Brevet FR2495251A1 — publié le 19820604

La présente invention se rapporte à un frein à disque et elle concerne plus particulièrement un dispo- sitif d'actionnement perfectionné pour un frein à disque. L'invention est particulièrement applicable à un frein à disque du type qui comprend un rotor ou dis- que monté pour tourner solidairement avec une roue d'un véhicule et un étrier flottant qui est monté à cheval sur la périphérie du rotor. L'étrier est habituellement monté sur un support ou une plaque de réaction par des moyens qui admettent un déplacement de l'étrier dans une direc- tion axiale relativement à la plaque de réaction et au rotor. Des garnitures de frein sont portées par l'étrier, de part et d'autre du rotor et peuvent être amenées en contact avec des surfaces de freinage par friction du ro- tor, qui sont disposées a l'opposé l'une de l'autre, sous l'action d'un dispositif d'actionnement qui est habituel- lement entraîné par un moteur à fluide. Dans un frein à disque à étrier flottant, chaque garniture de friction est placée entre une branche de l'étrier et la surface de friction adjacente du rotor. Le dispositif d'action- nement est porté par une branche de l'étrier et sert à déplacer axialement la garniture de friction adjacente à cette branche pour l'amener en contact avec le rotor, la force de réaction du contact servant à attirer l'autre branche de l'étrier et l'autre garniture de friction en contact avec la surface opposée du rotor. Les freins à disque sont bien connus et large- ment utilisés sur les véhicules. Il existe de nombreux types différents de dispositifs d'actionnement pour freins à disque. Dans la technique automobile et des véhicules lourds,on connait des dispositifs d'actionnement comprenant des pistons mus par fluide, des mécanismes à cames et des mécanismes à vis. On peut trouver des exemples de dispositifs d'actionnement et de mécanismes de réglage pour ces dispositifs dans de nombreux brevets, notamment, des Etats Unis. L'invention à pour objet un dispositif d'ac- tionnement perfectionné pour frein à disque de véhicule qui comprend une vis montée rotative dans deux coussinets espacés axialement. Un moteur pneumatique met en mouve- ment un levier pour faire tourner la vis. Des filets ex- térieurs de la vis coopèrent avec des filets intérieurs d'un organe d'actionnement et impriment un mouvenent de coulissement ou de translation à cet organe d'actionnement et à un piston dans le sens du serrage du frein. Un res- sort déplace le piston dans le sens opposé vers une posi- tion de repos. Un chapeau est disposé sur une collerette médiane de la vis et comporte une liaison par cannelures avec l'organe d'actionnement pour s'opposer à la rotation de cet organe. Quatre vis relient le support de montage du moteur pneumatique et le chapeau à un étrier qui cou- lisse sur des broches parallèles fixées -à une plaque de réaction elle-même solidaire de l'essieu du véhicule. Dans la forme préférée de réalisation, la tige de la vis comporte une collerette médiane radiale, une première extrémité cannelée prévue pour être reliée aux moyens d'application du couple et une deuxième extrémité ayant des filets extérieurs, et l'organe d'actionnement est un écrou comportant des filets intérieurs qui coopè- rent avec les filets extérieurs de la tige de la vis. La surface externe de l'écrou est cannelée et le chapeau présente des cannelures intérieurs qui entrent en contact avec les cannelures extérieures de l'écrou pour empêcher l'écrou de tourner tout en permettant les mouvements axiaux de l'écrou à l'intérieur du chapeau. Le piston est creux, ouvert à une première extrémité et venu de matière avec une plaque supportant les charges et dispo- sé radialement. La collerette médiane de la tige de la vis est appuyée contre un