Brevet FR2492488A1 — publié le 19820423

L'invention, concernant le freinage des véhi- cules, est plus spécifiquement relative à un cylindre de roue pour un frein à tambour, pouvant ttre actionné par voie hydraulique, d'un véhicule & moteur, comprenant un bottier cylindrique qui s'appuie contre un sabot de frei- nage, un piston supporté avec possibilité de coulisse- ment axial dans le bottier cylindrique et pouvant 9tre soumis à la pression d'un fluide et un goujon ou boulon à pression, reposant avec possibilité de coulissement axial dans le bottier cylindrique, dont une extrémité s'appuie contre le piston et l'autre extrémité, contre l'autre sabot de frein. Dans les véhicules industriels lourds, les freins disposés sur l'axe avant sont établis généralement sous forme de frein duplex à pression d'huile et par contre les freins disposés sur l'axe arrière, sous forme de freins simplex à pression d'huile et à actionnement mécanique complémentaire. L'actionnement du frein de service se fait alors par voie hydraulique. On sait généralement qu'après initiation d'un freinage, il apparaft des vibrations dites de frotte- ment lors de l'application des sabots de frein sur le tambour de frein. Ces vibrations sont amplifiées par celles, apparaissant également du piston dans le cylindre de roue et agissent sur l'ensemble du véhicule par l'intermédiaire d'un axe flottant; dans le jargon automo- bile, on peut les désigner sous le nom de 11broutage" (vibrations résultant de la friction). L'invention a pour objet de construire et d'aménager à cet effet le cylindre de roue du genre con- sidéré de manière à supprimer ledit broutage. Le résultat est obtenu, conformément à l'in- vention, avec un cylindre de roue du genre considéré, grtce au fait que le piston peut se déplacer, dans le sens axial, contrairement à la force d'un élément de ressort de compression, vers l'extrémité, s'appuyant sur le sabot de frein, du goujon ou boulon à pression et que la grandeur de ce déplacement axial relatif est limitée par des butées. Grâce à la conformation selon l'invention du cylindre de roue, les vibrations de frottement, apparais- sant après initiation d'une opération de freinage lors de l'application des sabots de frein sur le tambour de frein, sont amorties, ce qui emp8che le susdit broutage. Il est utile que la constante de rappel de l'élément de ressort de compression soit adaptée à la grandeur, déterminée par les butées, du déplacement axial relatif, de façon qu'apparaisse, pour cinquante pour cent de la force maximale de pression du piston, le dépla- cement axial relatif maximal. Dans une forme de réalisation de construction particulièrement simple du cylindre de roue, on prévoit que le goujon en boulon à pression est fait en deux par- ties, dont l'une comporte un perçage axial, et l'autre par- tie une saillie axiale, qui entre dans le perçage et qui y est guidée avec coulissement; également l'élément de ressort de compression est disposé entre les deux parties du goujon ou boulon à pression et les butées sont consti- tuées par le fond du perçage d'une des parties du goujon en boulon à pression et la surface frontale de la saillie de l'autre partie du goujon ou boulon à pression. Ce principe de construction peut 9tre mis en oeuvre, dans un cylindre de roue à réglage automatique, dans lequel le boulon à pression déplaçable axialement, mais ne pouvant tourner, est vissé dans une douille de réglage rotative et coulissable axialement qui s'appuie contre le piston, de façon que le piston présente un perçage axial et la douille de réglage, une saillie axiale, qui entre dans le perçage et qui est guidé dans celui-ci avec possibilité de coulissement axial, que l'élément de ressort de compression soit disposé entre le piston et la douille de réglage et que les butées soient constituées par des épaulements annulaires de la douille de réglage et du piston. Mais ce principe de construction peut Ctre également mis en oeuvre de façon que le piston soit pourvu d'un perçage axial et d'un plus petit perçage se raccor- dant axialement à celui-ci, qu'une pièce rapportée soit placée dans le plus petit perçage, pièce qui présente une saillie axiale tournée vers la douille de réglage et autour de laquelle une bague est guidée axialement avec coulissement et s'applique contre la douille de réglage; en outre, la bague et la région d'extrémité de la douille de réglage sont disposées avec coulissement dans le per- çage du piston, l'élément de ressort de compression est disposé entre