Brevet FR2470296A1 — publié le 19810529

247/0296 L'invention concerne un dispositif d'actionnement mécanique pour frein à disque à garnitures partielles, avec un étrier chevauchant intérieurement ou extérieurement le disque de frein, étrier dont au moins une aile présente une broche d'actionnement orientée axialement et un écrou d'actionnement coopérant avec cette broche, la mâchoire de frein associée à cet écrou et à cette broche étant sollicitée par ces derniers lors d'une rotation relative,de l'un d'entre eux par rapport à l'autre,commandée au moyen d'un organe d'actionnement soumis à une pré- contrainte tendant à le ramener à sa position initiale, ce dispositif comportant en outre des moyens de réglage automatique du jeu théorique entre mâchoire et disque après un freinage. L'invention concerne en particulier une exécution spéciale d'un frein à étrier flottant, à savoir d'un frein à étrier en forme de poing, dans lequel une pièce unique embrasse le disque à la façon d'un poing. Dans les freins à disque à étrier flottant à garnitures partielles connus (demandes de brevets allemands publiées DE-AS 15 75 996, DE-AS 12 57 603), il y a toujours des broches spéciales pour le rattra- page, ou des filets hélicoïdaux spéciaux de rattrapage, afin d'effectuer le rattrapage automatique en cas d'usure des garnitures de frein. Par contre, la présente invention a pour objet de réaliser un dispositif d'actionnement mécanique pour frein à disque à garnitures partielles du type mentionné au début, et en particulier pour frein à étrier en forme de poing, ce dispositif devant être tel qu'il n'y aura plus besoin d'une broche de rattrapage spéciale avec écrou de rattra- page et filet de rattrapage spécial. De plus, ce frein doit avoir un faible encombrement, un petit nombre de composants, un rendement élevé et une structure simple. En outre, la structure d'étrier d'un frein hydraulique à étrier en forme de poing doit être conservée pour ce qui est du support de freindes mâchoires et du guidage. Pour atteindre ces buts, l'invention prévoit que c'est la broche d'actionnement, bloquée en rotation, qui sollicite la mâchoire associée, que l'écrou d'actionnement est guidé en rotation dans l'aile de l'étrier et est immobilisé axialement, et que les moyens de rattra- page sont agencés entre l'organe d'actionnement et l'écrou d'action- nement de façon qu'après un freinage avec dépassement du jeu théorique cet écrou d'actionnement soit tourné dans le sens du rattrapage, cela d'une petite quantité, et qu'il se produise alors, entre l'organe d'actionnement et l'écrou d'actionnement, une rotation relative qui ramène l'organe d'actionnement à sa position initiale. L'idée que l'invention met en oeuvre consiste à utiliser en même temps, pour l'accomplissement du rattrapage, la rotation relative qui, lors d'une opération normale de serrage du frein, se produit entre la broche d'actionnement et l'écrou d'actionnement; en cas de dépas- sement du jeu théorique, l'écrou de rattrapage subit, après le freinage, un petit déplacement angulaire, dans le sens du rattrapage, dont l'ampleur correspond à l'excès de jeu. Cela n'empêche pas que l'organe d'action- nement soit néanmoins toujours ramené à sa position initiale, de sorte qu'à l'occasion d'un nouvel actionnement, il pourra serrer le frein d'une façon identique. Une forme de construction avantageuse se caractérise par le fait qu'un accouplement d'entraînement en rotation, ayant un jeu correspondant au jeu théorique, est prévu entre l'écrou d'actionnement et l'aile, et, à partir d'une première butée, cet accouplement accom- pagne, dans le sens du serrage, la rotation de l'écrou d'actionnement, cela à l'intérieur du jeu prédéterminé, mais au-delà de ce jeu, est néanmoins maintenu par une deuxième butée, par le fait que l'écrou d'actionnement tourne alors par rapport à cet accouplement jusqu'à ce que les mâchoires soient au contact du disque, par le fait que, dans le sens du desserrage, cet accouplement accompagne, à partir de la deuxième butée, la rotation de l'écrou d'actionnement, cela aussi dans la plage dudit jeu théorique, puis est retenu par la première butée et interdit alors toute rotation supplémentaire de l'écrou dTactionnement, et par le fait qu'une roue libre montée entre l'organe d'actionnement et l'écrou d'actionnement se bloque dans le sens du serrage et autorise, dans le sens du desserrage, une rotation supplémentaire de l'organe d'actionnement par rapport à l'écrou d'actionnement. Alors qu'une roue libre doit, dans tous les cas, être agencée entre l'organe d'action- nement et l'écrou d'actionnement afin de transmettre les importantes forces d'actionnement lors du serrage du frein (la roue libre étant dans ce cas chargée dans le sens de son blocage), un accouplement d'entraî- nement en rotation constitué dans le cas le plus simple par un organe de friction agencé sur l'écrou d'actionnement, en condition de liaison par frottement avec celui-ci, est déjà suffisant bien qu'il soit préférable d'avoir à cet endroit aussi un accouplement d'entraînement en rotation opérant au moins à la façon d'une roue libre. 