Brevet FR2403488A1 — publié le 19790413

L'invention concerne des perfectionnements aux freins à disques d'Ccartement pour véhiules, du type comportant des disques de friction rotatifs destinés à titre amenés en contact avec des surfaces radiales opposées, dans un carter fixe, sous la commande d'un mécanisme écarteur, disposé entre les disques et comportant deux plaques de pression séparables axialement. Les freins à disques d'écartement de ce type sont généralement utilisés sur les tracteurs et véhicules analogues. Dans les freins connus du type considéré, des billes sont disposées dans des évidements co-opérants, d'inclinaison opposée, pratiqués dans les faces adjacentes des plaques de pression, et la commande des freins est amorcée par déplacement des plaques de pression, angulairement,- dans des sens opposés, ces plaques de pression s'écartant alors et venant en contact avec les disques de friction qui sont repoussés sur les surfaces radiales du carter. Les plaques de pression sont alors entratnées avec les disques, jusqu'à ce que l'une d'entre elles soit arrttée par butée d'une patte qu'elle comporte sur une butée d'arrêt que comporte le carter, le mouvement angulaire de l'autre plaque, qui se poursuit, ayant effet d'asservissement. Lorsqu'on souhaite commander les freins hydrauliquement, en freinage de service normal, la pression hydraulique peut entre appliquée à un cylindre assocîé au mécanisme d'entrainement des plaques de pression dans des sens opposés, mais des difficultes se présentent pour concevoir une structure qui n1 interfère pas avec le fonctionnement mécanique normal.Dans une autre structure, l'une des surfaces radiales dans le carter est associée avec au moins un cylindre hydraulique, commodément un seul cylindre annulaire dans lequel se déplace un piston hydraulique, le piston agissant sur le disque adjacent par l'intermédiaire d'une plaque de pression supplémentaire, pour déplacer ce disque axialement et l'amener à se serrer sur une face adjacente du mécanisme écarteur. Conformément à l'invention, dans des freins à disques d'écartement du type considéré, le mécanisme écarteur comporte un ensemble à cylindre et piston hydraulique qui est destiné à écarter les plaques de pression l'une de l'autre lorsque le cylindre est mis sous pression. Donc, le mécanisme écarteur est lui-mtme pourvu de moyens à commande de freins à fonctionnement hydraulique, de sorte que les freins peuvent être commandés hydrauliquement, sans interférer avec le fonctionnement mécanique normal et tout en maintenant intactes les surfaces radiales du carter. L'ensemble à cylindre et piston hydraulique peut être conçu de toute manière convenable. I1 peut comporter, par exemple, un ensemble unique à cylindre et piston annulaires; mais il peut aussi comporter des ensembles à cylindre et piston, individuels, angulairement espacés. Quelle que soit la structure envisagée, le ou chaque cylindre peut titre prévu dans une plaque de pression, avec un seul piston agissant sur l'autre plaque. Dans une autre structure, un carter disposé entre les plaques de pression contient le ou chaque cylindre dans lequel travaillent des pistons opposés agissant entre les plaques de pression. De préférence, les plaques de pression comportent également des billes, qui sont disposées dans des évidements coopérants, d'inclinaison opposée, prévus dans leurs faces adjacentes, selon une méthode connue pour écarter les plaques axialement l'une de l'autre et freiner lorsque ces plaques sont initialement déplacées angulairement dans des sens opposés. De plus, un effet d'autoexcitation est créé lorsque les plaques tendent à titre entraînées avec les disques, après avoir été écartées axialement l'une de l'autre, sous l'action de l'ensemble à cylindre et piston hydraulique. Lorsque le cylindre est de configuration annulaire, le piston peut être intégré à l'autre plaque de pression, et les évidements coopérants dans lesquels les billes sont reçues peuvent entre pratiqués dans les parois d'extrémité opposées du cylindre et du piston, ce qui conduit à un ensemble plus compact. Les explications et figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'invention peut etre réalisée. - La figure 1 est une vue d'un frein à disques d'écartement selon l'axe d'un arbre, l'un des disques et une partie du carter ayant été supprimés pour plus de clarté - la figure 2 est une coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue, analogue à celle de la figure 1, d'un autre frein - la figure 4 est une coupe selon la ligne 4-4 de la figure 3 - la figure 5 est une vue, analogue à celle de la figure 2, d'un autre frein. Le frein représenté figures 1 et 2 est destiné au freinage d'un arbre de transmission de mouvement d'une roue de véhicule. Le frein comporte un carter 1 que traverse un arbre 2, le carter comportant, aux extrémités opposées, des