la pièce rapportée et la bague et les butées sont constituées par des épaulements annulaires du piston et de la bague. Dans un aspect évolué de l'invention, avantageux du point de vue de la fabrication, on prévoit que le piston est pourvu d'un perçage axial, d'un perçage plus petit qui s'y raccorde axialement et d'un autre perçage encore plus petit se raccordant axialement à ce dernier, que le goujon ou boulon à pression est guidé avec possibilité de coulissement dans le sens axial dans le perçage du piston et présente une saillie axiale guidée avec possibilité de coulissement axial dans le plus petit perçage du piston, que l'élément de ressort de compres- sion est disposé entre le piston et le goujon ou boulon à pression et que les butées sont constituées par des épaulements annulaires du piston et du goujon ou boulon à pression. L'élément de ressort du cylindre de roue est constitué de préférence par des rondelles Belleville. Les dispositions sont conçues alors de façon qu'en atteignant le déplacement axial relatif maximal déterminé par les butées, les rondelles Belleville ne soient pas comprimées en bloc. De cette façon, les rondelles Belleville ne sont pas non plus sollicitées jusqu'à la limite de charge. Sur les dessins, on a représenté quelques exemples de réalisation de l'invention, qui sont expliqués plus en détail dans ce qui suit. Sur ces dessins: - la figure i est une coupe longitudinale d'un cylindre de roue conçu selon une première forme de réalisation; - la figure 2, une coupe longitudinale d'un cylindre de roue selon une deuxième forme de réalisation; - la figure 3, une coupe longitudinale d'un cylindre de roue selon une troisième forme de réalisation; - la figure 4, une coupe longitudinale d'un cylindre de roue selon une quatrième forme de réalisation et - la figure 5, une coupe longitudinale d'un cylindre de roue selon une cinquième forme de réalisation. Le cylindre de roue représenté sur la figure 1 est conçu pour un frein duplex à pression d'huile disposé sur l'essieu avant d'un véhicule à moteur ou, en parti- culier, d'un véhicule industriel lourd. Ce cylindre de roue est pourvu d'un système de réglage automatique pour compenser l'usure du frein, qui est exposé plus en détail dans le brevet allemand NO 20 03 026. Ce cylindre de roue comprend un bottier cylindrique 1 qui s'appuie par son extrémité de droite sur un sabot de frein (non représenté). Dans le bottier 1 repose un piston 2 avec possibilité de coulissement axial, la surface frontale de droite de ce piston étant soumise à la pression d'un fluide. Dans le boîtier cylindrique 1 repose en outre, avec possibilité de coulissement axial, un goujon à pression 3 dont l'extrémité de droite s'applique contre la surface frontale de gauche du piston 2 et dont l'extrémité de gauche s'appuie contre le sabot de frein de gauche (non représenté). Le goujon à pression 3 est fait en.deux parties 3a et 3b qui peuvent se déplacer axialement-1i'une par rapport à l'autre dans certaines limites. Dans ce but la partie 3a, s'appliquant sur le sabot de frein (non représenté), du goujon à pression 3 comporte un perçage axial 4 et la partie 3b, s'appliquant contre le piston 2, du goujon à piston 3, est pourvue d'une saillie axiale 5 entrant dans le perçage 4 et guidée dans celui-ci avec coulissement possible dans le sens axial. Autour de la saillie axiale 5 de la partie de goujon à pression 3b on a disposé des rondelles Belleville 6 qui s'appliquent contre les surfaces fronta- les 7 et 8 des parties respectives de goujon à pression 3a, Db. Le fond 9 du perçage 4 de la partie 3a du goujon à pression et la surface frontale 10 de la saillie axiale 5 de la partie 3b de goujon à pression constituent des butées qui limitent la grandeur du déplacement axial relatif des deux parties 3a et 3b du goujon à pression 5. Lorsque la surface frontale de droite du piston 2 est soumise à la pression du fluide de frein, le piston se déplace dans le bottier cylindrique 1 vers la gauche, ce qui fait que le goujon à pression 3 sort du bottier 1 et que les deux sabots de frein sont écartés. Sous la force exercée par le piston 2 ou sous la force de réaction exercée par le sabot de frein de gauche, les rondelles Belleville 6 sont comprimées et il se produit, entre les deux parties la et 3b du goujon à pression 3, un déplacement axial relatif. Lorsque le goujon à pression est de plus en plus chargé, la saillie 5 de la partie 3b de goujon à pression entre de plus en plus dans le perçage 4 de la partie 3a de