2 4 7 02 96 Il est particulièrement avantageux que l'écrou d'actionnement puisse être tourné dans le sens du serrage, contre la force d'un ressort, lequel opère opportunément entre l'aile de l'étrier et l'accouplement d'entraînement en rotation. De cette façon, l'écrou d'actionnement est toujours ramené en arrière, à la position déterminée par la première butée, cela indépendamment du rappel de l'organe d'actionnement, lequel est de toute façon prévu. Le ressort de rappel de l'organe d'actionnement ne peut pas assurer cette fonction, à cause de la roue libre agencée entre l'organe d'actionnement et l'écrou d'actionnement. On peut aussi envisager une forme de réalisation dans laquelle la roue libre présente, dans le sens o elle n'est pas bloquée, un frottement de base tel que la force élastique rappelant l'organe d'actionnement entraîne aussi l'écrou d'actionnement dans le sens du desserrage, jusqu'à la mise en butée de l'accouplement d'entraînement en rotation contre la première butée. Un accouplement à friction pourrait aussi, à cette fin, être agencé entre l'organe d'actionnement et l'écrou d'actionnement. Le ressort de rappel de l'écrou d'actionnement est avantageu- sement un ressort à branches entourant cet écrou. Dans une forme de réalisation avantageuse, l'accouplement d'entraînement en rotation est une roue libre à ressort à spires de serrage qui peut être montée en ne mobilisant que très peu de place. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints o: - la figure 1 représente une vue en coupe radiale et axiale d'un frein à garnitures partielles et étrier en forme de poing, actionné mécani- quement - la figure 2 représente une coupe selon la ligne II-II de la figure 1 et - la figure 3 représente, à gauche d'un plan médian 22, radial et ver- tical, une vue selon la flèche IIIa de la figure 1, et, à droite de ce plan 22, une vue en coupe selon la ligne IIIa-IIIa de la figure 1. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 3, l'étrier en forme de poing il est maintenu sur un support de frein 24, avec possi- bilité de déplacement axial. 24 70296 La figure 1 montre que l'étrier Il muni d'ouvertures radiales 26 chevauche le disque de frein 25 du c8té extérieur de celui-ci o il se raccorde à une aile 12 portant la mâchoire exté- rieure 14. L'aile intérieure 13 est munie d'un alésage cylindrique axial 27 dans lequel est prévue une douille, ou un coussinet, pour fournir une portée de rotation à un écrou d'actionnement 20. A cet effet, cet écrou présente dans sa partie avant, une première surface périphérique cylindrique 20' à grand diamètre. Sur l'aile 13, un couvercle 13' est appliqué et boulonné au moyen de boulons 28, cela axialement. Ce couvercle présente une ouver- ture centrale au travers de laquelle une partie de l'écrou d'action- nement 20, amincie en gradin, s'étend vers l'extérieur. Faisant suite à l'épaulement annulaire, un autre palier 29 pour la rotation de l'écrou d'actionnement 20 est prévu sur le cou- vercle 13'. A l'endroit de l'épaulement annulaire prévu entre l'ouver- ture du couvercle et l'alésage de l'aile 13, une butée à rouleaux 38 assure la transmission des forces de serrage du frein à l'étrier 11. L'écrou d'actionnement 20 est assis sur une broche 19 à laquelle il est lié par un filet hélicoïdal 30 pour circulation de billes recyclées par l'intérieur, ce filet avec ses billes n'offrant pratiquement pas de résistance à un mouvement de rotation. Par sa face en regard du disque 25, la broche 19 est rendue solidaire, en rotation et translation axialed'une plaque intermédiaire 31 agissant sur la mâchoire intérieure 15. On rend la broche 19 solidaire en rotation à la plaque intermédiaire 31 par une clavette 32, ou par un jonc torique 33. Ces composants sont agencés dans des évidements appropriés situés à l'extrémité de la broche 19, ou dans une gorge 34 de la plaque intermédiaire. Une membrane 35 du genre soufflet, montée entre l'aile 13 et la broche 19, isole l'intérieur du mécanisme d'actionnement des agents extérieurs. La rotation de l'écrou d'actionnement 20 permet de rapprocher ou d'éloigner la broche 19 et la plaque intermédiaire 31 par rapport au disque de frein 25. Pour l'exécution des rotations, les dispositions suivantes sont prévues. 