Brevet FR2529978A1 — publié le 19840113

Dispositif de freinage à disques muni d'une commande de défreinage par fluide sous pression. Les freins multidisques dans l'huile à freinage méca- nique (sous l'action de ressorts de rappel) et à défreinage par fluide sous pression sont déjà connus et comprennent aujourd'hui: une chambre contenant de l'huile à la pression atmosphérique et les disques de frein une chambre à l'air libre contenant les ressorts nécessaires au freinage mécanique une chambre en surpression par rapport à la chambre précédente, qui en est séparée par le piston de frein, permettant le défreinage hydraulique en fonctionnement. La chambre contenant les disques est distincte de celle dans laquelle évolue le piston, ce qui implique un certain nombre de conséquences, considérées, en fait comme des inconvé- nients Ainsi, le piston de défreinage a une dimension relative- ment faible, d'o la nécesité, pour pouvoir défreiner, avec une pression déterminée, de prévoir initialement des ressorts de commande du freinage ayant des forces de rappel également relati- vement faibles Le freinage correspondant peut alors être insuffi- sant A moins, bien entendu, d'admettre une augmentation du diamè- tre du piston de défreinage, et donc de l'encombrement du frein. L'augmentation de la pression elle-même n'est pas une opération simple, car elle entraîne généralement une augmentation nécessaire des dimensions des divers constituants. L'invention a pour but de remédier à ses inconvénients des freins connus, ainsi que d' en proposer une simplification de leur constitution. L'invention est donc relative à un dispositif de freinage de la rotation relative autour d'un axe d'un corps et d'un bâti montés à rotation relative, ce dispositif de freinage étant constitué par: un carter solidaire en rotation du bâti et de façon étanche avec ce bâti, -2 un couvercle de carter adapté avec étanchéité à ce carter de manière à réaliser avec celui-ci une enceinte fermée, une partie au moins de ce couvercle étant axialement mobile par rapport au bâti, au moins un disque de frein disposé transversalement par rapport audit axe de rotation et solidaire en rotation d'une première des deux pièces montées à rotation relative -corps et bâti-, au moins une garniture de frein solidaire en rota- tion de la deuxième des deuxdites pièces -bâti et corps-, le ou les disques de frein et la ou les garnitures de frein étant disposés à l'intérieur de l'enceinte, alternativement en regard les uns des autres, respectivement, de manière à coopérer au freinage de la rotation relative, la partie axialement mobile du couvercle étant axialement alignée avec lesdits disque(s) et garnitures de frein, des organes élastiques de rappel disposés entre ladite partie axialement mobile du couvercle et l'une des deuxdi- tes pièces montées à rotation relative -corps et bâti et aptes, en repoussant cette partie axialement mobile et par 'son intermé- diaire, à mettre en appui les garnitures de frein sur les disques, une chambre de défreinage ménagée dans le carter et contenant un piston coulissant, attelé à la partie axialement mobile du couvercle, cette chambre de défreinage étant susceptible de contenir un fluide sous pression dont la pression a un effet antagoniste de celui des organes élastiques de rappel, et, une source *de fluide de défreinage sous pression, à laquelle ladite chambre de défreinage est sélectivement raccor- dée. Dans ce dispositif a) la chambre de défreinage et l'enceinte fermée sont en communication permanente, et, b) un joint d'étanchéité (en rotation) est disposé entre le corps et l'ensemble du bâti et du carter, solidaires en rotation. -3 Les avantageuses dispositions suivantes sont, en outre, de préférence adoptées: - le piston est constitué au moins par une partie du couvercle une des extrémités du carter est conformée en un alésage à l'intérieur duquel une partie au moins du couvercle est montée à coulissèment avec étanchéité,. le couvercle est rigide, cependant que les organes élastiques de rappel sont distincts de ce couvercle;, le corps traverse le couvercle, les organes élasti- ques de rappel sont disposés entre lesdits corps et couvercle, et, un dispositif d'étanchéité en rotation est disposé entre lesdits alésage et couvercle un passage est ménagé entre le corps et le couver- clé, cependant que les organes élastiques de rappel comportent au moins une rondelle élastique de résolution, des joints d'étan- chéité étant