Brevet FR2528927A1 — publié le 19831223

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, aux rubans de frein pour mécanismes de transmission. Les rubans de frein de transmission actuellement utilisés sont presque entièrement en acier avec la matière de garniture de friction habituelle fixée à la surface inté- rieure du ruban La fabrication des rubans de frein en acier exige de nombreuses opérations, y compris des opérations de soudage ou de fixation mécaniques,à la fois pour la fabrication des composants et pour l'assemblage final. Un but principal de l'invention est de fournir un ruban de frein de transmission dans lequel le ruban est fait d'une bande de matière plastique à armature de filaments Un tel ruban de frein offre de nombreux avantages sur les rubans classiques en acier, avantages parmi lesquels on peut citer 1 Il peut, dans les régions exposées à de gros efforts, être pourvu d'un renfort supplémentaire, par l'addi- tion de plusieurs couches de matière plastique à armature de filaments Les régions soumises à de moins gros efforts peuvent être pourvues d'une quantité réduite de matière plastique à armature de filaments afin d'augmenter la flexibilité et de permettre au ruban de mieux épouser les contours De plus, les filaments d'armature peuvent aussi être orientés de façon à obtenir un maximum de résistance, en particulier dans les régions de fortes contraintes. 2 Les extrémités ou les pattes sur lesquelles les forces ou les charges s'exercent peuvent être incorporées par moulage à la bande de matière plastique, de sorte que la trans- mission des efforts entre les pattes et la bande est uniformé- ment distribuée Il est à noter que, dans les modes de réalisa- tion traditionnels, les efforts sont transmis par des soudures ou des rivets qui représentent des points faibles. 3 Etant donné que la matière plastique à armature de filaments ne pèse que le quart environ du poids de l'acier, les freins à ruban ayant des bandes en une matière plastique à armature de filaments sont beaucoup plus légers. 4 Un ruban ayant une-bande en une matière plasti- que à armature de filaments peut être moulé en une seule opé- 2 2528927 ration De plus, la liaison entre la garniture de friction et la bande de matière plastique à armature de filaments du ruban du frein peut être réalisée sans couche intermédiaire d'adhésif puisque les filaments saturés de matière plastique vont adhérer à la garniture de friction au cours de la polymé- risation. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description qui va suivre, en réfé- rence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'un ruban de frein de transmission conforme à l'invention la figure 2 est une vue en plan de la structure représentée sur la figure 1 la figure 3 est une coupe fragmentaire suivant la ligne 33 de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2 la figure 5 est une vue semblable à la figure 4, mais qui représente une variante la figure 6 est une vue partielle en plan repré- sentant une partie de couche de matière plastique à armature de filaments dont peut être formée la bande d'un ruban de frein de transmission; la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 6; la figure 8 est une vue latérale fragmentaire représentant la région d'extrémité d'un ruban de frein de transmission correspondant à une variante de réalisation la figure 9 est une vue en coupe de la bande du ruban de frein de transmission de cette variante la figure 10 est une vue en coupe de la région d'extrémité d'un ruban de frein de transmission ayant une structure modifiée; la figure 11 est une vue en coupe de la bande du ruban de frein de transmission représentant une autre modifi- cation la figure 12 est une vue en plan fragmentaire d'un 3 2528927 ruban de frein correspondant à une autre modification; et, la figure 13 est une vue en coupe suivant la ligne 13-13 de la figure 12. En se référant aux dessins et plus particulièrement aux figurés 1 à 4, on voit un ruban de frein pour mécanismes de transmission qui se compose d'un ruban arqué 10 ayant, près de ses extrémités, des pattes Il et 12 en acier ou en une matière analogue, afin que la force d'actionnement puisse être appliquée, et une lisière 13 de matière de friction fixée à la surface radialement intérieure du ruban. 