Brevet FR2412010A1 — publié le 19790713

la présente invention concerne de façon générale les freins de véhicules et plus particulièrement un dispositif de freinage associant un train épicycloidal intercalé dans la transmission, et qui entraîne un élément rotatif a partir d'un arbre moteur par l'intermédiaire de ce train, cet arbre moteur entraînant la roue planétaire du train alors que la couronne de celui-ci constitue l'élément fixe du train et est liée a une partie fixe du véhicule. Il est déjà connu dans cette technique de transmettre l'énergie aux roues d'un véhicule, par exemple du pont arrière, par l'intermédiaire d'un train épicycloidal directement associé au moyeu de roue. Normalement, ce train épicycloidal comprend une roue ou pignon planétaire entraîne. par l'arbre de sortie du pont arrière, le porte-satellites est rotatif et relié au moyeu de roue tandis que la couronne est fixe et liée à une partie fixe du véhicule, par exemple une trompette du pont arrière, sur laquelle tourne le moyeu de la roue. Dans une solution classique, le frein exerce son action entre la couronne fixe (qui est solidaire de la partie fixe du Véhicule) et le portesatellite rotatif (qui est solidaire du moyeu de la roue). Etant donné que le moyeu de la roue est normalement placé axiaiement-en position intérieure par rapport au train épicycloidal et contre ce dernier, et que ce train est de réalisation très compacte, il est habituel dans la technique, en vue de limiter l'encombrement, de placer le frein axialement en position intérieure au moyeu de la roue, I'élément fixe du frein étant lié au châssis ou a la caisse du véhicule, par exemple a la trompette, tandis que l'élément rotatif du frein, par exemple le disque d'un frein a disque, est solidaire du moyeu de la roue. Le frein étant monté dans ce cas entre le moyeu de la roue et la partie fixe du- véhicule (en d'autres termes entre la couronne fixe du train épicycloidal et le porte-satellites qui tourne avec le moyeS, ce frein agit avec un rapport de démultiplication égal à celui existant entre le porte-satellites et la couronne > qui est considérablement inférieur au rapport de démultiplication global du train épicycloidal. L'invention a donc pour objet un train épicycloidal du type décrit ci-dessus (c'est-à-dire conservant le principe de construction suivant lequel la couronne est fixe et le porte-satellites est lié au moyeu et entraîné par la roue planétaire elle-mame liée à l'arbre) de sorte que l'on peut placer un dispositif de freinage qui agit avec un plus grand rapport de démultipli- cation entre un organeau train épicycloidal et le moyeu de la roue ou, plus généralement > l'élément de sortie entraîné par ce train. Naturellement, il est également concevable d'interposer le frein entre le porte-satellites et la roue planétaire. Toutefois, dans ce cas, l'avantage de faire travailler le frein avec un plus grand rapport de démultiplication (qui n'est cependant que le rapport du train moins un) n'est obtenu qu'au prix de l'inconvénient que deux éléments du frein et par conséquent également les organes de réaction du frein c'est-à-dire les organes qui absorbent les forces de réaction tournent pendant le fonctionnement. Si le frein est actionné hydrauliquement, les pistons agissant par la pression hydraulique, et une partie du circuit hydraulique tourneront également, ce qui représente un très grave inconvénient. L'invention élimine cet inconvénient en disposant le frein de manière à exercer son action entre la roue planétaire et la partie fixe du train épicycloPdal. Suivant une caractéristique essentielle du dispositif, l'un des deux éléments de freinage en rotation relative est lié à la roue ou pignon planétaire pour tourner à la même vitesse et le deuxième élément est fixe en ce sens qu'il est lié à la couronne fixe et, plus précisément, le frein est logé dans un espace dont la limite radiale intérieure est définie par la roue planétaire ou l'arbre et la limite radiale extérieure par la couronne > un prolongement de cette couronne ou une partie d'une coquille ou équivalent qui relie la couronne à la partie fixe du véhicule tandis que les limites axiales de cet espace sont définies d'un côté par le porte-satellites et, de l'autre, par ladite coquille ou équivalent de la couronne. Suivant une autre caractéristique du dispositif, l'élément rotatif du frein comprend comme support un manchon qui est en prise avec un prolongement axial intérieur de la roue planétaire ou en prise avec l'arbre dans un espace compris entre la partie fixe du véhicule sur laquelle tourne le