surfaces de freinage radiales axialement espacées 3, 4, entre lesquelles sont disposés des disques de friction rotatifs 5. Les disques 5 sont calés sur l'arbre 2 de manière à coulisser. Un mécanisme écarteur est disposé entre les disques 5. Ce mécanisme comporte deux plaques de pression, déplaçables angulairement 6 et 7, lesquelles sont en forme d'anneaux, sont disposées entre les disques et sont associées à des billes 8 placées dans des évidements coopérants 9 pratiqués dans les faces adjacentes de ces plaques de manière à titre inclinés dans des directions opposées. Les plaques sont centrées grâce à des témoins 10 angulairement espacés dans le carter 1. Deux bielles de frein Il sont raccordées entre des pattes saillantes radiales 122 13 formées sur les plaques 6 7, et une extrémité d'une tige de poussée 14 est raccordée à la jonction des bielles 11. L'autre extrémité de la tige de poussée 14 est montée dans un ensemble de manoeuvre pour commander le freinage. Le mouvement de la tige de poussée 14, dans une direction radiale à l'application du freinage, est placé sous la dépendance de l'ensemble de manoeuvre et amorce le mouvement angulaire des plaques de pression 6, 7 dans des directions opposées. Les billes 8 ont alors tendance à sortir des évidements 9 et repoussent les plaques, les amenant en contact avec les disques de friction 5, qui sont alors repoussés pour venir en contact avec les surfaces radiales 3, 4 du carter. Les plaques de pression 6, 7 sont entratnées en rotation avec les disques 5 jusqu'à ce que l'une de ces plaques, par exemple la plaque 6, soit arrêtée par butée d'une patte 15 qu'elle porte sur un ergot 16 qui agit comme butée d'arret, la plaque portant aussi l'un des témoins 10. Le mouvement angulaire de l'autre plaque de pression 7, dite plaque excitatrice, qui se poursuit, crée un effet d'asservissement qui accrott la force de freinage. Conformément à l'invention, le frein peut également être commandé hydrauliquement, et, comme illustré, le mécanisme écarteur comporte un ensemble à cylindre et piston hydraulique 17. L'ensemble 17 comporte un piston annulaire 18 qui travaille dans un cylindre annulaire 19 pratiqué dans la plaque de pression 6, ce piston étant calé sur la plaque de pression pour interdire son mouvement relatif dans la direction circonférentielle, à ltaide de chevilles angulairement espacées dont l'une est représentée en 20. L'extrémité libre du piston 18 agit sur la plaque 7, par l'intermédiaire d'un palier de roulement annulaire à bas coefficient de frottement 21, pour faciliter le mouvement angulaire relatif entre les plaques lorsque le frein est manoeuvré par la tige de poussée 14. Le piston 18 porte un joint annulaire 22 pour former un contact étanche avec la paroi la plus éloignée radialement du cylindre 19, ainsi qu'un joint annulaire 23 pour former un contact étanche avec la paroi la moins éloignée radialement de ce cylindre. Du fluide hydraulique sous pression, pouvant provenir d'un mattre cylindre, est admis dans le cylindre 19 par un orifice radial 24 de la plaque 6, par l'intermédiaire d'un raccord 25 qui fait saillie extérieurement par une ouverture radiale 26 du carter 1, cette ouverture étant fermée par une membrane d'étanchéité souple 27. Une conduite 28, par exemple en caoutchouc, relie le martre cylindre au raccord, cette conduite étant souple pour permettre le mouvement angulaire de la plaque de pression 6. Lorsque le frein est commandé hydrauliquement, les plaques 6 et 7 s'écartent ltùne de l'autre, venant en contact avec les disques. Puis, elles sont entratnées avec les disques, jusqu'à ce que l'une d'entre elles, par exemple la plaque 6, soit arr & ée par la butée d'arrtt 16, comme décrit ci-dessus. Le mouvement angulaire de l'autre plaque de pression 7, qui se poursuit, crée un effet d'asservissement qui accroît la force de freinage, de la mtme manière que si le frein avait été commandé par la tige de poussée 14. Normalement, le frein sera commandé hydrauliquement pour un freinage en service normal, et par la tige de poussée à l'arret. Dans une variante, l'ensemble unique à piston et cylindre annulaires peut être remplacé par trois pistons travaillant dans des cylindres angulairement espacés pratiqués dans la plaque de pression 6. Dans une telle structure, le fluide hydraulique sera fourni aux trois cylindres simultanément par des orifices d'entrée distincts. Dans le frein illustré figures 3 et 4 des dessins, le piston 18 se compose d'un seul organe de configuration annulaire intégré à la plaque 7. Les billes 8 sont enfermées dans des évidements coopérants 30 et 31 formés respectivement dans l'extrémi- té intérieure du cylindre 19 et dans l'extrémité intérieure du piston 18, De plus, le fluide hydraulique est admis dans le cylindre 19 par une canalisation 32 qui peut être d'un type métallique connu et présente une souplesse propre