épaulement formé à l'intérieur du chapeau pour fixer axialement la vis dans une position dans laquelle la deuxième extrémité de la tige de la vis traverse l'ouverture pour pénétrer dans la cavité inté- rieure du piston. Un coussinet porté par le chapeau sup- porte l'extrémité cannelée de la tige de la vis en rota- tion et un coussinet prévu à l'intérieur-du piston sup- porte la deuxième extrémité de la tige de la vis. Un ressort en appui par une premiere extrémité contre le coussinet placé à l'intérieur du piston et à l'autre extrémité contre le piston déplace ce dernier vers une position de repos lorsqu'aucun couple n'est plus appliqué pour faire tourner la vis. St-1 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre.Aux dessins annexés, donnés uniquement à ti- tre d'exemple: - la Fig.l est une vue en plan du dispositif d'actionnement suivant l'invention monté sur un essieu de véhicule; - la Fig.2 est une vue en coupe d'une forme pré- férée de réalisation de l'invention; - la Fig.3 est une vue en partie en coupe sui- vant la ligne 3-3 de la Fig.2; -j/ - la Fig.4 est une vue en plan, en partie en coupe, du piston représenté sur la Fig. 3; - la Fig.5 est une vue en bout du piston repré- senté sur la Fig.4. La Fig.l montre avec arrachement partiel une roue de camion désignée dans son ensemble par la réfé- rence 1. Un'ensemble 2 de frein à disque est monté sur un support ou une plaque de réaction 4 elle-même fixée à un carter d'essieu 6. Un moteur pneumatique est relié par un bras 12 qui sert de levier de transmission du couple à une vis d'actionnement 22 du dispositif d'actionnement de frein à disque désigné dans son ensemble par la référen- ce 20. Lorsqu'elle est entrainée en rotation par le le- vier 12, la vis imprime à un piston un mouvement de translation dans le sens du serrage du frein qui a pour effet que deux garnitures de friction supportées par un étrier 14 appliquent une force de freinage aux sur- faces orientées radialement et espacées axialement d'un ,.au,a;2:' -.,ó&?...: -, 77' ,'.ó'.4 ..,:..DTD: *-',,a;& disque ou rotor de frein 16, lequel est relié par une bride 18 au moyeu 19 de la roue 1. La forme préférée de réalisation du dispositif d'actionnement 20 du frein à disque est représentée sur la Fig.2. Comme on le voit sur cette Fig., le dispositif d'actionnement 20 est disposé dans un alésage cylindrique étagé 24 qui s'étend axialement à travers une branche pendante.de l'étrier 14 qui sert de corps ou de boîtier pour le dispositif 20. Le dispositif d'actionnement com- prend une vis 22 d'actionnement qui comporte une première extrémité cannelée 25 destinée à recevoir un levier qui est le bras 12 de liaison avec le moteur pneumatique. Une deuxième extrémité 28 de la vis 22 comporte des filets extérieurs 30 qui sont complémentaires de filets intérieurs 32 d'un écrou d'actionnement 34. Une collerette médiane 26 radiale est prévue-entre l'extrémité cannelée 25 et l'ex- trémité filetée 28 de la vis et est en appui contre une rondelle de butée 27 qui, à son tour, est en appui contre un épaulement radial ou une surface radiale 37 prévue à l'intérieur d'un chapeau 38 pour la tige de la vis. Le chapeau 38 comporte une collerette 39 qui est fixée par quatre vis à l'étrier 14 et ferme partiel- lement l'alésage 24. Le chapeau 38 comporte une ouverture ou un alésage 40 dans lequel est prévu un coussinet 41 pour supporter l'extrémité cannelée 25 de la tige de la vis en rotation. Le chapeau 38 comprend également une partie cylindrique creuse 42 qui est logée dans l'alésage 24 de l'étrier et s'étend axialement dans cet alésage. La surface interne de la partie 42 du chapeau présente une série de cannelures axiales 43 qui sont en prises avec une série de cannelures 33 prévues sur la surface exter- ne de l'écrou d'actionnement 34. La