interposés entre cette rondelle -et, d'une part, le corps, d'autre part, le couvercle un dispositif d'étanchéité e S t d i S p o s entre le corps et le couvercle; les organes élastiques de rappel sont disposés entre le carter et le couvercle; le couvercle est constitué par une pièce unique conformée en un voile plein non traversé par le corps; le couvercle est un ensemble composite constitué par une pièce centrale de poussée et une rondelle élastique de révolution, des joints d'étanchéité étant disposés entre -ladite rondelle élastique, et d'une part, ladite pièce de poussée, d'au- tre part, le carter le corps traverse le couvercle, cependant qu'un dispositif d'étanchéité *en rotation est disposé entre lesdits corps et couvercle le couvercle possède une élasticité axiale, la partie centrale de ce couvercle étant, de ce fait, mobile par rapport à la périphérie dudit couvercle, cependant que cette périphérie est en appui sur le carter et y demeure par un moyen -4 de maintien, tel qu'un segment amovible engagé dans une rainure du carter les organes élastiques de rappel sont constitués par le couvercle lui-même. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristi- 01 ques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description de réalisations donnée ci-dessous à titre d'exem- ple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue, partiellement schématique, et, partiellement en coupe axiale, d'un dispositif de freinage conforme à l'invention; et, les figures 2 à 6 sont des coupes axiales, analogues à celle de la figure-1, de variantes de réalisations conformes à l'invention. Chaque dispositif de freinage des figures 1 à 6 est adapté au -freinage d'un arbre 1 monté rotatif par rapport à un bâti 2, selon une rotation d'axe 3 Dans l'exemple représenté, le bâti 2 constitue le corps d'un moteur hydraulique et l'arbre 1 constitue un prolongement de l'arbre de ce moteur. Le carter 4 du dispositif de freinage comporte une face plane 5 qui est appliquée sur une face transversale plane 6, que comporte le bâti 2, ce carter étant rendu solidaire du bâti au moyen de vis 7 un joint d'étanchéité 8, logé dans une * rainure du bâti et maintenu en appui sur la face 5 du carter, rendant étanche le plan 9 d'assemblage du carter sur le bâti. * 30 Dans les six réalisations, le carter 4 est creux et est fermé, soit par un couvercle 10 (figures 1 à 3, et 6), soit par le couvercle 10 et une rondelle élastique associée 46, 47 (figures 4 et 5) Une enceinte fermée 11 est donc ménagée dans ce carter, à l'intérieur de laquelle sont disposés des dis- aues de frein 12, solidaires en rotation de l'arbre 1, ainsi que des garnitures de frein 13, solidairesen rotation de la paroi -5- interne du carter, une garniture étant tnterposée entre deux disques successifs, et, de manière connue, la succession axiale des disques et garnitures de frein commençant à une extrémité et finissant à l'autre extrémité de l'empilement par une garniture de frein 13. Un bossage 14 du couvercle 10, en forme de couronne, est disposé en regard, et est en appui sur la garniture de frein 1-3 de l'une des extrémités dudit empilement A observer que, dans les figures 1, 2, 4 et 6, le couvercle 10 a sa périphérie 15 introduite à coulissement axial dans un alésage 16, d'axe 3, ménagé dans l'extrémité du carter 4 opposée à la face 5 Un joint d'étanchéité (en coulissement) 17 est disposé entre l'alésa- ge 16 et la périphérie 15 du couvercle - Dans les réalisations des figures 1 et 2, un ressort de compression 18, constitué par une rondelle ' Belleville", est maintenu en appui sur le côté extérieur 19 du couvercle 10 par un segment de maintien 20 introduit de manière amovible dans une rainure 21 ménagée dans l'extrémité du carter L'effet du ressort 18 est de supprimer les jeux entre les disques 12 et les garnitures de frein 13, et en maintenant celles-ci en appui sur ceux-là, d'immobiliser l'arbre 1 par rapport au carter 4 (et donc par rapport au bâti 2). Dans les réalisations des figures 1 et 6, l'arbre 1 traverse un orifice central 22, dont est muni le couvercle 10, avec interposition d'un joint d'étanchéité (en rotation) 23. Dans la réalisation de la figure 4, l'arbre 1 traverse également un orifice central 37 du couvercle 10, mais avec un large espace 38, de sorte qu'aucun joint d'étanchéité n'est inter- posé entre l'orifice 37 et l'arbre 1 Une bague 39 est immobilisée axialement par rapport à l'arbre par un segment 40 introduit dans