2 41 0 296 Un levier 16 constituant l'organe d'actionnement est d'un seul tenant avec une coiffe 16' entourant, avec un espacement radial, l'extrémité de l'écrou d'actionnement 20 la plus éloignée du disque 25. Une bague 16" sert à guider la coiffe 16' et à la rendre solidaire de l'écrou d'actionnement 20 pour les déplacements axiaux. La bague 16" peut être en matière plastique ou en métal. Dans le cas d'une réali- sation en métal, elle est avantageusement fendue. La coiffe 16' est montée avec la bague et glissée à partir de l'extrémité de l'écrou d'actionnement 20, jusqu'à ce que la bague s'enclenche dans la gorge 16"' aménagée dans l'écrou d'actionnement 20. Entre la coiffe 16' et l'écrou d'actionnement 20,est agencée une roue libre 23" bloquée axialement par la bague 16". Lorsque le levier 16 est sollicité dans le sens du serrage du-frein, cette roue libre se bloque et, lors d'une sollicitation du levier dans le sens inverse, elle autorise une rota- tion de la coiffe 16' par rapport à l'écrou d'actionnement 20, à condition éventuellement de vaincre une force de frottement. Dans un espace annulaire 36 prévu entre le couvercle 13', l'écrou d'actionnement 20 et la coiffe 16', se trouve une roue libre 23' à ressort à spires de serrage, dont les sens de blocage et de liberté de rotation sont inverses de ceux de la première roue libre men- tionnée 23" placée entre la coiffe 16' et l'écrou d'actionnement 20. La roue libre 23' à ressort à spires de serrage est constituée d'un ressort 17 dont les spires entourent étroitement l'extérieur de l'écrou d'actionnement 20 et qui présente une première extrémité 17' saillant radialement dans l'espace annulaire 36 (figure 1). La majeure partie du ressort 17 à spires de serrage est située, à partir de l'espace annulaire relativement large 36, dans une zone annulaire plus étroite 36', juste suffisante pour recevoir ce ressort 1.7. Selon la figure 2, cette zone est entourée par une gorge ou rainure 39 en forme de secteur, dans laquelle fait saillie la deuxième extrémité 17" du ressort 17 à spires de serrage. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, une extrémité d'un ressort à branches 18, coudée en direction axiale, s'engage derrière la première extrémité 17' du ressort à spires de serrage. Ce ressort à branches est lui aussi agencé dans un large espace annulaire 36 et, après un tour et demi autour de l'écrou d'actionnement 20, est retenu dans un trou 37, par son autre extrémité coudée dans le couvercle 13'. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, le mouvement de l'extrémité 17' du ressort 17 à spires de serrage ainsi que le mouvement de l'extrémité du ressort à branches 18, en prise avec ce dernier, sont limités par deux butées 21, 22 qui sont vissées radia- lement, depuis l'extérieur, dans le couvercle 13', et sont séparées par une distance angulaire déterminant le jeu du frein. L'extrémité 17' du ressort 17 peut accomplir un parcours L entre les butées 21, 22. Comme on peut le voir sur la figure 2, un doigt de butée 40 est vissé à peu près tangentiellement dans le couvercle 13' du boîtier. Ce doigt coopère avec la deuxième extrémité 17", coudée en direction radiale, que comporte le ressort 17 à spires de serrage. L'extrémité 17" est guidée dans la rainure 39 du couvercle 13', rainure qui suit un arc dont la longueur est telle que l'extrémité 17" puisse accomplir un mouvement angulaire supérieur à celui de l'extrémité 17' entre les butées 21, 23. En marche normale du dispositif de rattrapage, l'extré- mité 17" ne vient pas buter contre le doigt 40 ou le couvercle 13', de sorte que le mode de travail du ressort 17 n'est déterminé que par l'appui de son extrémité 17' contre les butées 21, 22. La roue libre 23' à ressort à spires de serrage et la roue libre 23" constituent ensemble le dispositif de rattrapage 23 dont le fonctionnement est le suivant. En cas d'actionnement du levier 16, dans la direction de la flèche F sur les figures 2 et 3, la roue libre 23" se bloque, de sorte que la coiffe 16' et l'écrou d'action- nement 20 doivent être considérés comme solidaires en rotation. L'écrou d'actionnement 20 tourne alors, en considérant la figure % dans le sens des aiguilles d'une montre et fait avancer, en direction du disque de' frein 15, la broche d'actionnement 19 avec la plaque intermédiaire 31 et la mâchoire de frein 15. Le ressort 17 à spires de serrage accompagne, par son extré- mité 17', ce mouvement de l'écrou d'actionnement 20, cela du fait du frottement entre ce ressort et la surface de l'écrou. Lors de ce mou- vement, l'extrémité coudée du ressort à branches 18 est entraînée par l'extrémité 17', de sorte que le ressort 18 est bandé. Le frottement du ressort 17 à spires de serrage sur la surface de l'écrou d'action- nement 20, et la raideur du ressort à branches 18 doivent être mutuel- lement harmonisés de façon qu'il ne se produise alors pas de glissement du ressort 17 sur l'écrou d'actionnement 20. 