1 Le ruban 10 a une forme pratiquement cylindrique s'étendant sur presque 360 ', c'est-à-dire sauf dans l'inter- valle 14 entre ses extrémités Le ruban 10 est continu et ininterrompu, les parties non représentées sur la figure 1 étant, en fait, identiques à celles qui y sont représentées Le ruban 10 est en une matière plastique à armature de filaments Un morceau ou une longueur 16 de la matière plastique à,armature de filaments dont le ruban est constitué est représenté sur les figures 6 et 7 Ce morceau 16 se compose d'une matrice de matière plastique 18 d'enrobage dans laquelle sont noyés de multiples filaments 20 disposés en parallèle dans le sens de la longueur De préférence, la matière plastique 18 est une résine époxyde thermodurcis- sable, bien que d'autres matières plastiques thermodurcissa- bles puissent être utilisées Il y a, sans doute, aussi des matières thermoplastiques qui pourraient convenir, à condi- tion de ne pas être amollies par la chaleur qui se dégage quand on serre le ruban du frein dans une application parti- culière. Les filaments d'armature ou de renfort peuvent être en de nombreuses matières différentes, à condition d'avoir la résistance nécessaire Bien que le verre soit la matière préférée pour la fabrication de ces filaments, on peut également citer comme exemples d'autres matières appropriées, le bore, le graphite, le "Kevlar" (marque de la Société Dupont) ou une combinaison de ces matières Les filaments utilisés sont des éléments ou des brins très fins 4 2528927. et flexibles (l'épaisseur de ces filaments ayant été exagérée sur le dessin pour plus de clarté) et ils peuvent prendre de nombreuses formes, comme, par exemple, celles de mèches continues, de mèches tissées, d'étoffes tissées, de brins hachés et de fibres moulues - Le ruban 10 peut comprendre une ou plusieurs cou- ches 16 de matière plastique à armature de filaments Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 4, il comprend quatre de ces couches a, b, c, et d Les couches intérieures b et c peuvent faire partie d'un seul élément continu ou sans fin 17 replié sur lui-même au voisinage des extrémités du ruban de frein, comme indiqué en 22 et 24. Les couches extérieures a etd peuvent aussi faire partie d'un seul élément continu sans fin 19 replié de la même façon sur lui-même au voisinage des extrémités du ruban de frein. Les filaments des deux éléments 17 et 19 eux-mêmes sont, évidemment, sans fin. Les pattes 11 et 12 comportent des parties plates 23 qui sont ancrées dans les plis des couches intérieures b et c, près des extrémités du ruban de frein Les parties pliées des couches de matière plastique à armature de fila- ments formant le ruban 10 peuvent présenter des encoches ou des évidements comme indiqué en 25 et 26, pour le passage des pattes 11 et 12, ou bien les filaments pourraient être repoussées de part et d'autre de la partie active des pattes. On forme le ruban de frein de transmission en assemblant d'abord l'élément sans fin 17 à l'intérieur de l'élément sans fin 19 et en pressant ces éléments l'un contre l'autre afin de former des couches a, b, c et d, avec les parties plates 23 des pattes 11 et 12 disposées dans les plis, aux extrémités de l'assemblage A ce moment, la matière plastique 18 n'est pas durcie, ce qui permet de presser et de plier facilement à la main les éléments 17 et 19 On donne ensuite à cet ensemble une forme cylindrique et on le place dans un moule ou dans une forme en disposant une lisière 13 de matière de friction contre la surface radialement intérieure de la couche d Le moule et son contenu peuvent 2528927 ensuite être placés dans un four pour durcir ou polymériser la matière plastique 18, en fixant ainsi le ruban de frein de transmission dans la forme représentée Quand la matière plastique 18 est une résine époxyde thermodurcissable, la température de cuisson du moule pour la maturation de durcis- sement est d'environ 160 'C Le temps de cuisson peut varier entre une et plusieurs heures, suivant le cas Une pression de l'ordre de 689 k Pa peut être appliquée sur le ruban de frein pendant la cuisson Les filaments 20 ne sont pas affectés par l'opération de moulage La fabrication du ruban de frein de transmission est ainsi achevée. La bande du ruban de frein achevé est exception- nellement flexible et élastique de façon à épouser la surface de freinage La cuisson de la matière plastique 18 pendant qu'elle est en contact avec les pattes 11 et 12 et avec le filet ou la lisère 13 de matière de friction a pour effet de fixer et d'ancrer de façon permanente les pattes dans les plis des extrémités du ruban et de coller définitivement le filet 13 de matière de friction contre la surface radia- lement intérieure de la bande La liaison des pattes et de la lisière 13 de matière de friction est due à ce que les filaments saturés de matière plastique se collent aux pattes et à la bande pendant la cuisson ou la polymérisation de la matière plastique dans le moule Les filaments saturés de matière plastique des différentes couches se collent également les uns aux autres Bien que ce ne soit pas consi- déré comme nécessaire, une couche d'adhésif pourrait, le cas échéant, être interposée entre la lisière de friction 13 et le ruban 10 pour renforcer la liaison. Les