une rainure 41 de l'arbre Une rondelle élastique 46, type "Belleville" par exemple, orend appui: sur un segment 42 introduit dans une rainure 43 de l'arbre 1; sur le couvercle 10 pour le mettre lui-même en appui, sur les garnitures de frein 13 enfin, 252 E 978 *- 6:9 9 sur deux joints toriques d'étanchéité interposés, l'un 44 entre elle-même, la bague 39 et l'arbre 1, l'autre 45, entre elle-même et le couvercle 10. Dans les -réalisations des figures 2, 3 et 5, le cou vercle 10 est un voile plein, que l'arbre 1 ne traverse pas. Dans les figures 2 et 3, ce couvercle obture totalement l'ouvertu- re du carter 4 Par contre, dans la figure 5, le couvercle 10 n'occupe que la partie centrale de cette ouverture, le reste de celle-ci étant obturé par une rondelle élastique 47 de maintien en appui du couvercle sur les garnitures de frein 13 A cette fin, la rondelle élastique 47 prend appui sur un segment 48 conte- nu dans une rainure 49 de l'ouverture du carter 4 Deux joints d'étanchéité 50 et 51 sont interposés entre la rondelle 47, et, d'une part, le carter 4 en ce qui concerne le joint 50, d'autre part, le couvercle 10 en ce qui concerne le joint 51. A noter que, dans la réalisation de la figure 6, l'arbre 1 traverse le couvercle 10 avec étanchéité delle élastique 18 prenant appui sur un segment 52 introduit dans une rainure 53 de l'arbre 1 pour pousser le couvercle 10 en appui sur les garnitures de frein 13, sans qu'il soit nécessai- re d'interposer un quelconque joint d'étanchéité entre cette rondelle 18 et les autres pièces. Dans tous les cas, l'arbre 1 traverse le bâti 2 avec interposition d'un joint d'étanchéité (en rotation) 24 Ainsi, l'enceinte 11 est elle complètement isolée de l'extérieur. Dans les réalisations des figures 1, 2, 3 et 5, un raccord 25 débouche dans une chambre périphérique 26 du carter, et permet de relier sélectivement l'enceinte 11 à une pompe 27, la chambre périphérique 26 et l'enceinte 11 étant en communication permanente et formant enfait deux parties d'une même chambre. La pompe 27 a son conduit d'aspiration 35 raccordé à un réservoir 28 de fluide sans pression, et, son conduit de refoulement 29 raccordé à un distributeur de fluide 30 Un conduit 31 relie le distributeur 30 au réservoir 28, un autre conduit 32 reliant le conduit de refoulement 29 à ce réservoir 28, et un clapet de décharge taré 33 étant disposé sur ce conduit 32. -7- Enfin, un conduit 34 relie le distributeur 30 au raccord 25. Ce distributeur 30 a trois positions qui correspon- dent la première position, à la mise en communication des conduits 29 et 34, et, à l'obturation du conduit 31 la deuxième position, à la mise en communication des conduits 29 et 31, et, à l'obturation du conduit 34; et, la troisième position, à la mise en communication des conduits 29, 31 et 34. Le dispositif d'alimentation en fluide sous pression comprenant la pompe 27, le réservoir 28 et le distributeur 30 est conservé (mais non représenté, car identique) dans les réali- sations des figures 4 et 6 La seule différence réside dans le fait que le conduit 34 est raccordé à un conduit 54 ménagé dans l'arbre 1 lui-même, et débouchant directement dans l'enceinte 11 (dans la figure 4, dans la zone de l'espace 38 de cette encein- te 11). Le couvercle 10 des réalisations des figures 1, 2, 4, 5 et 6 est rigide, sensiblement indéformable et son bossage 14 n'est en appui sur l'une des garnitures de frein 13 quo sous l'effet de rappel élastique de la rondelle élastique ( 18, 46, 47). Dans la réalisation de -la figure 3, le couvercle présente une élasticité axiale et constitue de ce fait, lui- même, le ressort de rappel dont l'effet est de mettre en appui le bossage 14 de ce couvercle sur l'une des garnitures de frein 13 Ainsi, il n'y a plus nécessité de prévoir un ressort séparé 18 Bien entendu, il reste nécessaire de procurer un élément d'appui sur le carter à l'élément assurant la fonction élastique, c'est-à-dire à la périphérie 15 du couvercle 10 le segment amovible de maintien 20 et la rainure 21 réalisent cet élément d'appui Il convient également de noter que la périphérie 15 du couvercle 10 n'est plus montée coulissante par rapport au carter 4, dont l'extrémité n'a donc pas à être usinée en un alésa- ge Par contre, un joint d'étanchéité 36 (en compression) est interposé entre le carter 4 et la périphérie 15 du couvercle 10 : 8 8- I 1 doit enfin être noté que si, dans les réalisations représentées, le carter 4 constitue une pièce