Brevet FR2537519A1 — publié le 19840615

Système d'entraînement pour un mécanisme de rotation, de basculement et de déplacement d'un véhicule, notamment d'un excavateur. L'invention concerne un système d'entraînement pour un mécanisme de rotation, de basculement et de déplacement d'un véhicule, notamment d'un excavateur. On connaît des dispositifs de freinage dans des en- grenages planétaires pour des mécanismes de rotation d'exca- vateurs ainsi que des entraînements à chenilles de véhi- cules, qui comportent un frein à disques multiples avec un support axial, disposé entre un arbre d'entraînement et l'en- grenage De tels dispositifs ont une longueur hors tout con- sidérable due aux paires de disques de frein disposés l'un derrière l'autre Ils sont nécessaires pour appliquer le couple de freinage nécessaire malgré un diamètre relative- ment petit Ces dispositifs de freinage connus sont très encombrants et comportent un nombre relativement grand d'éléments structuraux et, en raison de la multiplicité des disques de freinage, ils ont un mauvais comportement au ralenti dû aux frottements résiduels. Le but de l'invention est d'améliorer un dispositif de freinage dans un système d'entraînement du type précité, de façon à obtenir un frein plus performant et plus robuste, plus court, qui soit par ailleurs simple et d'accès facile. Ce but est atteint selon l'invention par le fait que le dispositif de freinage comporte un disque de frein qui s'appuie du coté entrée de l'arbre, sur une *denture de roue solaire de l'engrenage planétaire et est disposé entre deux lames de frein qui sont tenues du côté intérieur du carter de forme cylindrique dans une denture pour les satellites de l'engrenage, un disque de pression relié au carter constituant un support côté carter pour les lames de frein. Les avantages principalement obtenus grâce à l'invention consistent en ce que des dentures de l'engre- nage planétaire existantes, par exemple la denture de la roue solaire ainsi que la denture pour les satellites, servent pour soutenir et déplacer le dispositif de freinage, notamment en ce qui concerne le disque et les lames de frein. Le fait que le couple de freinage s'appuie directement sur le carter d'engrenage dans la-réalisation de l'entraîne- ment de basculement et dans la réalisation de l'entraîne- ment à chenilles, permet une utilisation maximale du bras delevier de freinage dans le but d'obtenir un grand couple de freinage Il n'est donc pas nécessaire d'utiliser plu- sieurs disques ou lames de frein coopérants, comme il est connu d'après la publiçation allemande DE-OS 23 61 022. Un autre avantage, à savoir que le support cons- titue en même temps la cage de transmission planétaire, consiste en ce qu'on évite, grâce au ressort agissant en antagonisme à une position de freinage sur le moyeu du disque de frein, un frottement au ralenti entre les lames et les surfaces de freinage, de sorte qu'il ne peut plus se produire d'usure supplémentaire ni d'entraves à la rotation. Pour la sûreté de fonctionnement du frein, le disque de pression, tenu dans le carter par l'intermé- diaire d'un anneau de soutien coincé dans une gorge annulaire, est muni d'une gorge tournée dans la masse qui délimite la position Celle-ci assure de façon simple que l'anneau de soutien ne peut pas sortir de sa gorge dans le carter et que, lors du montage, la position correcte a été prise. Selon une autre caractéristique, le disque de pression est relié à l'anneau de soutien par une surépais- seur circulaire et le diamètre extérieur de la surépais- seur correspond sensiblement au plus grand diamètre inté- rieur du carter de forme cylindrique. En disposant un piston d'actionnement supplémen- taire dans le piston d'actionnement principal, le dispo- sitif de freinage peut être utilisé comme frein d'immo- bilisation et/ou également comme frein de service. Selon une autre caractéristique, le disque de frein est disposé sensiblement dans le plan longitudinal médian (y-y) d'une roue motrice pour une chenille et il s'appuie dans une denture de l'arbre d'entrée de l'engrenage, et les lames de frein sont tenues dans une roue dentée reliée à un support fixe La disposition du dispositif de freinage dans une roue motrice pour un véhi- cule à chenilles procure, du fait de la faible longueur de construction, l'avantage que le moteur d'entraînement peut maintenant être placé dans le moyeu de ta roue, ce qui évite les mécanismes de renvoi coûteux et compliqués entre le moteur et l'arbre d'entrée de l'engrenage. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés sur le dessin et vont être décrits plus en détail ci-après, sur le dessin La figure 1 représente une coupe à travers un engre- nage planétaire comportant un dispositif de freinage pour un mécanisme de rotation d'un excavateur, La figure 2 a est une vue agrandie du dispositif de freinage selon la figure 1, en position serrée du frein; La figure 2 b est une vue agrandie du dispositif de freinage de la figure 1 en position desserrée du frein; La figure 3 est une coupe à travers un engrenage planétaire avec un dispositif de freinage pour un mécanisme d'entraînement à chenilles d'un véhicule La figure 4 est une vue agrandie du dispositif de freinage selon la figure 3, et La figure S est une coupe à travers un dispositif de freinage comportant deux pistons d'actionnement pour un frein d'immobilisation et pour un frein de service. La figure 1 représente un système de commande 1 pour l'entraînement en basculement d'un excavateur, qui comporte un engrenage planétaire 2 à plusieurs étages avec un dispositif de feinage 3 Un dispositif de freinage 4 pratiquement analogue est prévu dans un engrenage plané- taire 5 pour l'entraînement à chenilles d'un véhicule et est représenté plus en détail sur les figures 3 et 4. Dans la description suivante des figures, on utilise chaque fois le même numéro de référence pour les parties semblables du dispositif de freinage, dans les deux réalisations selon les figures 1 et 3. L'engrenage planétaire 2 du mécanisme de basculement selon la figure 1 est entraîné par un moteur 5 par l'in- termédiaire d'un arbre de sortie du moteur 6, qui est relié à l'arbre d'entrée 7 de l'engrenage La prise de force s'effectue par l'intermédiaire de l'arbre d'en- trée de l'engrenage 7 qui comporte du côté extrémité une -roue dentée coopérant avec une couronne dentée sur la carrosserie du véhicule, non représentée. L'engrenage planétaire 2 est disposé dans un carter 9 fixe, constitué par un corps creux de forme cylindrique 13 et il est relié au véhicule par une-bride 10 de forme appropriée La partie du carter 9 comportant la bride 10 peut également être montée, en fonction des conditions de montage, comme il est représenté en traits mixtes. Le dispositif de freinage 3 est réalisé sous forme de frein à ressort accumulateur et il comporte essentielle- ment un disque de frein'11 tenu dans la denture 12 de l'ar- bre de sortie 6 du moteur Ce disque est tenu dans cette denture 12 de façon à pouvoir se déplacer axialement et il s'étend jusqu'au plus grand diamètreintérieur D du corps creux 13 en forme de cylindre La denture 12 est continue et correspond à la denture de la roue solaire 14 de l'engrenage planétaire 2 Le disque de frein 11 est disposé avec ses surfaces de freinage 15 et 1 Sa entre deux lames de frein 16 et 17 Cellesci sont tenues sur le côté intérieur du corps creux 13 dans une denture existante 18 de façon à pouvoir se déplacer axialement. Cette denture 18 est continue et constitue en même temps la denture pour les satellites 19 et 20 de l'engrenage 2. On utilise comme butée pour encaisser et détourner les forces de freinage un disque de freinage 21 qui est maintenu par l'intermédiaire d'un anneau de soutien 22 dans une gorge annulaire 50 de la paroi intérieure du corps creux 13. Le disque de pression 21 est muni sur sa surface extérieure du côté du bord d'une gorge tournée 34 dans laquelle est placé l'anneau de soutien 22 Cette gorge tournée constitue une délimitation intérieure pour l'anneau de soutien 22 dans le sens radial de déplacement, lequel anneau 22 est réalisé par exemple sous forme d'anneau d'écartement. Afin que les efforts