filaments 20 s'étendent circonférentiellement ou longitudinalement dans le ruban 10, en continu d'une extrémité du ruban de frein à l'autre, lui conférant ainsi la résistance nécessaire pour supporter les contraintes et les efforts normaux et même anormaux qui se présentent au cours de l'utilisation. La figure 5 illustre une variante qui est analogue au mode de réalisation de figures 1 à 4, mais qui comporte une ou plusieurs couches supplémentaires de matière plasti- que à armature de filaments comme indiqué en 30 La ou les couches supplémentaires sont superposées sur les couches a, b, c et d, dans le sens transversal, sur, au moins, la partie d'extrémité de la bande du ruban de frein, de sorte que ses filaments s'étendent perpendiculairement à la direction de l'axe longitudinal du ruban Cette couche transversale 30 est, évidemment, située sous le filet ou la lisière 13 de matière de friction Sur la figure 5, les couches supplémentaires sont constituées par deux couches radialement extérieures e et f et par deux couches radiale- ment intérieures g et h qui pourraient, le cas échéant, être constituées par des parties d'une longueur continue de matière repliée ou enroulée sur elle-même On applique les couches transversales au ruban de frein avant de le placer dans le moule, de sorte que la matière plastique des couches transversales durcit en même temps que les couches a, b, c et d et adhère à ces couches Les couches transversales peuvent, évidemment, être faites de la même matière que les couches a, b, c et d. La figure 5 a été un peu déformée pour plus de clarté, mais on comprendra que, pendant la cuisson dans le moule, la ou les couches transversales sont soumises à une pression suffisante pour aplatir leur surface radiale- ment intérieure de manière qu'elle vienne se placer prati- quement dans le plan de la couche intérieure d du ruban, de sorte que la lisière 13 de matière de friction prend une forme cylindrique et continue sur toute son étendue circonférentielle Il est également clair que les couches transversales de la figure 5 pourraient, par exemple, s'étendre à partir de la patte située à l'une des extrémités du ruban de frein à un point au-delà du bord opposé de la patte, comme représenté sur la figure 1 Naturellement, les couches transversales peuvent être appliquées aux deux ex- trémités du ruban de frein La ou les couches transversales confèrent au ruban de frein une résistance supplémentaire pour supporter les forces qui s'exercent sur les pattes 7 2528927 pendant le freinage suivant une direction orientée radiale- ment vers l'extérieur. La figure 8 représente une autre variante qui ne diffère du mode de réalisation de la figure 1 qu'en ce que la patte 11 a été fixée mécaniquement à la bande 10, par exemple, par des rivets 40 ou par des coups de pointeau, au Jieu d'être collée dans un pli de la matière du ruban, comme sur la figure 1 Il est bien évident que l'autre patte pourrait être fixée mécaniquement à la bande 10 d'une manière analogue La fixation mécanique pourrait être réali- sée après que le ruban de frein a été cuit dans le moule. La figure 9 représente une autre variante du mode de réalisation de la figure 1 dans laquelle la bande 10 est constituée par une seule couche de matière renforcée de filaments, une couche intermédiaire 50 d'une matière compressible, élastique et flexible étant collée entre la bande 10 et la lisière de matière de friction 13 La couche intermédiaire 50 permet à la bande du ruban d'être plus souple et, ainsi, permet aux filets ou à la lisière 13 de mieux épouser la surface avec laquelle elle opérait dans le cas o celle-ci ne tournerait pas rond. La figure 10 représente une structure analogue à celle de figures 1 à 4, mais qui a été modifiée en ce que l'une et/ou l'autre des extrémités du ruban ont été renforcées par des segments 52 à haute résistance, en acier ou en une matière analogue ancrée ou collée sous les pattes et dans les plis de la matière plastique à armature de fila- ments, aux extrémités de la bande 10 Il est à noter que sur la figure 10, le ruban 10 ne comporte qu'une seule couche de matière plastique à armature de filaments repliée au-dessus de la patte et du segment d'acier, à l'une des extrémités, et se terminant en 53. La figure 11 représente une autre variante de la bande 10 qui a été représentée comme ne comportant qu'une seule couche de matière plastique à armature de filaments s'étendant sur toute la largeur et ayant deux filets plus étroits 60, latéralement espacés, de la même matière plasti- 8 2528927 que à armature de filaments s'étendant longitudinalement et liés dans le moule à leur surface radïalement extérieures. Les étroits filets 60 confèrent un supplément de résistance au ruban, tout en lui conservant sa flexibilité transversale