Brevet FR2548302A1 — publié le 19850104

FREIN MULTIDISQUE PERFECTIONNE L'invention se rapporte à un frein multidisque, comprenant un premier disque rotatif solidaire d'un moyeu et un second disque rotatif monté sur le moyeu avec possibilité de coulissement parallèlement à la direction de l'axe de celui-ci, les axes du moyeu et desdits disques étant confondus, ainsi qu'un ensemble de patins de friction comportant des garnitures de friction susceptibles d'être appliquées sur les faces des disques par un dispositif d'actionnement tel qu'un vérin hydraulique à étrier; le second disque est porté par un manchon cannelé intérieurement qui peut coulisser sur une partie du moyeu cannelée extérieurement, l'engrènement mutuel de ces cannelures assurant l'entraînement en rotation du second disque par le moyeu. Lorsque les cannelures ont des flancs plans radiaux, le manchon se trouve guidé dans de bonnes conditions au cours de ses mouvements de translation sur le moyeu Mais on constate que les cannelures ont tendance à se mater, ce qui accroit les frottements et peut con20 duire à un blocage du manchon, donc du disque qu'il porte, introduisant de graves perturbations dans le fonctionnement du frein En outre, de telles cannelures doivent être réalisées par brochage, mode d'usinage onéreux. C'est pourquoi on donne aux flancs des 25 cannelures une forme galbée à la manière de dents d'engrenages, de sorte que les flancs de deux cannelures adjacentes du manchon et du moyeu ne sont en contact que suivant une ligne sensiblement parallèle à l'axe Un autre inconvénient apparaît alors, lorsque les garnitures de freinage sont localisées sur un secteur angu30 laire limité du pourtour des disques, comme c'est le cas pour les freins appelés à subir des actionnements violents répétés, tels que les freins de poids lourds, dont les disques dei vent offrir une surface exposée à l'air libre aussi grande que possible en vue de leur refroidissement, Au cours d'une opération de freinage, le disque coulissant, sollicité en translation uniquement dans la région du secteur couvert par les garnitures, a tendance à basculer, 5 son manchon porteur prenant une certaine obliquité par rapport à l'axe qui peut conduire de nouveau à un blocage du fait des pentes des flancs non radiaux des cannelures. Afin de remédier à cet inconvénient, il est 10 prévu selon l'invention de placer un agencement de guidage radial du manchon par rapport au moyeu à chacune des extrémités du manchon, cet agencement assurant le centrage du manchon par ses extrémités indépendamment des flancs des cannelures Ainsi, le manchon se trouve 15 guidé d'une manière parfaite sur le moyeu, sans risque de prendre une obliquité néfaste, les flancs des cannelures étant déchargés de la tâche de guidage radial du mannchon. Dans une forme d'exécution avantageuse, l'agencement de guidage radial précité consiste en une 20 surface annulaire appartenant à l'un des éléments en coulissement mutuel (manchon ou moyeu), en contact de glissement avec une surface annulaire conjuguée appartenant à l'autre élément (moyeu ou manchon), l'une de ces surfaces annulaires étant située à l'intérieur de l'autre. 25 Ces deux surfaces annulaires peuvent être des surfaces continues, les cannelures du manchon et du moyeu étant interrompues dans la région de ces surfaces. Elles peuvent aussi comprendre une surface annulaire continue, les cannelures de l'élément qui la comporte 30 étant interrompues dans la région de cette surface, et la surface annulaire discontinue offerte par les sommets des cannelures de l'autre élément Dans ce dernier cas, de préférence, la surface continue appartient au manchon et coopère avec les sommets des cannelures du moyeu. 35 Chaque surface annulaire continue peut être obtenue par usinage dans la masse du manchon ou du moyeu Elle peut aussi être constituée par la surface annulaire (interne ou externe suivant qu'il s'agit du manchon ou du moyeu) d'une bague rapportée, avantageusement en bronze. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, en regard des dessins annexes, d'un 10 exemple de réalisation non limitatif. La figure 1 représente, en coupe axiale, un frein à disques agencé conformément à l'invention. La figure 2 représente une section partielle suivant la ligne II II de la figure 1. La figure 3 représente, à plus grande échelle, des cannelures parmi celles qui apparaissent sur la figure 2. La figure 4 représente une section partielle suivant la ligne IV IV de la figure 1. Le frein multidisque représenté sur la figure 1 comporte un premier disque rotatif 1 dit extérieur et un second disque rotatif 2 dit intérieur, tous deux montés sur un moyeu 3 dont l'axe 4 coincide avec ceux des disques 1 et 2 Tandis que le disque 1 25 est solidaire du moyeu 3, donc fixe dans la direction de l'axe 4, le disque 2 peut se déplacer suivant cette direction, étant fixé à un manchon 5 cannelé intérieurement qui peut coulisser sur une partie cylindrique cannelée 3 a du moyeu autour de laquelle il est engage, 30 son entraînement en rotation par le moyeu étant assuré par l'engrènement de ses cannelures 25 avec les cannelures 23 du moyeu 3. Chaque disque de frein 1 ou 2 coopère avec une paire de patins de friction 6 et 7 ou 8 et 9 35 disposés de part et d'autre du disque de frein 1 ou 2 4. correspondant et susceptibles d'être appliqués contre les faces latérales de celui-ci Chacun de ces patins de friction 6,7,8,9 comprend une garniture de friction et une plaque porte-garniture 11, chaque garniture 10 coopérant avec la face adjacente du disque 1 ou 2 correspondant. Un étrier 12 est disposé par-dessus les disques de frein 1, 2 et leurs patins de friction 6,7, 8,9 de