2 4 7 0296 Tant que le jeu théorique prédéterminé subsiste entre les mâchoires de frein 14, 15 et le disque 25, l'extrémité 17' du ressort à spires de serrage et l'écrou d'actionnement 20 se déplacent ensemble jusqu'à ce que l'extrémité coudée du ressort à branches 18 rencontre la butée 21. Par contre, si le jeu dépasse le jeu théorique, l'écrou d'actionnement 20 continue à tourner après que l'extrémité coudée du ressort à branches 18 a rencontré la butée 21, de sorte qu'il se produit un mouvement relatif entre l'écrou 20 et le ressort à spires de serrage 17 qui est alors immobilisé. Ceci étant, s'il y a relâchement de la force de serrage, du fait de la prise avec l'extrémité 17' du ressort 17, le ressort à branches 18 fait tourner en arrière l'écrou d'actionnement 20 qui se trouve en liaison de frottement avec le ressort à spires de serrage 17. Le levier d'actionnement 16 tourne lui aussi en arrière, puisque la roue libre 23" est alors encore en condition de blocage. Alors, si l'extrémité 17' du ressort à spires de serrage 17 vient, au cours du mouvement rétrograde, au contact de la butée 22, cela traduit la fin du rappel de l'écrou d'actionnement 20. Le jeu théorique est alors complètement rétabli.-Toutefois, comme la force qui le sollicite vers sa position initiale agit encore sur le levier d'actionnement 16, la roue libre 23" se débloque et autorise le mou- vement correspondant dudit levier d'actionnement 16 par rapport à l'écrou d'actionnement 20. La phase de rattrapage est alors terminée, et le cycle de fonctionnement du frein peut recommencer. Le ressort sollicitant le levier d'actionnement 16 vers sa position initiale n'est pas représenté sur le dessin. Le fait qu'un rétablissement complet du jeu théorique ait lieu lors de chaque opération de rattrapage est particulièrement avantageux. Pour faire reculer la broche d'actionnement 19 afin de rem- placer les garnitures de frein, on visse le doigt de butée 40 (figure 2) pour le faire avancer dans la rainure 39 de façon qu'il déplace l'extré- mité 17" dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, d'un angle supérieur à celui du mouvement angulaire de l'extrémité 17', limité par les butées 21, 22. Cela a pour effet de desserrer l'assise du ressort à spires de serrage 17 sur l'écrou d'actionnement 20, de sorte que ce dernier n'est alors plus empêché, par le ressort 17, de tourner dans le sens des aiguilles d'une montre. Le recul de la broche d'actionnement 19 247 0296 peut alors être effectué d'une façon telle (non représentée) que la coiffe 16' et l'écrou d'actionnement 20 soient solidarisés en rotation par une vis. Si l'on fait tourner le levier d'actionnement 16 dans le sens des aiguilles d'une montre (figure 3), on peut alors, sans problème (figure 1) ramener en position initiale la broche d'actionnement 19 avec la plaque intermédiaire 31 et la mâchoire 15. La remise en condi- tion initiale du frein à étrier en forme de poing selon l'invention est donc possible d'une façon extrêmement simple. Le recul du dispositif de rattrapage pourrait aussi se faire en ne vissant le doigt de butée 40, pour l'engager dans la gorge 39, que dans une mesure telle que l'extrémité 17' soit dégagée de la butée 22, de façon que le ressort à spires de serrage tourne dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, en considérant la figure 2, et ne prenne appui que par son extrémité 17". La rotation de l'écrou d'actionnement 20 dans le sens des aiguilles d'une montre, et par conséquent dans le sens correspondant au desserrage du frein, serait alors également possible contre la résistance de frottement du ressort 17 à spires de serrage. En principe, une force de frottement de la roue libre 23", dans sa direction de non blocage, pourrait remplacer le ressort à branches 18. Avec une telle forme de réalisation de l'invention, le recul du dispositif de rattrapage pourrait aussi s'obtenir en desserrant les vis de butée 21, 22, puisqu'alors la rotation du ressort à spires de serrage 17 ne serait pas empêchée par le ressort à branches 18. L'extré- mité 17" coudée en direction radiale et la rainure 19 pourraient alors être également supprimées. Bien que la présente invention ait été décrite dans le cadre d'un exemple de réalisation particulier, il est clair qu'elle n'est nullement limitée à cet exemple. 