moyeu de la roue et le porte-satellites. Suivant une autre caractéristique, la coquille ou équivalent de la couronne supportant l'élément non rotatif du frein porte un dispositif de serrage du frein, par exemple un ensemble piston-cylindre. D'autres objets ét avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple préféré de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels la figure I est une coupe axiale de la moitié supérieure d'un train épicycloidal de type classique qui forme l'étage final de démultiplication d'une transmission qui entraîne une roue de véhicule, avec la moitié supérieure d'un frein sur moyeu ; et la figure 2 est une coupe axiale de la moitié inférieure du train épicycloidal et d'un frein sur moyeu réalisé conformément à l'invention. Dans la construction classique représentée sur la figure 1, qui constitue la moitié supérieure des dessins, la référence 1 désigne un arbre de sortie entrainé par le différentiel (non représenté) du véhicule. Cet arbre de sortie entraîne, par l'intermédiaire d'un train épicycloYdal désigné dans son ensemble par la référence 2, la roue 3 d'un véhicule, dont le moyeu 4 tourne sur la trompette 7 de pont arrière qui est solidaire du véhicule. Arbre de sortie 1 porte à son extrémité extérieure la roue ou pignon planétaire 8 du train épicyclotdal qui est én prise avec des pignons satellites 9 eux-mAmes tournant sur un porte-satellites 10, lequel est relié au moyeu 4 de la roue pour tourner conjointement avec ce dernier par une pièce de liaison 11. Les pignons satellites tournent sur leurs axes 13 au moyen de roulements 12 conformément à la technique classique.La couronne 14 du train épicycloYdal, qui entoure les éléments de ce train et engrène par sa denture intérieure avec les satellites 9, est reliée à la trompette non rotative 7 par une coquille de couronne 15 comprenant un rebord 16 en forme de bride qui est bloqué en rotation sur la trompette 7 par des cannelures 17 et axialement par un élément 17' et qui forme le support de l'un des roulements 5, du moyeu de roue. Un frein sur moyeu est disposé axialement à l'intérieur du moyeu. Ce frein est désigné dans son ensemble par ha référence 18 et, dans la forme de réalisation représentée, il est constitué en forme de frein à disque 19, qui est fixé à une butée 20 s'étendant du moyeu 4 et l'élément fixe 21 du frein est fixe à la trompette 7, laquelle est solidaire d'un élément 22 du châssis du véhicule. Il en résulte que, dans ce mécanisme, le frein 18 exerce son action entre l'élément fixe 22 qui fait partie du châssis et le moyeu 4 de la roue et que, en ce qui concerne le train épicycloYdal, ce frein exerce son action entre la couronne fixe 14 et le porte-satellites rotatif 10. Le frein 18 est logé dans un espace qu'il est normalement facile de ménager entre le cté intérieur du moyeu et le châssis 22 du véhicule. Naturellement, il est possible de disposer le frein directement entre la coquille 15 de la couronne et le côté adjacent du moyeu 4 de la roue ou encore dans un espace compris radialement entre les éléments 11 et 14. Ces dispositions nécessitent respectivement un accroissement de l'écartement axial des éléments 4 et 15 ou un accroissement de l'écartement radial des éléments 11 et 14 mais elles n'rapport tent aucun gain de freinage puisque le frein agit toujours avec un rapport de démultiplication égal au rapport existant entre le porte-satellites 10 et la coquille 15 de la couronne > c'est-g-dire avec un rapport de 1:1. I1 est également possible d'interposer le frein entre le groupe arbre 1 roue planétaire 8 et le porte-satellites 10, qu'on peut réaliser en augmentant la distance entre le porte-satellites 10 et la coquille 15 de la couronne et en montant le disque 19 du frein sur l'arbre 1 et l'élément de réaction 21 sur le porte-satellites 10. Toutefois, l'avantage qu'on obtiendrait ainsi ne serait gagné qu'au prix de l'inconvénient de la rotation de l'élément de réaction 21 du frein, aussi bien que du disque 19, pendant le fonctionnement, l'un avec le porte-satellites 10 et l'autre avec le groupe arbre l-roue plané taire 8.De ce fait, dans le cas d'un frein hydraulique, le ou les cylindres de frein et le piston respectif doivent alors tourner et il est nécessaire de prévoir un raccord tournant pour le circuit hydraulique, ce qui pose des difficultés non seulement d'accroissement du risque de fuites d'huile du circuit, mais également d'une réalisation très sensible aux perturbations et très coûteuse. Le frein suivant l'invention élimine les inconvénients décrits plus haut et permet de tirer