goujon à pression, jusqu'à ce qu'elle heurte par sa surface frontale 10 le fond 9 du perçage 4. Lorsque cette situation est atteinte, la force de freinage n'est plus transmise par les rondel- les Belleville 6, mais directement par la partie de gou- jon à pression 3b, sur la partie fa du goujon à pression. La constante de rappel des rondelles Belleville 6 est adaptée à la grandeur du déplacement axial relatif, défini par la distance F du fond 9 du perçage axial 4 de la partie 5a du goujon à pression vis-à-vis de la surface frontale 10 de la saillie axiale 5 de la partie 3b de goujon à pression, de façon que le déplacement axial relatif maximal soit atteint pour 50 pour cent de la force de compression maximale du piston 2. Cet état définit alors également la compression maximale des ron- delles Belleville 6. Une telle disposition est conçue de façon aue les rondelles Belleville 6 ne soient pas comprimées en bloc lors de cette compression maximale et ne soient donc pas non plus sollicitées jusqu'à la limite de charge. Le cylindre de roue représenté sur la figure 2 est destiné à 9tre incorporé dans un frein simplex à pression d'huile, disposé sur l'essieu arrière d'un véhicule à moteur, ou en particulier d'un véhicule indus- triel lourd, avec un actionnement mécanique complémentaire. Ce cylindre de roue est également pourvu d'un moyen de réglage automatique pour compenser l'usure du frein. Dans le cylindre de roue 1' repose, avec possibilité de coulissement axial, un piston 2' dont la surface frontale de droite peut soutenir la pression d'un fluide. Contre la surface frontale de gauche du piston 2', il s'appuie une douille de réglage 11, qui est montée dans le bottier cylindrique 1' de façon à pouvoir tourner et avec possi- bilité de déplacement axial. Dans cette douille de réglage 11, il se visse un boulon à pression 3', qui est relié sans pouvoir tourner au sabot de frein corres- pondant (non représenté). Pour compenser l'usure du frein, la douille de réglage 11 est amenée à tourner au moyen d'un engrenage à filet à pas rapide et d'un accou- plement unidirectionnel. Comme le boulon à pression 3' est empoché de tourneril en résulte qu'il se dévisse de la douille de réglage 11. Comme la construction et le fonctionnement d'un tel système de réglage automatique sont universellement connus, il n'est pas besoin d'expli- cations plus précises. Le boulon à pression 3' est constitué en deux parties, de même que dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, de sorte que les explications à ce sujet sont valables de façon correspondante pour l'exemple de réalisation de la figure 2. Le cylindre de roue représenté sur la figure 3, qui est également destiné à Ctre incorporé dans le frein simplex à pression d'huile disposé sur l'essieu arrière d'un véhicule à moteur, avec accouplement mécanique com- plémentaire, se distingue essentiellement du cylindre de roue représenté sur la figure 2 en ce qu'il comporte un boulon à pression 3" d'une seule pièce. La douille de réglage 11' est pourvue, à son extrémité tournée vers le piston 2", d'un collet 13. Le piston 2" comporte un perçage axial 12 dans lequel une saillie axiale 14 du collet 13 est guidée avec coulissement. Autour de la saillie axiale 14 du bossage 13 des rondelles Belleville 6"sont disposées et s'appuient contre une surface frontale du collet 13 et contre une surface frontale 16 du piston 2". La grandeur du déplacement axial relatif maximal du piston 2" vis-à-vis du boulon à pression 5 est déterminée par l'écartement F entre un épaulement annulaire 17 formé à l'extrémité de droite de la douille de réglage 11' et un épaulement annulaire 18 du piston 2". Lorsque la surface frontale de droite du piston 2" est exposée à la pression d'un fluide, cette force de pression est transmise au collet 13 par l'inter- médiaire des rondelles Belleville 6"', ce collet étant rattaché à la douille de réglage 11' et au boulon à pression 3". Les rondelles Belleville 6" sont comprimées, lorsque la charge augmente, jusqu'à ce que l'épaulement annulaire 18 du piston 2" vienne s'appliquer contre l'épaulement annulaire 17 de la douille de réglage 11'. La force exercée sur le piston est alors directement transmise à la douille de réglage 11'. Les rondelles Belleville 6"1 ne peuvent pas alors être comprimées en bloc et par suite elles ne sont pas non plus sollicitées jusqu'à la limite de charge. Tant que la charge maximale déterminée par l'écartement F des rondelles Belleville n'est pas atteinte, celles-ci agissent