suffisante pour permettre le mouvement angulaire de la plaque 6. Cette structure est plus compacte que celle illustrée figures 1 et 2, mais elle peut seulement convenir à un frein comportant un piston annulaire. La structure et le fonctionnement du frein des figures 3 et 4 sont, par ailleurs, les mêmes que ceux du frein des figures 1 et 2, et les mimes références numériques ont été données aux élé ments correspondants.' opposés Dans la variante illustrée figure 5, des pistons annulaires/ 33 et 34 agissent entre les plaques 6 et 7, par l'intermédiaire d'anneaux de pression 35 et 36 dont la rotation est interdite par l'ergot d'arrêt 16. Les pistons annulaires 33 et 34 travaillent dans un cylindre annulaire 37, qui comporte des anneaux concentriques intérieur et extérieur distincts 38 et 39, l'anneau 39 étant également bloqué en rotation par l'ergot 16. Lorsque le frein est commandé hydrauliquement, le fluide hydraulique est admis dans le cylindre 37 au travers de l'anneau extérieur fixe 39. Cette solution facilite la construction pus- qu'elle ne nécessite pas de connexion souple. De plus, le fait de concevoir un cylindre composite, formé de deux anneaux distincts 38 et 39, résout les problèmes de concentricité qui peuvent se poser lorsqu'on usine une rainure borgne dans une paroi, et permet de réduire l'écartement entre parois au-delà de ce qui pourrait etre obtenu par usinage de la rainure. Ceci présente l'avantage de réduire l'épaisseur radiale du piston annulaire, ce qui permet l'utilisation d'une pression plus élevée et en conséquence l'obtention d'une plus grande force de freinage. La fabrication est également facilitée puisqu'il n'est plus nécessaire d'usiner intérieurement les rainures pour adapter les anneaux d'étanchéité. Comme représenté, des anneaux d'étanchéité 40 sont placés dans des rainures pratiquées dans la face extérieure de l'anneau intérieur 38, et des anneaux d'étanchéité 41 sont placés dans des rainures pratiquées dans les faces extérieures des pistons 33 et 34. Dans une variante, les anneaux 35 et 36 peuvent etre remplacés par un organe plein pourvu d'alésages axiaux angulairement espacés dans chacun desquels travaillent deux pistons distincts opposés. La structure et le fonctionnement du frein illustré figure 5 sont, par ailleurs, les mimes que ceux du frein illustré figures 1 et 2, et les mêmes références numériques ont été données aux éléments correspondants. REVENDICATIONS 1.- Frein à disques d'écartement pour véhicules, comportant des disques de friction rotatifs destinés à venir en contact avec des surfaces radiales opposées dans un carter fixe, sous la commande d'un mécanisme écarteur situé entre les disques et comportant deux plaques de pression distinctes et séparables axialement, caractérisé en ce que le mécanisme écarteur comporte un ensemble à cylindre et piston, hydraulique, monté de façon à déplacer les plaques de pression en les écartant l'une de l'autre lorsque le cylindre est mis sous pression. 2.- Frein à disques selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble- à cylindre et piston hydraulique se compose d'un seul ensemble à cylindre et piston annulaires. 3.- Frein à disques selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble à cylindre et piston hydraulique se compose e plusieurs ensembles à cylindre et piston, individuels et angulairement espacés. 4.- Freins à disques selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cylindre est formé dans une plaque de pression, le piston, qui travaille dans ce cylindre, agissant sur l'autre plaque de pression. 5.- Frein à disques selon la revendication 2, caractérisé en ce que le piston est bloqué en rotation dans le cylindre. 6.- Frein à disques selon la revendication 4 ou 5 caractérisé en ce que le piston est intégré avec l'autre plaque de pression, des billes étant reçues dans des évidements coopérants pratiqués dans les parois d'extrémité se faisant face du cylindre et du piston. 7.- Frein à disques selon l'une des revendications ià 3, caractérisé en ce que le cylindre est incorporé dans un carter disposé entre les plaques de pression, des pistons opposés travaillant dans ce cylindre et agissant entre les plaques de pression. 8.- Frein à disques selon la revendication 7, caractérisé en ce que le carter se compose de deux anneaux concentriques, l'un intérieur, l'autre extérieur, les pistons opposés étant de configuration annulaire et travaillant dans un alésage annulaire commun défini entre la surface extérieure de l'anneau intérieur et la surface intérieure de l'anneau extérieur. 9.- Frein à disques selon la revendication 8, caractérisé en ce que des anneaux d'etanchéité sont placés dans des rainures annulaires pratiquées dans la surface extérieure de l'anneau intérieur, ainsi que dans des rainures annulaires pratiquées dans la surface extérieure de chacun des pistons opposés.