Brevet FR2536483A1 — publié le 19840525

La présente invention se réfère aux freins dits à tambour, c'est-àdire comprenant un tambour solidaire de la roue considérée et à l'intérieur duquel sont disposées deux mâchoires portées à articulation par un support fixe, un dispositif approprié les commandant à l'écartement pour assurer le freinage Dans les freins du genre en question, les axes d'articulation des deux mâchoires sont situés d'un même côté d'un plan diamétral du tambour. L'une de celles-ci est sollicitée par les frottements dans le sens du serrage lors de la marche normale en avant et on l'appelle en général mâchoire primaire, tandis que l'autre, que les forces de frottement tendent au contraire à desserrer, est la mâchoire secondaire. On distingue fréquemment un axe de référence passant par le milieu de la garniture de la mâchoire primaire (pour parler de façon plus correcte, il s'agit du plan diamétral bissect-eur de l'angle embrassé par la garniture précitée). Dans les freins à tambour classiques, cet axe ou plan est parallèle à celui déterminé par les axes d'articulation des deux mâchoires ainsi qu'à la ligne d'action du dispositif d'écartement de celles-ci. La seule asymétrie qu'on puisse relever dans cette disposition est que la garniture de la mâchoire primaire est le plus souvent quelque peu déportée dans le sens avant par rapport au plan ou axe de référence. Les réactions qui apparaissent lors du serrage sur les deux mâchoires sont très fortement inégales, ce qui conduit à deux inconvénients, savoir une grande inégali- té d'usure des deux garnitures et l'application d'efforts résultants très importants aux roulements de la roue intéressée. On sait par ailleurs que dans le cas des remorques, les systèmes de freinage sont très souvent prévus pour assurer automatiquement le serrage quand la remorque tend à aller plus vite que le véhicule tracteur. Celà s'obtient en ménageant un petit jeu dans le mécanisme d'attelage et en agençant des tringles, leviers, câbles ou analogues pour actionner les freins de la remorque dès que ce jeu est absorbé. Toutefois, on se heurte alors à l'inconvénient qu'il devient impossible de faire reculer le convoi sans procéder à une opération préalable de déblocage des freins. Pour y parer, on a imaginé des freins particuliers dans lesquels la rotation en arrière du tambour décale une partie de l'une au moins des mâchoires pour provoquer le desserrage. Mais on aboutit ainsi à des constructions compliquées et onéreuses, qui peuvent parfois provoquer des blocages intempestifs en cas de non-fonctionnement des ressorts de rappel. L'invention vise au contraire à permettre d'établir un frein à tambour dans lequel 1'inégalité des réactions sur les machoires soit réduite dans une large mesure et qui s'adapte au freinage automatique des remorques sans qu"il soit nécessaire de lui faire comporter des mâchoires à éléments multiples coûteuses et délicates pour permettre le recul du convoi. Conformément à l'invention, la ligne d'action du dispositif d'écartement des mâchoires est fortement oblique par rapport à l'axe ou plan diamétral de référence et va en se rapprochant de lui quand on se déplace sur elle de la mâchoire secondaire vers la mâchoire primaire, l'angle d'obliquité étant préférablement compris entre 35 et 400.Le plan des axes des goujons d'articulation des mâchoires est lui aussi de préférence oblique par rapport au plan de référence. Enfin, dans le cas d'un frein pour remorque à serrage automatique lorsque la remorque tend à se rapprocher du vehicule tracteur, la seule modification apportée au frein réside dans le fait d'une part que la mâchoire secondaire est articulée sur l'axe ou goujon correspondant par l'intermédiaire d'une lumiere en arc de cercle substantiellement concentrique à l'axe du tambour, d'autre part que le ressort de rappel de cette mâchoire secondaire est oriente de manière à tendre à éloigner son extrémité libre dudit goujon ou axe. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue en élévation schématique montrant l'ensem- ble d'un frein à tambour classique. Fig 2 montre de même manière un frein de type classique prévu pour remorque à freinage automatique. Fig. 3 représente schématiquement un frein à tambour établi conformément à l'invention. Fig. 4 montre un tel frein adapte au freinage automatique d'une remorque, les pièces étant figurées à la position de repos. Fig. 5 reproduit fig. 4, mais en montrant l'ensemble à la position de marche arrière lorsque la remorque est déplacée en recul par le véhicule tracteur. On a représenté de façon schématique en fig. 1 un frein à tambour classique. t'on peut y distinguer le tambour proprement dit 1, solidaire de la roue et prévu pour tourner en marche avant dans le sens de la flèche I, une mâchoire primaire 2 qui prend appui sur un goujon 3 solidaire de la partie fixe du frein, cette mâchoire étant équipée d'une garniture 4, une mâchoire secondaire 5 articulée sur un second goujon fixe 6 et équipée d'une garniture correspondante 7, un ressort schématisé en 8 et destiné à rappeler les mâchoires à la position desserrée, et enfin un dispositif schématisé en 9 et propre à permettre d'écarter celles-ci à l'encontre du ressort 8 quand on désire serrer le frein. Des moyens indiqués en 10, mais généralement associés au support fixe du frein, forment butées pour fixer la position des macho ires au repos. L'axe principal à considérer dans le plan de la figure est celui X-X' qui passe par le centre 0 du tambour 1 et par le point milieu A de la garniture 4 de la mâchoire primaire 2 en divisant cette dernière en deux segments de même valeur angulaire g (en réalité, au point de vue strict il ne s'agit pas d'un axe, mais d'un plan diamétral bissecteur de la garniture). Au contraire la garniture 7 de la mâchoire secondaire 5 est divisée par l'axe ou plan précité en deux segments inégaux ss et (point B). A part cela, tout le reste de l'agencement est symétrique par rapport à l'axe Y-Y' perpendiculaire à X - X' et passant par le point 0. Quand on étudie les réactions qui s'exercent lors du serrage d'une part sur les garnitures, d'autre part sur les goujons formant axes d'articulation, on constate qu'elles sont considérables en valeur relative pour la mâchoire primaire (forces schématisées en F1 pour la garniture et en F2 pour l'axe ou goujon 3) et qu'elles sont au contraire beaucoup plus faibles pour la garniture secondaire (flèche F3) et pour le goujon correspondant 6 (flèche F4). Evidemment, si l'on considère le cas de la marche en arrière (flèche II), l'on aboutit à des conclusions inverses. Mais comme le cas du freinage en marche arrière est exceptionnel et n'implique en général que des efforts relativement faibles, on constate en pratique que la garniture primaire 4 s'use beaucoup plus rapidement que la secondaire 7. En outre et surtout, ces réactions considérablement inégales aboutissent à des efforts très importants imposés au tambour 1 du frein et qui doivent être encaissés par les roulements, sans parler du plateau fixe du frein auquel ils sont également appliqués. Quand on désire assurer le freinage automatique d'une remorque lors de la décélération relative du véhicule tracteur, on modifie le frein classique de fig. 1 à la façon indiquée en fig. 2. La mâchoire secondaire est alors en deux pièces, savoir d'une part une embase 11 dont la configuration correspond à peu près à celle de la mâchoire secondaire 5 de fig. 1 avec le goujon 6, le ressort 8 et le dispositif d'écartement 9, d'autre part un porte-garniture 12 relie à l'embase 11 par un système de deux lumières allonges 13 et 14 pratiquées dans celle-ci et traversées par des goujons 15, 16 solidaires du porte-garniture 12. Celui-ci est rappelé dans le sens de marche avant par un ressort schématisé en 17 et il dépasse radialement l'embase 11 pour porter la garniture 7.Lors du freinage en marche avant (flèche I), le porte-garniture 12 ne se déplace pas par rapport à l'embase, le ressort 17 tendant à le maintenir dans les lumières, mais si la remorque tend à avancer par rapport au véhicule tracteur, gracie à un jeu prédéterminé prévu dans l'attelage, un systeme de tringles et/ou de câbles grossièrement schématise en h8, ouvre les mâchoires et provoque