cependant comme un amortissement pour empocher les vibrations de friction. La forme de réalisation selon figure 3 présente, par rapport à celle de la figure 2, l'avantage que l'intervalle d'air ne doit pas être plus grand avec références au trajet élastique F. Sur la figure 4, on a représenté un aspect évolué, avantageux pour la fabrication, de la forme de réalisation de la figure 3. Le piston 21"'est pourvu d'un perçage axial 24 dans lequel sont guidés, avec possibilité de coulissement axial, la douille de réglage 11" et un anneau 22 s'appliquant contre elle. le piston 2"' est pourvu, en plus du perçage 24, d'un autre perçage 25, coaxial au précédent, et de plus petit diamètre, ce qui fait qu'au raccordement avec le per- çage 24 il existe un épaulement annulaire 18'. Dans le perçage 25 du piston 2"', on a placé une pièce rapportée , qui est appliquée contre le fond du perçage 25. La pièce 20 est pourvue d'une saillie axiale 21 du côté du boulon à pression 35"', ce qui fait qu'il existe à l'endroit du raccordement avec la saillie 21 une sur- face frontale annulaire 25. La bague 22 est guidée avec coulissement axial autour de la saillie 21 de la pièce rapportée 20. Autour de la saillie axiale 21 on a disposé des rondelles Belleville 6"', qui s'appuient contre la surface frontale 23 de la pièce 20 et contre la bague 22. La grandeur du déplacement axial relatif maximal du piston 2"t par rapport au boulon à pression 3"'est déterminée par l'écartement F entre l'épaulement annu- laire 18' du piston 2"' et la bague 22. Lorsque la surface frontale de droite du piston 2"' est exposée à la pression d'un fluide, cette force de pression est transmise par la pièce rapportée et par l'intermédiaire des rondelles Belleville 6"' à la bague 22 s'appliquant contre la douille de réglage 11". Les rondelles Belleville 6"' sont comprimées, lorsque la charge croit, jusqu'à ce que l'épaulement annulaire 18' du piston 2"' vienne s'appliquer contre la bague 22. La force du piston 2"' est alors directement transmise à la douille de réglage 11". On a représenté sur la fig5re 5, un aspect évolué, avantageux du point de vue de la fabrication, de la forme de réalisation de la figure 1, dans lequel on met à profit le principe de la figure 3. Le boulon à pression 3"" est également constitué en deux parties et sa partie 3b' est guidée avec coulissement dans un perçage axial 24' du piston 2"". La partie 3b' du boulon à pression 31111 est pourvue d'une saillie axiale 5', ce qui fait qu'il existe, à l'endroit du raccordement avec la saillie 5', une surface frontale annulaire 9'. Le piston 2"" comporte en outre un perçage axial 25' de plus petit diamètre, ce qui fait qu'il existe, à l'endroit du raccordement avec le perçage 24', un épau- lement annulaire 18". Le piston 2"" présente en outre un perçage coaxial 26 de diamètre encore plus petit, ce qui fait qu'il existe, à l'endroit du raccordement avec le perçage 25', une surface frontale annulaire 27. La saillie axiale 5' de la partie 3b' du boulon à pression 3"" est guidée avec coulissement axial dans le perçage 26. Autour de la saillie axiale 5' de la partie 3b', on a disposé des rondelles Belleville 6"", qui s'appuient sur la surface frontale 27 du piston 2"" et contre la surface frontale 9' de la partie 3b'. La grandeur du déplacement axial relatif maximal du piston 21"" par rapport à la partie 3b' du boulon à pression 3"" est déterminée par l'écartement F entre l'épaulement annulaire 18" du piston 2m" et la surface frontale 9' de la partie 3b' du boulon à pression 3"". Lorsque la surface frontale de droite du piston 2"" est exposée à la pression d'un fluide, cette force de pression est transmise, par l'intermédiaire des rondelles Belleville 6"", à la partie 3b' du boulon à pression 3"". Les rondelles 6"" sont comprimées, lorsque la charge augmente, jusqu'à ce que l'épaule- ment annulaire 18" du piston 2"" vienne s'appliquer contre la surface frontale 9' de la partie 3b' du bQulon à pression 3"". La force du piston 2"" est alors directement transmise au boulon à pression 3"". REVENDICATIONS 1. Cylindre de roue pour un frein à tambour, pouvant être actionné par voie hydraulique, d'un véhicule à moteur, comprenant un bottier cylindrique qui s'appuie contre un sabot de freinage, un piston supporté avec possi- bilité de coulissement axial dans le bottier cylindrique et pouvant être soumis à la pression d'un fluide et un goujon ou boulon à pression, reposant avec possibilité de coulissement axial dans le bottier cylindrique, dont une extrémité s'appuie contre le piston et l'autre extrémité, contre l'autre sabot de frein, caractérisé en ce que le piston (2) peut se déplacer dans le sens axial, contraire- ment à la force d'un élément (6) de ressort de compres- sion, vers l'extrémité, s'appuyant sur le sabot de frein, du boulon à pression (3) et en ce que la grandeur (F) de ce déplacement axial relatif est limitée par des butées (9, 10; 17, 18, 22). 