liaison entre les cannelures 33 et 43 empêche l'écrou 34 de tourner tout en lui permettant de coulisser ou de se déplacer en translation axiale le long des cannelures 43. Dans la forme préférée de réalisation, vingt deux cannelures sont réparties sur la circonférence de la surface ex- terne de l'écrou d'actionnement 34 pour répartir unifor- -5 mément les forces importantes de rotation subies par l'é- crou lors de l'actionnement du frein à disque. Le dispositif 20 comprend également un piston creux 48 qui présente une ouverture 49 à une extrémité et est ouvert à l'autre extrémité, o il est d'une seule pièce avec une plaque 50 d'application de l'effort s'éten- dant radialement. L'extrémité ouverte du piston est fermée par un ensemble 51 comprenant une bague d'étanchéité et une bague d'arrêt pour s'opposer à la pénétration des poussières et de l'humidité. L'extrémité 28 de la vis 22 s'étend à travers l'ouverture 49 pour pénétrer dans la cavité intérieure du piston 48, dans laquelle cette extrémité est supportée en rotation par un coussinet 52 disposé, entre la surfa- ce interne de la cavité du piston 48 et la vis 22, dans la région adjacente de l'extrémité 28 de cette vis. Une bague élastique 54 montée dans une gorge qui s'étend cir- conférenciellement autour de la vis 22, dans la région adjacente à l'extrémité 28, contre le coussinet à cette extrémité de la vis 22 et bloque le coussinet 52 en l'em- péchant de se dégager axialement de cette extrémité de la tige de la vis. Un ressort de rappel 58 est en appui par une extrémité contre le coussinet 52 et par son autre extré- mité contre la surface interne radiale du piston 48 qui entoure l'ouverture 49. Le ressort de rappel 58 sert à repousser axnalement la paroi ouverte du piston dans le sens qui l'éloigne du coussinet 52 lorsque le frein n'est pas serré, c'est-à-dire lorsqu'aucun couple n'est appliqué pour faire tourner la vis 22. Lorsque le ressort ramène le piston 48 à une position de repos, ce piston force l'écrou 34 pour le faire tourner sur les filets 30, 32 de la vis et le déolacer en translation axiale vers la collerette radiale médiane 26. Lorsque le moteur pneumatique est mis sous pression pour serrer le frein à disque, il déplace le levier 12 pour faire tourner la vis 22 de façon classique. Lorsque la vis 22 tourne, les filets 30, 32 impriment à 1' écrou d'ac ionnelment un mouvement de translaetiocn dans le sens du serrage du frein. L'écrou 34 qui est en but-e contre la paroi ou-erte du piston 48 déplace ce piston et sa plaquoe radi ale 50 axiaiement vers l rote le. t om- me on le voit sur la 'rz.5. la plaqiue 50 ré-s - _r. :orme. analogue à celle de la paqete.de úp t.. de a tarnitt-roe de friction 17. La plaste 5 ' it úa p. ous- sée ag.iale app!i qe au pi ston 48 par 2ro.l 34 our la surface de i-?. plaquette del support dae 1. ga- a;itur-B de Io friction 17 et- dplace ce-tte garniture pour l'am-e en contact avec ia slrface adjacente du r-otrr 16o La fice Ite rétaction cqi eslt ene.re iorsque la garniture de friction 17 entre en cztact avec le ro- t-or 16 et absorbée par-- la v'is 22, la collerette wédiane 26, la rondelle de butée 27 et le chapeau 38 qui attire l7atrier 14 verts a droie, en cnsidér1ant la F g.2 et. amène la garniture de friction 15 en cGn",:act avec l'autre surface du rotor i. Sur la Fig.2, les iléments du dis- pesitif d'ac LS.onnement de frein. disque sont reprsentéis dans la position de serrage du frein, av-c les garnitures de friction '3 et.7 appliquees sous pression centre les surfaces axia1em ent espacées du rotor 165 Lorsque la prsion du rmoteur pneumtiatique est relachee, acun couple nst plius appliqué à lia vis 22 et lae ressot 58 tend à solniciter le ison 48 et la plaque r.0 avialerment des a sens gui ies éloigne du rotor J., vr.s une pst-on d repos, crin laissanrt sub- sister un jeu de foncionnement apprp--i entre la maière * de e gerniture porté-e par les piacuettea ie fric- tion 15 et 17 et les surfaces adjaEce:ntes du rotor 16. Le pistrn 48 tend égalemen à foracer axialement I 'ecrou 34 vers la collerette médiane 26 etr scus l'effet de la force d',u1 ressort de rappel prévu à l'intérieur du moteur pneumatique, le levier 12 est rétracté et l'étrier 14 est ramené à sa position inactive 'cu de repos: repré- sentée en traits interrompus sur la Fig.l. %_ 'j . 