement loin vers l'intérieur, on est en mesure d'augmenter considérablement la servo-action. Conformément à l'invention, on peut, avec les angles usuels des évidements 18 en forme de rampes, obtenir, avec un frein à disque à bain d'huile, des facteurs d'auto-amplification dont la valeur est comprise entre 1,5 et 2 environ. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté mais que ce dernier peut subir des mo ifications. C'est ainsi que l'élément d'appui ne doit pas être obligatoirement constitué par des goujons traversant les plateaux presseurs par des trous appropriés mais pourrait ere en principe constitué par an anneau plat convenablement fixé, par exemple par vissage, à l'une des faces extérieures du plateau presseur et muni des évidements en forme de rampes pour coopérer avec les billes. Il serait également possible de former les goujons en une seule pièce avec l'un des plateaux presseurs, par exemple sous forme de doigts faisant axialement saillie de part et d'autre de ce plateau; ces doigts porteraient, d'un côté, les évidements coniques pour coopérer avec les billes et, de l'autre coté, une pièce en forme de tige pour 1 engager dans le plateau presseur voisin. De plus, le frein à disque n'est pas nécessairement actionné de façon hydraulique car une commande mécanique peut aussi être envisagée. Enfin, l'invention n'est pas limitée à l'application de deux plateaux presseurs et de aeux disques de frein car son principe peut aussi s'appliquer avec un plus grand nombre de plateaux et de disques. RliFVBDICtUIONS 1. Frein à disque, de préférence hydraulique, qui comporte, d'une part, au moins un disque de frein pouvant tourner dans un carter de frein, solidaire en rotation d'un arbre à freiner et capable de coulisser axialement sur cet arbre et, d'autre part, au moins un plateau presseur qui peut être déplacé axialement par un dispositif de commande pour s'appliquer sur le disque de frein et qui, après chaque opération de freinage, est à nouveau écarté du disque de frein par une action élastique, selon un Jeu axial déterminé, caractérisé en ce qu'il comporte un élément d'appui (16) solidaire en rotation du plateau presseur (8) et disposé sur celui des côtés de ce plateau (8) qui est orienté vers le carter de frein (3) ;; des évidements (18) en forme de rampes étant prévus entre l'élément d'nappai (16) et la face en regard du carter de frein (3) alors que des corps de roulement (19) coopèrent avec ces évidements (18). 2. Frein à disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'appui est constitué par des goujons (16) qui sont fixés an plateau presseur (8) et dont les têtes (17) portent respectivement des évidements (18) en forme de rampes. 5. Frein à disque selon la revendication 2, caractérisé en ce que les goujons (16) sont engagés, par leur tige (15), dans des trous (14) parallèles à l'axe et répartis sur le pourtour du plateau presseur (8). 4. Frein à disque selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les goujons (16) traversent par leur tige (15) au moins deux plateaux presseurs (7, 8) disposés de part et d'autre d'un disque de frein (6). 5. Frein à disque selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que plusieurs ressorts de compression (25), qui s'appuient, chacun par l'une de leurs extrémités, dans des évidements (23) du ou de l'un des plateaux presseurs (8) et par leur autre extrémité sur un élément stationnaire, sont répartis sur le pourtour du ou des plateaux presseurs (7, 8) pour exercer l'action élastique. 6. Frein à disque selon la revendication 5, caractérisé en ce que les ressorts de compression (25) traversent le ou les autres plateaux presseurs (7) par des trous appropriés (22). 7. Frein à disque selon les revendications 3 et 6, prises enseuble caractérisé en ce que les trous (13, 14) destinés aux goujons (16) et les trous (22) destinés aux ressorts de compression (25) sont décalés les uns par rapport aux autres. 8. Frein à disque selon l'une des revendications 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que les corps de roulement (19) qui coopèrent avec les évidements (18) des goujons (16) sont constitués par des billes. 9. Frein à disque selon la revendication 8, caractérisé en ce que les billes (19) sont logées dans des évidements (21) en forme de calottes, aménagés dans le carter de frein (3). 10. Frein à disque selon ltune quelconque des revendica tions 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que l'élément servsnt à accoupler les plateaux presseurs (7, 8) et les évidements (18) en forme de rampes avec les billes (19) sont décalés mutuellement en direction radiale.