le freinage, toujours sans déplacer le porte-garniture 13 dans ses lumières 14, 15 puisqu'on tourne dans le sens avant I. tors de la marche arrière, le système 18 tend bien à ouvrir les mâchoires et à provoquer le freinage automatique, mais comme alors on tourne dans le sens II, le porte-garniture 12 est entraîné dans les lumières 13, 14 et celles-ci sont orientées de façon que ce déplacement provoque le desserrage des machoires, au moins dans la mesure où le système L8 assurerait leur serrage en l'absence des lumières. Ce type de frein est complique et coûteux en raison de la réalisation de la mâchoire secondaire en deux pièces. Il peut provoquer des accidents si le ressort 17 vient à se rompre, car le porte-garniture, alors fou, peut passer à la position de desserrage (ou de serrage minimal;, puis brusquement se coincer en marche avant en revenant à celle de serrage maximal, en provoquant ainsi le blocage brutal de la roue. TS'invention vise à remédier aux différents défauts précités de la technique antérieure. Conformément à l'invention (fig. 3) la ligne d'action du dispositif d'éeartement 9 est fortement oblique par rapport à l'axe X - X' passant par le milieu A de la garniture principale 2, l'angle d'obliquité étant de 360 dans l'exemple représenté. Par ailleurs, si l'on considère le plan P-P' qui passe par les axes des goujons 3 et 6 d'articulation des mâchoires 2 et 5, il est également oblique, mais d'un angle moindre (environ 11" dans l'exemple), par rapport à l'axe de référence X-X'. Si l'on trace l'axe ou plan Q-Q' perpendiculaire à P-P' et équidistant des goujons, on voit qu'il passe entre les mâchoires sans toutefois etre équidistant de celle-ci. Quand on étudie les réactions qui apparaissent avec le frein suivant fig. 3, en utilisant les mêmes références F1, F2, F3 et F4 qu'en fig. 1, on voit que les différences entre la mâchoire primaire et la mâchoire secondaire sont beaucoup moins prononcées. Le tambour et les roulements sont donc moins sollicités. L'usure est mieux répartie sur les garnitures. te fonctionnement général se trouve ainsi amélioré dans une mesure très importante. Quand on désire appliquer le frein suivant l'invention au cas d'une remorque, on articule la mâchoire secondaire 5 au goujon 6 à la façon indiquée en fig. 4, c'est-à-dire par le moyen d'une lumière 19 en arc de cercle concentrique à l'axe ou centre 0 du frein et l'on dispose le système élastique de rappel des mâchoires à la position ouverte de façon qu'il tende à faire tourner cette mâchoire 5 par rapport à la lumière 19 dans le sens correspondant à la marche avant (flèche I).Dans la forme d'exécution représentée, l'on a prévu à cet effet d'utiliser deux ressorts séparés 20 et 21 disposés obliquement de façon à solliciter les mâchoires 2 et 5 non seulement dans le sens du rapprochement, mais également en direction du dispositif d'écartement 9 ; on comprend que dans ces conditions le goujon 6 est normalement maintenu contre le fond de la lumière 19 qui se trouve à droite en fig. 4. Lorsque le tambour 1 tourne dans le sens correspondant à la marche avant (flèche I), le ressort 20 tire la mâchoire secondaire 5 en direction de sa pointe ou extrémité libre (donc à gauche en fig. 4). Si l'on actionne le dispositif d'écartement 9, la garniture 7 s'applique contre le tambour 1 et la réaction tend à entraîner la mâchoire secondaire 5 davantage vers la gauche sur la figure en maintenant ainsi le goujon 6 vers l'extrémité droite de la lumière 19.Le fonctionnement normal du frein n'est donc pas affecté et celui-ci peut notamment intervenir lors des décélérations par l'intermédiaire d'un système de leviers ou câbles tel que 18 (fig. 2), pour assurer un effet de freinage. I1 est d'ailleurs important de noter qu'en raison de l'obliquité de la ligne d'action du dispositif 9, la réaction exercée sur le goujon 6 lorsque le frein est desserrré passe toujours à gauche du point O et ne tend jamais à faire reculer la mâchoire 5 vers la droite en fig. 4 indépendamment de l'effet du ressort 20. Mais lors de la marche en arrière (flèche II de fig. 5), les choses changent. En raison du