0 Le dispositif d'actionnement fournit ainsi des moyens efficaces pour actionner un frein à disque, qui comprennent, entre autres.un ressort pour ramener le piston à sa position inactive ou de repos, deux pa- liers espacés axialement qui supportent la vis en rota- tion et une liaison à cannelures établie entre l'écrou d'actionnement et le chapeau pour répartir les forces de rotation subies par l'écrou.. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'actionnement pour frein à disque, caractérisé en ce qu'il comprend un corps ou un boîtier (14) dans lequel est ménagé un alésage (24), des noyens (12) d'application d'ul couple, Aune vis (22) re- liée auxdits moyens (12) d'application du couple, un or- gane d'actionnement (34) qui coopère avec la vis (22) pour se déplacer en translation en réponse à la rotation de la vis, un piston (48) qui peut se déplacer dans un sens dans ledit alésage lorsqu'un couple est appliqué à la vis (22) par lesdits moyens (12) d'application du couple, ladite vis imprimant ainsi un mouvement de trans- lation audit organe d'actionnement (34) et au piston (48) dans le sens du serrage du frein; et des moyens f58) qui sollicitent le piston (48) et l'organe d'actionnement (34) dans le sens inverse du serrage du frein, pour ramener le piston à sa position de repos lorsqu'aucun couple n'est plus appliqué à la vis (22). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'application du 20. couple comprennent une chambre à fluide et un bras de levier (12) qui relie cette chambre à fluide à la vis (22). 3.Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite vis (22) comprend un arbre ayant une collerette médiane radiale (26) qui fixe la position axiale de la vis, une première extrémité (25) ayant des cannelures destinées à établir la liaison avec lesdits moyens d'application du couple et une deuxième extrémité (28) qui porte des filets extérieurs, ledit organe d'actionnement (34) comportant des filets inté- rieurs qui coopèrent avec des filets extérieurs de la - vis (22), des moyens (33, 43) qui s'opposent à la rota- tion dudit organe d'actionnement (34), de sorte que les- dits filets impriment à l'organe d'actionnement (34) un mouvement de translation dans le sens du serrage du frein lorsque la vis (22) tourne dans le sens duserrage du frein. 4.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la surface externe dudit organe d'actionnement (34) présente une série de cannelures axiales (33) et que lesdits moyens s'opposent à la ro- tation de l'organe d'actionnement (34) sont constitués par un élément fixe (42) qui entoure cet organe (34) et qui présente des cannelures intérieures axiales (43) qui coopèrent avec lesdites cannelures externes de l'organe d'actionnement. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élèvent fixe est un chapeau (38) fixé au corps (14), ledit chapeau fermant partiel- lement l'alésage (24) du corps et comportant une ouver- ture (40) à travers laquelle ladite vis (22) s'étend dans l'alésage (24) du corps. 6.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérise en ce que ladite vis (22) est montée rotative dans l'alésage (24) du corps au moyen de deux coussinets espacés axialement, qui sont montés respectivement de part et d'autre de la collerette médiane (26), l'un desdits coussinets étant adjacent à ladite deuxième extrémité (28) de la vis (22). 