façon à coiffer l'ensemble disques-patins Dans 10 la partie de l'étrier 12 située du côté du disque intérieur 2 est prévu un moteur de commande tel qu'un vérin hydraulique 13 dont le piston 14 est susceptible d'agir sur la plaque porte-garniture 11 du patin intérieur 9 et, par réaction et grâce à son nez échancré 12 a, sur 15 la plaque porte-garniture 11 du patin extérieur 6, de manière à commander le serrage de l'ensemble disquespatins suivant la direction de l'axe 4 et à faire ainsi naitre une friction de freinage entre chaque garniture 10 et la face de disque conjuguée Cette action 20 s'accompagne d'un déplacement du disque intérieur 2 parallèlement à l'axe 4 par coulissement du manchon 5 sur la partie 3 a du moyeu 3, dont les cannelures, parallèles à l'axe 4, sont protégées des salissures qui pourraient les encrasser par des soufflets souples 46, 25 47 de forme cylindrique enveloppant le manchon 5 et la partie 3 a du moyeu de part et d'autre de la couronne a de fixation du disque 2 au manchon 5. Pour éviter tout risque de coincement mutuel des cannelures 23, 25 par matage, ce qui conduirait 30 à un blocage en direction axiale du disque coulissant 2, les flancs des cannelures sont non pas plans et radiaux mais galbés (fig 3) à la manière des dents d'engrenages en développantede cercle Les flancs coopérant des cannelures 23,25 sont alors en-contact non pas 35 par des surfaces, mais suivant des lignes 35 sensible- ment parallèles à l'axe 4, un intervalle 36 étant ménagé entre le sommet de chaque cannelure et le fond de l'intervalle séparant les deux cannelures opposées adjacentes. Mais, étant donné que les garnitures de 5 freinage 10 ne couvrent qu'un secteur angulaire limité (d'environ 60 ) sur le pourtour des disques 1,2, l'effort de compression engendré par le vérin 13 et l'étrier 12 ne s'exerce sur les disques que dans ce secteur, ce qui tend à faire basculer le disque coulissant 2 et son manchon support 5 par rapport à l'axe 4 Pour éviter que l'angle de contact o des cannelures 23, 25 crée alors, par effet de coin, un arc boutementdu manchon 5 sur le moyeu 3, d'o de nouveau un blocage du disque 2, le manchon 5 est pourvu, à chacune de ses extrémités, d'une bague de 15 guidage 30 qui prend appui par sa surface annulaire interne sur les sommets des cannelures 23 du moyeu 3 (fig 4), les cannelures 25 du manchon 5 étant raccourcies pour donner place auxdites bagues 30 Ce sont ces bagues de guidage qui reprennent le couple de bascule20 ment imprimé par le disque 2 au manchon 5, de sorte que tous efforts parasites dans les cannelures susceptibles de créer un coincement sont éliminés. Bien entendu, les cannelures 23 du moyeu ont une longueur suffisante pour fournir un appui à 25 l'entière surface interne des bagues 30 du manchon 5, quelle que soit la position que peut prendre le disque coulissant 2 au cours d'une opération de freinage. ? 548302 REVENDICATIONS 1 Frein multidisque, comprenant un premier disque rotatif solidaire d'un moyeu et un second disque rotatif monté sur le moyeu avec possibilité de coulissement parallèlement à la direction de l'axe de celui-ci, les axes du moyeu et desdits disques étant confondus, ainsi qu'un ensemble de patins de friction comportant des garnitures de friction susceptibles d'être appliquées sur les faces des disques par un dispositif d'actionnement tel qu'un vérin hydraulique à étrier, ces garnitures ne 10 s'étendant que sur un secteur angulaire limité du pourtour des disques, tandis que le second disque est porté par un manchon cannelé intérieurement qui peut coulisser sur une partie du moyeu cannelée extérieurement, ces cannelures, dont l'engrènement assure l'entraînement en rotation du second disque par le moyeu, ayant des flancs galbés à la manière de dents d'engrenages de sorte que les flancs de deux cannelures adjacentes du manchon et du moyeu ne sont en contact que suivant une ligne sensiblement parallèle à l'axe, ce frein étant caractérisé par le fait qu'un agencement de guidage radial du manchon ( 5) par rapport au moyeu ( 3) est prévu à chacune des extrémités du manchon. 2 Frein selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'agencement de guidage radial consiste en une surface annulaire appartenant à l'un des éléments ( 3,5) en coulissement mutuel, en contact de glissement avec une surface annulaire conjuguée appartenant à l'autre élément ( 5,3), l'une de ces surfaces annulaires étant située à l'intérieur de l'autre 3 Frein selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'agencement de guidage radial consiste en deux surfaces annulaires continues, les cannelures ( 25,23) du manchon ( 5) et du moyeu ( 3) étant interrompues ? 548302 dans la région de ces surfaces. 4 Frein selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'agencement de guidage radial consiste en une surface annulaire continue, les cannelures de 5 l'élément qui la comporte étant interrompues dans la région de cette surface, et la surface annulaire discontinue offerte par les sommets des cannelures de l'autre élément. Frein selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la surface continue appartient au manchon 5) et coopère avec les sommets des cannelures ( 23) du moyeu ( 3). 6 Frein selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que chaque surface 15 annulaire continue est réalisée par usinage dans la masse de manchon ( 5) ou du moyeu ( 3). 7 Frein selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que chaque surface annulaire continue est celle d'une bague ( 30)rapportée 20 dans le manchon ( 5) ou dans le moyeu( 3). 8 Frein selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite bague ( 30) est une bague en bronze.