Brevet FR2548303A1 — publié le 19850104

PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX FREINS MULTIDISQUES L'invention se rapporte à un frein multidisque, comprenant un premier disque rotatif solidaire d'un moyeu qui est relié à un organe à freiner tournant dans un sens de rotation déterminé, et un second disque rotatif monté 5 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 10 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 15 en rotation du second disque par le moyeu. Lorsque l'on déclenche le fonctionnement d'un tel frein à disques, le jeu existant inévitablement entre les cannelures du manchon et du moyeu peut entraîner un claquement causé par la brusque venue en contact des flancs des cannelures qui travaillent durant le freinage pour transmettre le couple de ralentissement du second disque au moyeu Ce phénomène peut s'accompagner de vibrations dans les cannelures entrainant la formation de poudre rouge (Fe 2 03). Afin de remédier à ces inconvénients, qui peuvent se révéler catastrophiques pour les cannelures, l'invention a pour objet un frein du genre indiqué qui comporte en outre un agencement développant entre le manchon et le moyeu un couple qui les sollicite autour de leur axe com30 mun dans un sens tel qu'il tende à mettre en appui mutuel les flancs des cannelures du moyeu et du manchon par lesquels se transmet l'effort de freinage au moyeu Ainsi, à chaque fois qu'un freinage est déclenché, les flancs des cannelures appelés à travailler lorsque le moyeu tourne dans son sens normal se trouvent déjà appliqués mutuellement en contact, et aucun claquement ne peut dès lors se produire. Dans une forme d'exécution préférée, l'agencement créateur de couple comprend au moins un élément élastique disposé et mis en expansion dans un logement réalisé par suppression partielle ou totale d'une ou de 10 plusieurs cannelures entre une cannelure du moyeu et une cannelure du manchon, l'élément élastique prenant appui sur ces dernières cannelures qui limitent ledit logement et tendant à les écarter l'une de l'autre. Avantageusement, l'appui bilatéral de l'élé15 ment élastique s'effectue sur des surfaces planes radiales obtenues par suppression partielle des cannelures limitant le logement, lequel, d'une manière très simple, peut résulter de la suppression sur le manchon comme sur le moyeu d'une cannelure plus une fraction de cannelure, 20 cette fraction étant par exemple voisine d'une demi-cannelure Quant à l'épaisseur donnée au logement (en direction radiale), elle peut être sensiblement égale (ou de préférence légèrement supérieure) à la hauteur des cannelures. Une forme d'exécution préférée de l'invention est caractérisée par le fait que l'élément élastique est constitué par un bloc de caoutchouc ou de matière analogue, de dimensions en section transversale voisines de celles du loganent qui le reçoit, ce bloc étant mis en expansion par intro30 duction d'une cheville dans un conduit interne longitudinal qui y est ménagé C'est la précontrainte résultante qui crée le couple précité entre le manchon et le moyeu Ledit bloc comporte avantageusement sur ses faces latérales d'appui un revêtement favorisant le glissement 35 sur la matière des cannelures, lequel peut être constitué par une lamelle de tôle rapportée sur chaque face latérale du bloc De préférence, le bloc est formé de deux demi-blocs identiques accolés symétriquement suivant le plan radial médian du logement, chacun d'eux comportant une moitié du conduit longitudinal précité. Afin de répartir autour de l'axe du manchon et du moyeu les efforts engendrés par l'agencement créateur de couple, il convient que celui-ci comprenne plusieurs éléments élastiques tels que décrits ci-dessus 10 régulièrement espacés sur le pourtour du manchon et du moyeu et agissant dans le même sens. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, en regard des dessins annexes, d'un 15 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 partie du système de cannelures doté d'un bloc élastique, en coupe par 20 un plan perpendiculaire à l'axe des disques. La figure 3 représente, en perspective et à plus grande échelle, le bloc élastique de la figure 2. La figure 4 représente une coupe suivant la ligne IV IV de l'objet de la figure 2. 