7.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens qui s'opposent à la rotation de l'organe d'actionnement (34) sont consti- tués par un chapeau (38) qui est fixé audit corps (14) et relié audit crgane d'actionnenment par une liaison à cannelures (33. 43) et comportant une ouverture (40), un coussinet (41) porté par ce chapeau et qui supporte à rotation l'extrémité cannelée de la vis (22), et un deuxième coussinet (52) prévu de l'autre côté de la col- lerette médiane (26) et adjacent à la deuxième extrémi- té (28) de la vis. 8.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens qui sollicitent le piston (38) sont constitués par un ressort (58) qui prend appui par une première extrémité contre une surface ,, r.adiale dudit dispositif qui est située dans une position axiale fixe et qui prend appui par son autre extrémiit contre une surface radiale dudi pis-on (48-. 9.- Dispositif suivaent la -ri...Tc-.hion preme e ex-:itet enCqe ' d. t=!en. e {28) de la viz (22) e.. à -ravers Ctt f'-1-u_"_e a 'Pintérieur de la cavité -t --r,: -.:, cus- s.:>eç '52);'"ctant laC..:'-.- v!.s z22).1 leitérieur du pis'o.i, ds ",' 5ui 4 fi- xernt ledit....',u ' nt re,:tc, T.-ax:ial -e.s' dequxx.-.-it"a '-o -7"b r' - li.'.... app-ui à: ' une-.s s ee x-tcts.o 1&dit eous.: t (52) et par s.... autre ex-t_-reéité e ontre le Pist.on (42 z ce rassort soiiciant........ .S t axi'e-e:t ei 1'élc a du couassnie_. (52) et d ia deu- xia-me extr-mit- (28} de la vis (22}, 10.- Dispositif sui-vant la reveudicatiLn 9, c:aracteris" en ce que le piston 48e)t est tvenu e!C at1. r 23 avez unTDe p1a-iCu2 (503 d'app1lcaticnn de 'e fort q. set:en radia lement- i1.- Disnositif d' ationn ee ' de frein a disque tcaractérizé en. ce qu'il compend:un cerps (14. percé À 'un al!sage S. 4) y des -oyens { 12} poau appliqc r 1u; c-ouple, une vis f u -22}ir- u(e ceiieee sdial (a 26) cui f ixe _a position. aae e ia vis. 'ne pr =....- ML-ieé (25) dt- '..e vzi. n.anc sa -n.-tu-tes pour éta- blir une liaison avec -=z. moyers _: 3 pp!icatio5 du couple et une deuximràe extr--miLI (2-6 ani- porlte des fi- lets extérieurs (32) uan o.gane d.:cte nnuent 34) presen- tant des filets intérieurs (32) qui coopèrent avec les fi- lets extérleurs (30) de la viS (22), un chapeau (38) fixé audit corps {!4) et présentant un peicage (40) concentri- que à l'alésage (24) du corps ainsi qu'une surface de pous- sée orientée radialenment et qui fixe la position axiale de ia collerette médiane (26) de la vis (22), ce chapeau etant relié à l'organe d'actionnement (34) par une liaison :-'.-=}.'"-: -': i0- - ': ' - il à cannelures (33, 43) et empêchant ledit organe d'action- nement (34) de tourner, un piston creux (48) ouvert à une première extrémité et qui peut se déplacer dans le sens du serrage du frein dans ledit alésage (24) du corps sous l'action de l'organe d'actionnement (34) en réponse à la rotation de la vis (22), ladite deuxième extrémité de la vis s'étendant à travers ladite ouverture (49) du piston à l'intérieur de celui-ci, un premier coussinet (41) porté par le chapeau (38) et qui supporte la première extrémité (25) de la vis (22) à rotation, un deuxième coussinet (52) placé dans la cavité du piston et supportant ladite deu- xième extrémité (28) de la vis pour lui permettre de tour- ner dans le piston, des moyens (54) qui fixent le deuxième coussinet contre tout déplacement axial vers la deuxième extrémité (28) de la vis, et un ressort (58) qui prend ap- pui à une première extrémité contre ledit coussinet (52) et par son autre extrémité contre ledit piston (48), ce ressort rendant à repousser le piston vers une position de repos lorsqu'aucun couple n'est plus appliqué pour fai- re tourner la-vis (22).