2. Cylindre de roue selon revendication 1, caractérisé en ce que la constante de rappel de l'élément (6) de ressort de compression est adaptée à la grandeur (F), déterminée par les butées (9, 10; 17, 18, 22) du déplacement axial relatif, de façon que le déplacement axial relatif maximal apparaisse, pour cinquante pour cent de la force maximale de pression du piston (2). 3. Cylindre de roue selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le goujon ou boulon à pression (3) est fait en deux parties, dont l'une (3a) comporte un perçage axial (4), et l'autre partie (3b), une saillie axiale (5) qui entre dans le perçage (4) et qui y est guidée avec coulissement, en ce que l'élément (6) de ressort de compression est disposé entre les deux parties (3a, 3b) du goujon ou boulon à pression (3) et en ce que les butées sont constituées par le fond (9) du perçage d'une partie (3a) du goujon ou boulon à pression (3) et la surface frontale (10) de la saillie de l'autre partie (3b) du goujon ou boulon à pression (3) (figures 1 et 2). 4. Cylindre de roue selon revendication 1 ou 2 à réglage automatique, dans lequel le boulon à pression déplaçable axialement, mais ne pouvant tourner, est vissé dans une douille de réglage rotative et coulissable axialement, qui s'appuie contre le piston, caractérisé en ce que le piston (2") présente un perçage axial (12), et la douille de réglage (11') , une saillie axiale (14), qui entre dans le perçage (12) et qui est guidée dans celui-ci avec possibilité de coulissement axial, en ce que l'élément (6") de ressort de compression est disposé entre le piston (2") et la douille de réglage (1qV) et en ce que les butées sont constituées par des épaulements annulaires (17, 18) de la douille de réglage (11') et du piston (2") (figure 3). 5. Cylindre de roue selon revendication 1 ou 2, avec réglage automatique, dans lequel le boulon à pression déplaçable axialement, mais ne pouvant tourner, est vissé dans une douille de réglage rotative et cou- lissable axialement, qui s'appuie contre le piston, caractérisé en ce que le piston (2"') est pourvu d'un perçage axial (24) et d'un plus petit perçage (25) se raccordant axialement à celui-ci, en ce qu'une pièce rapportée (20) est placée dans le plus petit perçage (25), pièce qui présente une saillie axiale (21) tournée vers la douille de réglage (11") et autour de laquelle une bague (22) est guidée axialement avec coulissement et s'applique contre la douille de réglage (11"), en ce que la bague (22) et la région d'extrémité de la douille de réglage (11") sont disposées avec coulissement dans le perçage (24) du piston (2"'), en ce que l'élément (6"') de ressort de compression est disposé entre la pièce rapportée (20) et la bague (22) et en ce que les butées sont constituées par des épaulements annu- laires (18, 23) du piston (2"') et de la bague (22) (figure 4). 6. Cylindre de roue selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le piston (2"') est pourvu A 2 d'un perçage axial (24'), d'un perçage (25') plus petit qui s'y raccorde axialement et d'un autre perçage (26) encore plus petit se raccordant axialement à ce dernier, en ce que le boulon ou goujon à pression (5"") est guidé avec possibilité de coulissement dans le sens axial dans le perçage (24') du piston (2"") et présente une saillie axiale (5') guidée avec possibilité de coulissement axial dans le plus petit perçage (26) du piston (2""), en ce que l'élément de ressort de compres- sion est disposé entre le piston et le boulon ou goujon à pression (3"") et en ce que les butées sont constituées par des épaulements annulaires (18", 9') du piston (2"") et du boulon à pression (5"") (figure 5). 7. Cylindre de roue selon l'une des revendi- cations 3 à 6, caractérisé en ce que l'élément de ressort est constitué par des rondelles Belleville (6). 8. Cylindre de roue selon les revendications 1 et 7 prises ensemble, caractérisé en ce qu'en atteignant le déplacement axial relatif maximal (F) déterminé par les butées (9,10; 17; 18, 22) les rondelles Belleville (6) ne soient pas comprimées en bloc.