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 coïncide avec ceux des disques 1 et 2 Tandis que le disque 1 est solidaire 30 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 du moyeu 3 autour de laquelle il est engage, son entraînement en rotation par le moyeu étant assuré par l'engrènement de ses cannelures 25 avec les cannelures 23 du moyeu 3 (fig 2). Chaque disque de frein 1 ou 3 coopère avec une paire de patins de friction 6 et 7 ou 8 et 9 disposés de part et d'autre du disque de frein 1 ou 2 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 10 et une plaque porte-garniture 11, chaque garniture 10 coopérant 10 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 la partie intérieure de l'étrier 13 est prévu un moteur de 15 commande tel qu'un vérin hydraulique dont le piston 14 est susceptible d'agir sur la plaque porte-garniture 11 du patin intérieur 9 et, par réaction et grace à son nez échancré 12 a, sur la plaque porte-garniture 11 du patin extérieur 6, de manière à commander le serrage de 20 l'ensemble disques-patins suivant la direction de l'axe 4 et à faire ainsi naître la friction de freinage entre chaque garniture 10 et la face de disque conjuguée Cette action s'accompagne d'un déplacement du disque intérieur 2 parallèlement à l'axe 4 par coulissement du manchon 5 25 par rapport au moyeu 3, dont les cannelures, parallèles à l'axe 4, sont protégées des salissures qui pourraient les encrasser par des soufflets souples 46,47 de forme cylindrique enveloppant le manchon 5 et la partie de moyeu sur laquelle il coulisse. Dans les cannelures 23,25 mutuellement engrenées sont réalisés plusieurs logements 49 dont l'un est visible sur la figure 2 Chacun de ces logements, répartis angulairement de façon régulière sur le pourtour (par exemple au nombre de trois espacés de 120 ) résulte 35 de la suppression par enlèvement de matière d'une canne- lure et demie sur le moyeu 3 comme sur le manchon coulissant 5 Les demicannelures subsistantes 23 a et 25 a, appartenant respectivement au moyeu 3 et au manchon 5, limitent latéralement le logement 49 par des faces res5 pectivement contenues dans des plans radiaux 53 et 54. En direction radiale, le logement 49 offre une épaisseur sensiblement égale à la hauteur des cannelures 23, 25. Dans chacun des logements 49 est inséré un bloc élastique 50 en caoutchouc ou en élastomère, de 10 forme générale sensiblement parallélépipédique, composé de deux demi-blocs 50 a identiques et percé longitudinalement d'un conduit central 51 (figure 3) de section circulaire destiné à recevoir une cheville 53 Chaque demibloc 50 a est pourvu d'une lamelle de métal 52 rapportée 15 (par exemple par adhérisation ou surmoulage) sur sa face latérale opposée à celle qui comporte une moitié du conduit 51 La largeur des blocs 50 est sensiblement égale à celle des logements 49, c'est-à-dire à la distance séparant les faces planes des demi-cannelures 23 a, 25 a li20 mitant chaque logement. Une fois un bloc 50 mis en place dans un logement 49, on enfonce dans son conduit 51 ladite cheville 53 en forme de crayon, de diamètre un peu supérieur à celui du conduit 51 Une certaine expansion est 25 ainsi donnée au bloc 50, qui a pour effet de repousser l'une de l'autre les demi-cannelures 23 a,25 a sur lesquelles le bloc 50 prend appui par ses lamelles latérales 52, et par là d'exercer un couple différentiel sur le moyeu 3 et le manchon 5 qui élimine le jeu entre ces éléments dans la liaison d'entrainement en rotation du manchon 5 par le moyeu 3. Plus précisément, afin d'écarter tout risque de claquement au déclenchement d'un freinage, l'ordre des demi-cannelures 23 a, 25 a d'appui de chaque bloc 50 par rapport au sens de rotation 56 du moyeu 3 est choisi 2548303. de manière que le couple que ce bloc exerce entre le manchon 5 et le moyeu 3 tende à presser les uns contre les autres les flancs A des cannelures qui travaillent lors d'un freinage C'est pourquoi la demi- cannelure en aval du bloc 50, suivant le sens 56, appartient au manchon 5 et la demi-cannelure en amont