parti de tout le rapport de démultiplication du train épicycloidal pour l'accroissement de l'effort de freinage. En effet, et comme représenté sur la figure 2, qui constitue la moitié inférieure du dispositif, le frein 18a, qui est contenu dans une partie de la longueur axiale du moyeu 4a égale à celle du moyeu 4, est logé dans un espace obtenu par accroissement de la distance axiale entre le moyeu 4a de la roue et le porte-satellites lOa et par allongement de la couronne 14a solidaire de la coquille 15a, allongement qui est représenté par la présence du prolongement 14a' de cette couronne.Cet espace > qui est compris axialement entre le porte-satellites et la coquille de la couronne > a une limite radiale intérieure définie par l'arbre la ou par un prolongement de la roue planétaire 8a, et une limite radiale extérieure définie par la couronne 14a et le prolongement 14a' tandis que ses limites axiales sont constituées, à L'extérieur, parle porte-satellites et, à l'intérieur, par la coquille 15a de la couronne. Le frein est constitué par un frein multidisque dans la forme de réalisation représentée mais pourrait naturellement être également constitué par un frein à tambour ou monodisque. La partie tournante du frein est constituée par une couronne 23 montée sur l'arbre la dont le moyeu est en prise avec les dents prolongées de la roue planétaire ou avec des cannelure 24 de l'arbre la. En 25, la couronne 23 supporte un jeu de disques circulaires de frein 27 entre lesquels sont intercalés des disques non rotatifs 28 de frein qui sont eux-mêmes montés d'une façon classique entre deux plateaux circulaires 29 > 30 placées de part et d'autre des jeux de disques. L'un de ces plateaux le plateau 29, peut être fixe tandis que l'autre, le plateau 30, peut être mobile, les deux plateaux pouvant être portés par la couronne d'engrenage ou par sa coquille, notamment la partie 14a' de la couronnevetetêtre solidaires de cette coquille en rotation. Le plateau mobile 30 de serrage est déplacé pour le freinage par un piston annu laire ou des pistons 31 en couronne > coulissant respectivement dans le ou les cylindres 32 de la coquille 15a de la couronne. Le ou les cylindres 32 sont reliés à une conduite de fluide de freinage 33 par un conduit 34 ménagé dans la coquille de la couronne. La trompette 7a peut être de construction identique à la trompette 7 de la moitié supérieure des figures mais est représentée sous une forme légèrement modifiée. Le conduit de freinage 33 peut être constitué par un canal axial ménagé dans la trompette pour être raccordé à une canalisation de freinage. Toutefois, il convient de remarquer que L'on peut se dispenser de la couronne 23. En effet, les disques intérieurs peuvent en principe être directement en prise avec les dents de la roue planétaire ou avec des cannelures formées sur cette roue. Sur la figure 2, représentant la moitié inférieure du dispositif, le moyeu 4a, les roulements 5a, 6a du moyeu et le roulement 12a de pignon satellite ne sont représentés que schématiquement' parce que ces organes sont 'supposés être de construction identique à celle des organes correspondants de la figure 1. L'examen de la forme de réalisation décrite ci-dessus montre que le moyeu 4a, ses roulements 5a, 6a et la coquille 15a de la couronne dentée ont été repoussés vers l'intérieur comparativement aux positions des organes correspondants 4, 5, 6 > et 15 de la figure 1, tandis que le porte-satellites îOa se trouve dans la même position que le porte-satellites 10, ce qui ménage un espace suffisant pour loger le frein. Par ailleurs, la couronne dentée 14a est prolongée vers l'intérieur par rapport à la couronne 14 de la figure 1 et constitue un ancrage pour les disques extérieurs fixes 28 du frein.De cette façon, ces disques extérieurs sont en positions fixes dans les directions tangentielles et radiale par rapport à la partie fixe du train épicycloidal (composée de la couronne 14a, de la coquille de coùronne 15a, de la trompette 7a et du châssis 22), Par ailleurs, la roue planétaire 8a est prolongée vers l'intérieur comparativement -à la roue planétaire 8 et constitue (éventuellement par l'intermédiaire de la couronne 23) un ancrage pour les disques intérieurs 27 qui tournent à la vitesse du groupe arbre la-roue planetaire 8a, cette vitesse étant supérieure du rapport du train épicycloidal à la vitesse du moyeu. Si le rapport est de 6,42 dans les cas représentés sur les deux figures, I-'élément rotatif 23; 27 du frein 18a tournera à une vitesse égale à 6,42 fois celle du moyeu. En d'autres termes, l'avantage