distincte du bâti 2 auquel il est assemblé avec interposition d'un joint d'étanchéi- té 8, une réalisation évidemment équivalente consisterait à réali- ser le carter monobloc avec le bâti. Les avantages des dispositions qui 'viennent d'être décrites vont être notés ci-après. Tout d'abord, la communication permanente de l'encein- te 11 et de la chambre 26, ou encore, leur confusion en une cham- bre unique, fait que le fluide de défreinage, provenant de la pompe 27 lorsque le distributeur 30 est placé dans sa première position, agit sur la totalité de la section transversale du couvercle 10 (figures 1, 2, 3 et 6), ou sur la section transversa- le du couvercle 10 complétée par la section de la rondelle élasti- que 46, 47 (figures 4 et 5), ce qui constitue une section nette- ment supérieure à celle du piston de défreinage des réalisations antérieures. I 1 devient donc possible, soit de réaliser le défrei- nage en utilisant une pression de fluide identique à la pression antérieurement utilisée, soit d'utiliser une pression inférieure à celle antérieurement utilisée Lorsque la pression choisie est la même qu'antérieurement, l'effort de défreindge e Bt supé- rieur -à ce qu'il était antérieurement, ce qui rend possible l'a- doption d'un ressort ( 18, 46, 47) ayant une force de rappel supé- rieure aux ressorts antérieurement utilisés Dans ce cas, la force de freinage est améliorée (supérieure à ce qu'elle était antérieurement) Mais il est également possible en conservant la même force de freinage, et donc la même force de défreinage qu'antérieurement, d'adopter une pression de défreinage inférieu- re à la pression antérieurement-utilisée, ce qui peut parfois être intéressant. Lorsque le couvercle 10 est traversé par l'arbre 1 (figures 1, 4, 6), l'avantage précédent est déjà obtenu A l'évidence, cet avantage est encore plus significatif lorsque -35 le couvercle 10 n'est pas traversé par l'arbre (figures 2, 3, ) et qu'alors, la section transversale complète agit comme piston de défreinage - 9 - Il faut également noter l'isolement de l'enceinte 11 par rapport au mécanisme contenu dans le bâti 2, au moyen du joint d'étanchéité 24 Ainsi, de manière nouvelle, le fluide (l'huile) qui est contenu dans l'enceinte 11, et dans lequel des particules abrasives de garnitures de frein et/ou de disques de frein peuvent être en suspension, ne risque pas de polluer le mécanisme abrité par le bâti 2 Ceci est tout particulièrement intéressant lorsque ce bâti est celui d'un moteur hydraulique, dont le fonctionnement supporte mal une éventuelle pollution. Par ailleurs, les fluides du frein et du moteur étant isolés l'un de l'autre peuvent être différents et spécifiques de chacune des fonctions correspondantes. La réalisation de la figure 3, dans laquelle le cou- vercle 10 assure également la fonction de rappel élastique, est avantageuse par sa simplicité. Il doit enfin être observé que, la face 19 du couver- cle 10 étant en communication libre avec l'atmosphère, le dépla- cement du couvercle 10, lors d'un défreinage, est effectué sans contrepression Aucun transit hors de, ou vers l'enceinte 11, d'un volume d'huile égal au volume déplacé par le piston de dé- freinage pendant sa course active ne se produit, ce qui contribue à réduire les temps de réponse du dispositif aussi bien en freina- ge, qu'en défreinage. Le fonctionnement du frein est en outre entièrement indépendant de celui du mécanisme sur lequel ce frein est monté. L'invention n'est pas limitée aux réalisations décri- tes, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pour- raient leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit. - R E V E N D 1 C A T I 0 N S- 1 Dispositif de freinage de la rotation relative autour d'un axe ( 3) d'un corps ( 1) et d'un bâti ( 2) montés à rotation relative, ce dispositif de freinage étant constitué par: - un carter ( 4) solidaire en rotation du bâti ( 2) et de façon étanche ( 24) avec ce bâti, un couvercle ( 10, ou 10-46, ou 10-47) de carter adapté avec étanchéité ( 17, 36, 50) à ce carter de manière à réaliser avec celui-ci une enceinte fermée ( 11), une partie au moins ( 14) de ce couvercle étant axialement mobile par rapport au bâti ( 2), au moins un disque de frein ( 12) disposé transver- salement par rapport audit axe de rotation ( 3) et solidaire en rotation d'une première ( 1) des deux pièces montées à rotation relative -corps ( 1) et bâti-, au moins une garniture de frein ( 13) solidaire en rotation