dudit bloc au moyeu 3. Dans la direction longitudinale parallèle à l'axe 4, chaque bloc 50 est arrêté par une 10 paire de bagues de butée 57 (figure 1) solidaires du manchon 5 (ou en variante du moyeu 3). La présence des blocs élastiques 50 procure un effet complémentaire qui se manifeste à la fin de chaque opération de freinage Au cours d'une 15 telle opération, le disque 2 et son manchon porteur se déplacent quelque peu vers le côté extérieur suivant la flèche 60 (figure 4), ce qui induit, malgré le faible coefficient de frottement entre les métaux des lamelles 52 et des cannelures d'appui 23 a, 25 a, une 20 déformation de cisaillement dans les blocs 50, dont chacun prend alors la confiquration indiquée en tirets. La force emmagasinée ainsi dans les blocs 50 est restituée par ceux-ci en fin de freinage et fournit un rappel axial contribuant à ramener le disque 2 en posi25 tion de repos. REVENDICATIONS _____________1 Frein multidisqie, comprenant un premier disque rotatif solidaire d'un moyeu qui est relié à un organe à freiner tournant dans un sens de rotation déterminé, 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, tandis que 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, ce frein étant caractérisé par le fait qu'il comporte un agencement développant entre le manchon ( 5) et le moyeu ( 3) un couple qui les sollicite autour de leur axe commun ( 4) dans un sens tel qu'il tende à mettre en appui 20 mutuel des flancs (A) des cannelures ( 23, 25) du moyeu ( 3) et du manchon 5)par lesquels se transmet l'effort de freinage au moyeu( 3). 2 Frein selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'agencement créateur de couple com25 prend au moins un élément élastique ( 50) disposé et mis en expansion dans un logement ( 49) réalisé par suppression partielle ou totale d'une ou de plusieurs cannelures entre une cannelure ( 23 a) du moyeu ( 3) et une cannelure ( 25 a) du manchon ( 5), l'élément élastique ( 50) prenant 30 appui sur ces dernières cannelures qui limitent ledit logement ( 49) et tendant à les écarter l'une de l'autre. 3 Frein selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'appui bilatéral de l'élément élas- 2548303. tique ( 50) s'effectue sur des surfaces planes radiales obtenues par suppression partielle des cannelures ( 23 a, 25 a) limitant le logement ( 49). 4 Frein selon la revendication 3, carac5 térisé par le fait que le logement ( 49) résulte de la suppression sur le manchon ( 5) comme sur le moyeu ( 3) d'une cannelure plus une fraction de cannelure. Frein selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la fraction de cannelure supprimée 10 est voisine d'une demi-cannelure. 6 Frein selon l'une quelconque des reven'dications 2 à 5, caractérisé par le fait que l'épaisseur du logement ( 49) est sensiblement égale à la hauteur des cannelures ( 23, 25). 7 Frein selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'élément élastique est constitué par un bloc ( 50) de caoutchouc ou de matière analogue, de dimensions en section transversale voisines de celles du logement ( 49) qui le reçoit, ce bloc 20 étant mis en expansicnparintroduction d'une cheville ( 53) dans un conduit interne longitudinal ( 51) qui y est ménagé. 8 Frein selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le bloc ( 50) comporte sur ses 25 faces latérales d'appui un revêtement favorisant le glissement sur la matière des cannelures. 9 Frein selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ce revêtement est constitué par une lamelle de tôle ( 52) rapportée sur chaque face laté30 rale du bloc ( 50). Frein selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que le bloc ( 50) est formé de deux demi-blocs ( 50 a) identiques accolés symétriquement suivant le plan radial médian du logement 35 ( 49), chacun d'eux comportant une moitié du conduit 25483 C 3 longitudinal ( 51). 11 Frein selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'agencement créateur de couple comprend plusieurs éléments élastiques selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, régulièrement espacés sur le pourtour du manchon ( 5) et du moyeu ( 3) et agissant dans le même sens.