24 0296 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'actionnement mécanique pour frein à disque à garnitures partielles, avec un étrier chevauchant intérieurement ou extérieurement le disque de frein, étrier dont au moins une aile présente une broche d'actionnement orientée axialement et un écrou d'actionnement coopérant avec cette broche, la mâchoire de frein associée à cet écrou et à cette broche étant sollicitée par ces derniers lors d'une rotation relativede l'un d'entre eux par rapport à l'autre, commandée au moyen d'un organe d'actionnement soumis à une précontrainte tendant à le ramener à sa position initiale, ce dispo- sitif comportant en outre des moyens de réglage automatique du jeu théorique entre mâchoire et disque après un freinage, et étant carac- térisé en ce que la broche d'actionnement (19), bloquée en rotation, sollicite la mâchoire associée (15), en ce que l'écrou d'actionnement (20) est guidé en rotation dans l'aile (13, 13') de l'étrier et est immobilisé axialement, et en ce que les moyens de rattrapage (23) sont agencés entre l'organe d'actionnement (16) et l'écrou d'actionnement (20) de façon qu'après un freinage avec dépas- sement du jeu théorique cet écrou d'actionnement (20) soit tourné dans le sens du rattrapage, cela d'une petite quantité, et qu'il se produise alors, entre l'organe d'actionnement (16) et l'écrou d'actionnement (20), une rotation relative qui ramène l'organe d'actionnement à sa position initiale. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un accouplement (23') d'entraînement en rotation, ayant un jeu angu- laire (L) correspondant au jeu théorique, est prévu entre l'écrou d'actionnement (20) et l'aile (13, 13'), en ce que cet accouplement accompagne, dans le sens du serrage, à partir d'une première butée (22), la rotation de l'écrou d'actionnement (20), cela à l'intérieur du jeu prédéterminé (L), mais est néanmoins maintenu, au-delà de ce jeu, par une deuxième butée (21), en ce que l'écrou d'actionnement (20) tourne alors, par rapport à cet accouplement, jusqu'à ce que les mâchoires soient au contact du disque (25), en ce que, dans le sens du desserrage, ledit accouplement accompagne, à partir de la deuxième butée (21), la rotation de l'écrou d'actionnement (20), cela aussi dans la plage dudit jeu théorique (L), puis est retenu par la première butée (22) qui interdit alors toute rotation supplémentaire de l'écrou d'actionne- ment (20), et en ce qu'une roue libre (23"), montée entre l'organe 2 4 0 2 96 d'actionnement (16) et l'écrou d'actionnement (20), se bloque dans le sens du serrage et autorise, dans le sens du desserrage, une rotation de l'organe d'actionnement (16) par rapport à l'écrou d'actionne- ment (20). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'écrou d'actionnement (20) peut être'tourné dans le sens du serrage, contre la force d'un ressort (18). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ressort (18) opère entre l'aile (13, 13') de l'étrier (1:) et l'accouplement (23') d'entraînement en rotation. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le ressort est un ressort à branches (18). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'accouplement d'entraînement en rotation est une roue libre (23') à ressort à spires de serrage. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un ressort (17) à spires de serrage entoure étroitement!'écrou d'actionnement (20) et est agencé, par sa première extrémité (17'), entre les butées (21, 22) et coopère avec la première extrémité du ressort (18) à branches. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'autre extrémité (17") du ressort (17) à spires de serrage fait saillie radialement dans une rainure (39) en forme de secteur, iont la longueur angulaire est telle que ladite autre extrémité (17") puisse accomplir un mouvement angulaire plus grand que celui de la première extrémité (17') entre les butées (21, 22). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un doigt de butée (40), vissable tangentiellement, s'engage dans la rainure (39) et coopère avec la deuxième extrémité (17") du ressort à spires de serrage de façon que, lorsque le doigt de butée (40) est vissé, l'autre extrémité (17') de ce ressort (17) soit libérée au moins de la butée conjuguée (22). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le doigt de butée (40) peut être vissé assez loin pour que l'assise du ressort (17) à spires de serrage sur l'écrou d'actionnement (20) soit desserrée.