exceptionnelle. Les figures 12 et 13 représentent l'application de l'invention à un ruban de frein de transmission dit à "double enveloppement" ("double-wrap") Ce ruban comporte des segments cylindriques latéralement espacés 10 a, 10 b et 10 c semblables à la bande 10 décrite précédemment, et dont chacun comporte une patte 11 dont l'une des extrémités est collée à l'extrémité de la couche 16 de matière plastique à armature de filaments dont les segments sont faits Les couches 16 ne sont pas représentées pliées au- dessus des pattes En effet, les pattes sont liées aux couches 16 par les couches transversales 30 décrites ci-dessus, qui s'enrou- lent autour des couches 16 et des pattes 11 Pendant la cuis- son de la matière plastique des couches 16 et 30, les fila- ments 20 saturés de matière plastique se collent entre eux et aux pattes en formant une liaison On notera la direction des filaments 20 des couches 16 formant la bande et des couches transversales 30 Les extrémités opposées des segments sont reliées intégralement, comme indiqué en 70. La figure 13 doit être considérée comme représentant le ruban avant la cuisson, alors que la surface du filet de friction 13 est encore irrégulière à l'endroit o elle passe sur les couches transversales Ces irrégularités seront aplaties ou disparattront dans le produit final à cause de la pression utilisée pendant la cuisson. 1 o Il va de soi que, sans sortir du cadre de i'inven- tion, de nombreuses modifications peuvent être apportées au ruban de frein de transmission, décrit et représenté. 9 2528927 REVENDICATIONS 1 Ruban de frein de transmission, comprenant une bande arquée ayant des parties extrêmes adjacentes destinées à recevoir la force d'actionnement, ledit ruban ( 10) étant caractérisé en ce qu'il comporte, entre lesdites parties extrêmes, une bande ( 16) de matière plastique à armature de filaments ( 20) et un filet ou Iisière ( 13) de matière à friction collé à la surface radialement intérieure à ladite bande ( 10) de matière plastique à armature de filaments. 2 Ruban de frein de transmission selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que ladite matière plastique est renforcée par de multiples filaments allongés s'étendant circonférentiellement dans ledit ruban. 3 Ruban de frein de transmission selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que ladite bande de matière plastique à armature de filaments est formée de couches (a, b, c, d) superposées de matière plastique dont chacune est renforcée par de multiples filaments allongés s'étendant circonférentiellement. 4 Ruban de frein de transmission selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que lesdites parties extrêmes sont des pattes ( 11, 12) ancrées entre les couches de ladite bande. Ruban de frein de transmission, comprenant un ruban arqué ayant des parties d'extrémité adjacentes destinées à recevoir la force d'actionnement, ledit ruban étant caracté risé en ce qu'il comprend, entre lesdites parties d'extrémité, une première bande de matière plastique renforcée par de multiples filaments allongés s'étendant circonférentiellement, une seconde bande de matière plastique enveloppée autour de chaque partie d'extrémité et renforcée par de multiples filaments s'étendant transversalement par rapport à la pre- mière bande, et une bande de matière de friction collée à la surface radialement intérieure desdites première et secon- de bandes de matière plastique. 6 Ruban de frein de transmission selon la revendi- cation 5, caractérisé en ce que lesdites parties d'extrémité sont des pattes, tandis que ladite première bande est for- mée d'une longueur qui, aux extrémités dudit ruban,est repliée lu 2528927 au-dessus desdites pa Ltts afin d'ancrer ces dernières dans ces plis, chaque seconde bande étant drapee au-dessus d'un pli de ladite première bande. 7 Ruban de frein de transmission selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que ladite bande de matière plastique à armature de filaments comporte un ou plusieurs filets plus étroits, qui sont pratiquement co-cxtensifs avec elle et qui sont fixés à la surface radialement extérieure de ladite bande, cette dernière et un ou plusieurs desdits filets étant renforcés par de multiples filaments allongés s'étendant circonférentiellement. 8 Ruban de frein de transmission selon la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une couche ( 50) de matière élastique interposée entre ladite bande de ma- tière plastique et lesdits filets-de matière de friction. 9 Ruban de frein de transmission selon l'une des revendications 1 ou 5, caractérisé en ce que les fila- ments sont en verre. Ruban' de frein de transmission selon l'une des revendications 2, 5 ou 9, caractérisé en ce que ladite matière plastique est une résine époxyde.