inhérent du frein 18a suivant l'invention consiste en ce que l'élément rotatif 23, 27 du frein tourne à une vitesse égale à la vitesse du disque 19 du frein 18 multipliée par le rapport de démultiplication total du train planétaire, bien que la construction soit tout aussi simple (il convient de remarquer que le frein 18a peut également être du type à un seul disque) puisque les organes de réaction du frein, constitués par les plateaux 29, 30 sont reliés solidairement en rotation au groupe couronne dentée 14a-coquille 15 (mais en restant libre en translation axiale pour le serrage du frein) et, par l'intermédiaire de la coquille 15a, à la partie fixe 7a.Dans l'exemple décrit, le frein agit donc au rapport de démultiplication total du train épicycloidal > de 6,44 au lieu de travailler au rapport 1:1. I1 en résulte qu'à égalité de diametre moyen (il convient de remarquer que le diamètre moyen est généralement égal au diamètre moyen des freins multidisques montés suivant la technique classique), la force de freinage à développer est divisée par 6,42, ce qui se traduit, par exemple, par la possibilité d'utiliser l'air au lieu de l'huile comme fluide de serrage des freins, par la possibilité d'utiliser des freins à serrage par ressorts et par une réduction de l'usure. Un autre avantage apporté par l'inve~.tion consiste dans la facilité d'entretien.Pour l'entretien du frein classique 18, tous les organes, sauf éventuellement le roulement 6a du moyeu, doivent généralement être démontés tandis que, pour l'entretien du frein 18a suivant l'invention, les seuls organes à démonter sont un couvercle 35, la roue planétaire 8a et le portesatellites lOa, ce qui constitue une simplification considérable. Ainsi que déjà mentionné, le frein 18a pourrait aussi bien être du type monodisque mais il est également possible d'utiliser d'autres types de freins (un frein à tambour). Naturellement, le dispositif de freinage suivant l'invention peut également être utilisé pour freiner n'importe quelle partie du véhicule autre qu'un moyeu du véhicule, par exemple, un arbre entraîné depuis la roue planétaire par l'intermédiaire du porte-satellites, nota ent un arbre d'engin de levage ou autre équipement. L'invention n'est donc pas limitée au domaine d'utilisation décrit ni à la forme de réalisation représentée. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage comprenant un frein combiné à un train épicycloYdal intercalé dans une transmission qui entraîne un élément rotatif à partir d'un arbre moteur et par l'intermédiaire de ces pignons satellites, cet arbre moteur entraînant la roue ou pignon planétaire du train épicyclotdal tandis que la couronne du train épicycloidal constitue l'élément fixe du train et est liée à une partie fixe du véhicule, ce dispositif de freinage étant caractérisé en ce que l'un des éléments du freins enrotation relative, est lié à la roue planétaire pour tourner à la vitesse de cette roue tandis que l'autre élément est fixe, étant lié à la couronne fixe du train épicycloRdal,etet en ce que, plus précisément, le frein est logé dans un espace dont la limite radiale intérieure est définie par la roue planétaire ou l'arbre moteur et la limite radiale extérieure par la couronne > un prolongement de la couronne ou une partie d-'une coquille, ou équivalent, quirelie la couronne à la partie fixe du véhicule tandis que les limites axiales de cet espace sont définies, d'un côté, par le porte-satellites et, de l'autre côté,par la coquille, ou équivalent de la couronne. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la roue planétaire est montée sur l'extrémité extérieure d'un arbre d'entrainement de roue et entraîne, par l'intermédiaire du porte-satellites, le moyeu de la roue, lequel est lié à ce porte-satellites et tourne sur une partie fixée au véhicule, partie à laquelle la couronne dentée du train épicycloidal est liée en rotation par l'intermédiaire de la coquille ou équivalent de la couronne > ce mécanisme étant caractérisé en ce que l'élément rotatif du frein comprend, comme support, une couronne en prise avec un prolongement axial intérieur de la roue planétaire ou avec l'arbre dans un espace compris entre la partie fixe du véhicule sur laquelle le moyeu de la roue tourne et le porte-satellites du train épicycloidal. 3. Dispositif de freinage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la coquille ou équivalent de la couronne du train épicyclotidal, supportant l'élément non rotatif du frein,supporte également le dispositif de serrage du frein, par exemple, un groupe piston-cylindre à fluide.