de la deuxième ( 2) des deuxdites pièces -bâti et corps-, le ou les disques de frein ( 12) et la ou les garnitures de frein ( 13) étant disposés à l'intérieur de l'enceinte ( 11), alternativement en regard les uns des autres, respectivement, de manière à coopérer au freinage de la rotation relative, la partie ( 14) axialement mobile du couvercle étant axialement ali- gnée avec lesdits disques ( 12) et garnitures de frein ( 13), des organes élastiques de rappel ( 18, 46, 47) dispo- sés entre ladite partie axialement mobile du couvercle et l'une des deuxdites pièces montées à rotation relative -corps ( 1) et bâti ( 2) et aptes, en repoussant cette partie axialement mobile ( 14) et par son intermédiaire, à mettre en appui les garnitures de frein ( 13) sur les disques ( 12), une chambre de défreinage ( 11, 26) ménagée dans le carter et contenant un piston coulissant, attelé à la partie axialement mobile ( 14) du couvercle, cette chambre de défreinage étant susceptible de contenir un fluide sous pression ( 27) dont la pression a un effet antagoniste de celui des organes élastiques de rappel, et, une source de fluide de défreinage ( 27) sous 11 - pression, à laquelle ladite chambre de défreinage est sélective- ment ( 30) raccordée, caractérisé en ce que a) la chambre de défreinage ( 26) et l'enceinte ( 11) fermée sont en communication permanente, et, b) un joint d'étanchéité (en rotation) ( 24) est dispo- sé entre le corps ( 1) et l'ensemble du bâti ( 2) et du carter ( 4), solidaires en rotation. 2 Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston est constitué au moins par une partie du couvercle ( 10). 3 Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une des extrémités du carter ( 4) est conformée en un alésage ( 16) à l'intérieur duquel une partie au moins ( 15) du couvercle ( 10) est montée à coulissement avec étanchéité ( 17) 4 Dispositif de freinage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le couvercle est rigide, cependant que les organes élastiques de rappel ( 18, 46, 47) sont distincts de ce couvercle ( 10). Dispositif de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps ( 1) traverse le couvercle, les organes élastiques de rappel ( 46, 18) sont disposés entre lesdits corps ( 1) et couvercle ( 10), et, un dispositif d'étanchéi- té en rotation ( 17) est disposé entre lesdits alésage ( 16) et couvercle ( 10). 6 Dispositif de freinage selon la revendication , caractérisé en ce qu'un passage ( 38) est ménagé entre le corps ( 1) et le couvercle ( 10), cependant que les organes élastiques de rappel comportent au moins une rondelle élastique de révolu- tion ( 46), des joints d'étanchéité ( 44, 45) étant interposés entre cette rondelle ( 46) et, d'une part le corps ( 1), d'autre part le couvercle ( 10). 7 Dispositif de freinage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un dispositif d'étanchéité ( 23) est disposé entre le corps ( 1) et le couvercle ( 10). 12 - 8 Dispositif de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les organes élastiques -de rappel 'I 8, 47) sont disposés entre le carter ( 4) et le couvercle ( 10). 9 Dispositif de freinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le couvercle est constitué par une pièce unique ( 10) conformée en un voile plein non traversé par le corps. Dispositif de freinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le 'couvercle est un ensemble composite constitué par une pièce centrale de poussée ( 10) et une rondelle élastique de révolution ( 47), des joints d'étanchéité ( 51, 50) étant disposés entre ladite rondelle élastique et, d'une part ladite pièce de poussée ( 10), d'autre part le carter ( 4). 11 Dispositif de freinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le corps ( 1) traverse le couvercle ( 10), cependant qu'un dispositif d'étanchéité en rotation ( 23) est disposé entre lesdits corps ( 1) et couvercle ( 10). 12 Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le couvercle ( 10) possède une élasticité axiale, la partie centrale ( 14) de ce couvercle étant de ce fait mobile par rapport à la périphérie ( 15) dudit couvercle, cependant que cette périphérie ( 15) est en appui sur le carter ( 4) et y demeure par un moyen de maintien ( 20), tel qu'un segment amovible ( 20) engagé dans une rainure ( 21) du carter. 13 Dispositif de freinage selon la revendication 12, caractérisé en ce que les organes élastiques de rappel sont constitués par le couvercle ( 10) lui-même.