jeu volontairement prévu dans l'attelage, dès que le véhicule tracteur commence à reculer le système 18 intervient pour agir sur la mâchoire secondaire 5 et tendre à la repousser vers la droite avec une force supérieure à la réaction élastique du ressort 20. En raison de la présence de la lumière 19 cette machoire glisse sur le goujon 6 pour arriver à la position représentée en fig. 5. Il est facile de vérifier qu'a la suite de ce déplacement de la mâchoire 5, la distance d (fig. 4) qui sépare les points d'application du dispositif d'écartement 9 sur les mâchoires s'est accrue pour devenir 1 (fig. 5). Si par conséquent le jeu prévu dans l'attelage, -ou ce qui revient au même, les moyens prévus pour transmettre ce jeu au dispositif d'écartement 9, sont judicieusement établis, le frein se trouve desserré et la remorque peut librement marcher en arriere. Dàs que la marche en avant reprend, la mâchoire secondaire 5 revient à sa position normale de fig. 4 et le frein peut à nouveau fonctionner à la façon prévue pour cette marche. On notera que les ressorts 20 et 21 ont surtout pour but de ramener le dispositif 9 à sa position de repos une fois le freinage terminé. Si l'on admet un léger frottement sous l'effet de la gravité, le système de fig. 4 peut parfaitement fonctionner sans ressorts. On comprend par ailleurs que le frein suivant l'invention apporte une forte amélioration de la répartition des efforts de freinage entre les mâchoires primaire 2 et secondaire 5, cette amélioration pouvant aisément atteindre 30%. La vie utile pratique des garnitures se trouve prolongée dans la même proportion. I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Frein à tambour tournant, du genre comportant deux mâchoires intérieures articulées, la première, ou mâchoire prima-ire, étant orientée de façon que lors de la marche en avant du véhicule le frottement la sollicite au serrage, tandis que l'autre, ou mâchoire secondaire est alors au contraire sollicitée au desserrage, ces mâchoires étant commandées à l'écartement par un dispositif qui détermine entre elles une ligne d'action, caractérisé en ce que si l'on considère le plan diamétral de référence (X-X') bissecteur de l'étendue angulaire de la garniture (4) de la mâchoire primaire (2), cette ligne d'action du dispositif d'écartement (9) est fortement oblique par rapport audit plan et va en se rapprochant de lui quand on se déplace sur elle de la mâchoire secondaire (5) vers la mâchoire primaire (2). 2. Frein suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ltobliqui- té de la ligne d'action du dispositif d'écartement (g) par rapport au plan diamétral de référence (X-X') est comprise entre 35 et 400. 3. Frein suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le plan (P-P') dans lequel se rivent les axes des goujons (3, 6) d'articulation des mâchoires (2, 5) à la partie fixe du frein est également oblique par rapport au plan de référence (X-X') dans le même sens angulaire que la ligne d'action, mais avec un angle d'obliquité moindre. 4. Frein suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le plan diamétral (Q-Q') perpendiculaire au plan des axes des goujons (3, 6) et équidistant de ceux-ci passe entre les mâchoires (2, 5). 5. Frein suivant l'une quelconque des revendications précédentes, destiné à assurer le freinage automatique d'une remorque tendant à aller plus vite que son véhicule tracteur, en utilisant à cet effet la diminution de la distance entre ce véhicule et la remorque, tandis qu'une partie au moins de la mâchoire secondaire s'efface par l'intermédiaire de lumières profilées de façon à ne pas provoquer le freinage lors de la marche en arrière, caractérisé en ce que la mâchoire secondaire (5) est articulée sur son goujon (6) par l'intermédiaire d'une seule lumière (19) allongée en arc de cercle substantiellement concentrique à l'axe (O) du frein, tandis que le systeme élastique (20) qui tend à éloigner cette mâchoire secondaire (5) de la périphérie du tambour (1) est agencé de façon à lui impartir une composante qui tend à la déplacer de façon à éloigner son extrémité libre du goujon (6).