axiaux subis par l'anneau de soutien 22 soient aussi faibles que possible, le disque de pression 21 comporte une surépaisseur circulaire 35 Celle- ci a un diamètre extérieur correspondant sensiblement au plus grand diamètre intérieur D du corps creux 13. Face au disque de pression 21 est placé un piston d'actionnement connu 23 qui est guidé dans le corps creux 13 le disque de frein 11 et les lames 16 et 17 se trouvent entre ce piston et le disque de pression 21 Le piston d'actionne- ment 23 est maintenu constamment sous contrainte dans le sens de la flèche 25 par un ressort de pression 24, d'o il résulte un freinage comme il est représenté sur la figure 2 a Pour dégager le dispositif de freinage 3, on introduit un fluide de pression par une canalisation d'alimentation 29 dans un volume 26 formé, entre le piston 23 et un épaulement du carter 28 Ceci provoque le déplacement du piston 23 dans. le sens de la flèche 27 contre l'action antagoniste du ressort de pression 24, pour dégager le dispositif de freinage 3, comme représenté sur la figure 2 b. Le moyeu 30 du disque de frein 11 peut se déplacer axialement entre des butées terminales 31 et 32 Afin d'évi- ter, lors du dégagement du frein dans le sens de la flèche 27, un frottement de ralenti entre les surfaces de freinage 15 et 15 a et les lames de frein 16 et 17, on place entre la butée terminale 32 et le moyeu 30 du disque de frein 11 un ressort 33 agissant dans le sens d'ouverture du frein (sens de la flèche 27). Le dispositif de freinage 4 des figures 3 et 4 correspond pour l'essentiel au dispositif de freinage 3 des figures 1 et 2 11 comporte un disque de frein 11, qui est tenu dans une denture 36 de l'arbre d'entrée 7 de l'en- grenage de façon à pouvoir se déplacer axialement Les lames de frein 16 et 17 sont disposées dans une roue dentée 38 de façon à pouvoir se déplacer axialement, laquelle roue est reliée à un support fixe 39 en forme de manchon Le support 39 comporte un prolongement 40 qui constitue le disque de pression 21 Face à ce disque de pression 21 est placé le piston d'actionnement 23 du dispositif de freinage Il est soumis à la contrainte d'un ressort de pression 24 et déplace le piston dans le sens de la flèche 41 pour serrer le frein Le dégagement du dispositif de freinage s'effectue comme pour le dispositif de freinage de la figure 1. Le disque de frein 11 de cette réalisation des figures 3 et 4 s'étend sensiblement dans le plan longitudi- nal médian vertical y-y de la roue motrice 47, d'o il résulte que le moteur 5 prend une position à l'intérieur du contour de la chenille, c'est-à-dire que la délimitation postérieure du carter du moteur 5 s'étend derrière un plan vertical A-A délimite par le bord intérieur de la chenille 49.En outre, le support 39 va jusqu'au plan vertical y-y de sorte que le dispositif 3 se trouve entre le support 39 et le moteur d'entraînement 5 Le soutien est assuré par l'intermédiaire d'un seul palier 37 situé sensiblement dans le plan y-y. Selon une autre forme de réalisation du dispositif de freinage selon la figure 5, celui-ci peut comporter, pour être utilisé comme frein de service et d'immobilisation un premier piston d'actionnement 42, qui correspond pour l'essentiel au piston d'actionnement 23 du dispositif de freinage 3 et 4 Dans ce piston 42 est disposé un autre piston d'actionnement 43 alimenté en fluide de pression de façon à pouvoir se déplacer Pour actionner le frein de service, le piston 42 est alimenté en pression de sorte qu'il effectue un mouvement dans le sens de la flèche 44 jusqu'à venir au contact du carter Ensuite, l'autre piston 43 est alimenté en pression par la canalisation d'alimen- tation 45, de sorte qu'il effectue un mouvement dans le sens de la flèche 46 et qu'il applique les lames 16, 17 contre les surfaces de freinage 15, 15 a du disque de frein 11 et provoque le freinage. REVENDICATIONS 1 Système d'entraînement pour un mécanisme de rotation, de basculement et de roulement d'un véhicule, notamment d'un excavateur, dans lequel un moteur d'entraî- nement est relié par l'intermédiaire d'un arbre de sortie du moteur à un engrenage planétaire comportant un arbre d'entrée d'engrenage, et les arbres coopèrent avec un dispositif de freinage actionné par un moyen de pression, notamment un frein à ressort d'accumulation disposé dans le carter de l'engrenage planétaire, caractérisé par le fait que le dispositif de freinage ( 3) comporte un disque de frein ( 11) qui s'appuie du côté entrée de l'arbre ( 6) sur une denture de roue solaire ( 12) de l'engrenage pla- nétaire ( 2) et est disposé entre deux lames de frein ( 16, 17) qui sont tenues du côté intérieur du carter ( 9) en forme de cylindre dans une denture ( 18) pour les satellites ( 19, 20) de l'engrenage ( 2), un disque de pression ( 21) relié au carter ( 9 M constituant un support côté carter pour les lames de frein ( 16, 17)- 2 Système d'entraînement, notamment pour le méca- nisme de roulement d'un véhicule, dans lequel un moteur d'entraînement est relié par l'intermédiaire d'un arbre de sortie de moteur à un engrenage comportant un arbre d'entrée d'engrenage, et les arbres coopèrent avec un dispositif de freinage actionné par un moyen de pression et disposé à l'intérieur d'un carter pour l'engrenage plané- taire, notamment selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque de frein ( 11) est disposé sensiblement dans le plan longitudinal médian vertical (y-y) d'une roue motrice ( 47) pour la chenille ( 48) et s'appuie dans une denture ( 36) de l'arbre d'entrée de l'engrenage et que les lames de frein ( 16, 17) sont tenues dans une roue dentée ( 38) reliée à un support fixe ( 39). 3 Système d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support ( 39) s'étend jusque dans le plan longitudinal médian vertical (y-y) et le dispositif de freinage ( 3) est intercalé entre le support ( 39) et le moteur d'entraînement ( 5), et le soutien est assuré par un seul palier ( 37) disposé sensiblement dans le plan (y-y). 4 Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le support ( 39) constitue en même temps une cage de transmission planétaire. Système d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement ( 5) est disposé à l'intérieur du support ( 39), ce moteur s'étendant entre le disque de frein ( 11) et un plan (A-A) vertical limité par le bord intérieur ( 49) de la chenille. 6 Système d'entraînement selon les revendications 1, 2 et/ou 5, caractérisé en ce que le disque de frein ( 11) est maintenu sur la denture de roue solaire ( 12) de façon à se déplacer axialement entre deux butées terminales ( 31, 32) et qu'un ressort ( 33) agissant dans la position de dégagement du frein (sens de la flèche 27) est disposé entre l'une des butées ( 32) et le moyeu ( 30) du disque de frein ( 11). 7 Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le disque de pression ( 21) est maintenu dans le carter ( 9) par l'intermédiaire d'un anneau de soutien ( 22) qui est coincé dans une gorge annulaire ( 50). 8 Système d'entraînement selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'anneau de soutien ( 22) est. disposé dans une gorge tournée ( 34) de la surface exté- rieure du disque de-frein ( 11) du côté du bord, qui cons- titue une délimitation intérieure de l'anneau de soutien ( 22) dans le sens du déplacement axial. 9 Système d'entraînement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le disque de pression ( 21) est relié par une surépaisseur circulaire ( 35) à l'anneau de soutien ( 22), et que le diamètre extérieur de la surépaisseur ( 35) correspond sensiblement au plus grand diamètre intérieur (D) du carter ( 9) en forme de cylindre. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de freinage ( 3, 4) est un frein d'immobilisation et/ou un frein de service réalisé sous forme de frein à à ressort d'accumulation. 11.Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour former un frein combiné de service et d'immobilisation, un autre piston d'actionnement ( 43) subissant l'effet d'un moyen de pression et pouvant être actionné séparément pour le frein de service, est maintenu dans un piston d'action- nement ( 42) soumis à un moyen de pression (figure 5).