Brevet FR2573828A3 — publié le 19860530

FR 2573828 A3 19860530 FR 8516837 A 19851114 La présente invention concerne une unité hydrau- lique d'actionnement de freins à tambour et mâchoires pour véhicules avec rattrapage de l'usure des garnitures des mâchoires, comprenant un cylindre fixe raccordé au circuit hydraulique de freinage et deux pistons opposés se dépla- çant de façon étanche dans ledit cylindre et reliés aux dites mâchoires pour leur appliquer la pression de freinage. Dans les freins à tambour pour véhicules, les mâchoires sont généralement articulées à une extrémité et actionnées par l'autre extrémité au moyen d'une unité cy- lindre-pistons qui, au moment du freinage, met les mâchoi- res en contact avec le tambour, annulant le jeu normalement prévu entre les dites parties, et applique ensuite la pres- sion de freinage. A mesure que les garnitures des mâchoires s'usent, le jeu entre mâchoires et tambour augmente et, de ce fait, augmente également la course à vide qui précède le début du freinage actif, ce qui constitue un inconvénient. Pour y remédier, on peut insérer dans le mécanisme du frein des dispositifs de rattrapage qui modifient la position de repos des mâchoires au fur et à mesure que se développe l'usure des garnitures. Ces dispositifs peuvent être mon- tés du côté de l'articulation des mâchoires ou bien du cô- té de l'unité hydraulique d'actionnement et ils peuvent être de plusieurs types assurant de plusieurs manières le rattrapage du jeu devenu excessif, mais, dans tous les cas, il s'agit de dispositifs d'un coût relativement élevé, les- quels introduisent une importante complication dans la struc- ture du mécanisme du frein, rendent plus long et coûteux le montage du plateau porte-frein et plus difficile le rem- placement des garnitures usées des mâchoires. Il existe également des dispositifs de rattra- page comprenant un organe, accouplé centralement au cylin- dre de l'unité hydraulique d'actionnement, interposé entre les pistons et coopérant avec eux pour modifier la course permise de manière à rattaper l'augmentation de la course due à l'usure des garnitures des mâchoires. Cependant, ces dispositifs sont encomDrants et ne peuvent trouver leur application que sur des unités hydrauliques de dimensions relativement importantes. Le but de la présente invention est de permet- tre la réalisation de freins à tambour possédant la fonc- tion de rattrapage du jeu devenu excessif par usure de la garniture des mâchoires et qui présentent, en même temps, une simplicité de construction et de montage, ainsi que de remplacement des mâchoires et de leurs garnitures, sen- siblement égale à celle des freins à tambour dépourvus de dispositif de rattrapage. Pour atteindre ce but, l'idée -sur laquelle se fonde l'invention est celle d'incorporer le dispositif de rattrapage du jeu dans l'unité hydrauli- que d'actionnement du frein elle-même, sans modifier l'en- combrement et la forme extérieure de cette unité. Par conséquent, l'invention a pour objet une unité hydraulique d'actionnement de freins à tambour et mâchoires pour véhicules avec rattrapage de l'usure des garnitures des mâchoires, comprenant un cylindre fixe rac- cordé au circuit hydraulique de freinage et deux pistons opposés se déplaçant de façon étanche dans ledit cylindre et reliés auxdites mâchoires pour leur appliquer la pres- sion de freinage, unité hydraulique caractérisée par le fait que, entre lesdits pistons, est monté un organe entretoise de réglage indépendant du cylindre, accouplé audits pis- tons de manière à modifier la position de travailelle-même par rapport à l'éloignement maximal réciproque atteint par les pistons et à limiter la course de rapprochement réciproque des pistons à une longueur comprise dans une plage préétablie, à partir de la position d'éloignement maximal atteinte. Plus particulièrement, l'objet de l'invention est une unité du type indiqué dans laquelle une roue à rochet à denture interne à dents de scie est solidaire d'un des pistons et ris laquelle l'organe entretoise de réglage est monté tournant et avec jeu axial limité par rapport audit premier piston et est accouplé au deuxième piston au moyen d'un filetage rapide, de préférence à plusieurs filets, cet organe étant muni d'un cliquet radial apte à coopérer avec ladite denture interne de la roue à rochet. Grâce à ces caractéristiques, pendant la course de relâchement, les pistons de l'unité, poussés par les ressorts de rappel des mâchoires du frein, ne peuvent effec- tuer qu'une course limitée dans une plage préétablie et, par conséquent, au repos, ces pistons maintiennent les mâ- choires du frein à une distance du tambour comprise, elle aussi, dans une plage correspondante. En rapport avec l'usu- re progressive des garnitures des mâchoires, pendant la phase de freinage les pistons de l'unité. se déplacent au fur et à mesure en s'éloignant toujours davantage l'un de l'autre, mais leur course de rapprochement étant limitée, la distance minimale à laquelle ils peuvent parvenir croît aussi de façon correspondante, réalisant la fonction de rattrapage du jeu accru par l'usure. Une unité de ce type munie du dispositif de rattrapage permet d'adopter, pour le frein, une structure correspondant tout à fait à celle d'un frein ordinaire sans dispositif de rattrapage, avec les avantages qui en découlent. Un autre avantage réside dans le fait que l'unité hydrauli- que d'actionnement avec rattrapage du jeu peut remplacer une unité d'actionnement normale dans un frein dépourvu de dispositif de rattapage, introduisant ainsi dans ce der- nier cette nouvelle fonction. La forme de réalisation préférée selon l'inven- tion est décrite ci-après, à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin schématique ci-joint: Sur ce dessin: La figure 1 est une vue en coupe, à une échelle supérieure à la grandeur nature, de l'unité hydraulique selon l'invention pour l'actionnement d'un frein à tambour. La figure 2 est une vue, à une échelle encore plus grande, selon la flèche II de la figure 1, du seul organe entretoise de réglage de ladite unité. La figure- 3 est une vue en coupe de la seule roue à rochet à denture interne. La figure 4 est une vue de face, selon la flè- che IV de la figure 3, de ladite roue à rochet et du cli- quet destiné à travailler avec celle-ci. En se référant d'abord à la figure 1, la réfé- rence 1 désigne un cylindre destiné à être monté fixe dans le mécanisme d'un frein à tambour et mâchoires et muni d'un raccord 2 pour la jonction avec le circuit hydraulique de freinage permettant d'alimenter la chambre interne du cylindre à travers l'ouverture 3. Dans le cylindre 1 est monté coulissant un premier piston 4 muni d'une garniture d'étanchéité 5 et d'une garniture de protection extérieure 6, ainsi que d'un poussoir 7 apte à appliquer une certaine pression à une extrémité d'une mâchoire de frein, non représentée. Un deuxième piston 8, opposé au piston 4, est également monté avec garniture d'étanchétié 9, garniture de protection 10 et poussoir il pour agir sur la deuxième mâchoire du frein. Selon un système bien connu, les deux pistons 4 et 8 s'éloignent l'un de l'autre sous l'action exercée par un liquide sous pression introduit dans le cylindre 1, pendant la phase de freinage-, et se rapprochent l'un de l'autre sous l'action de ressorts de rappel reliés aux mâchoires, pendant la phase de relâchement. Le premier piston 4 présente une cavité avec filetage intérieur 12 dans laquelle est fixé par vissage le manchon fileté 16 d'une roue à rochet 13 qui possède une denture interne à dents de scie 14. La roue à rochet présente des surfaces plates opposées 15 pour permettre le vissage et le serrage du manchon 16 sur le premier pis- ton 4. Dans la cavité 12 est positionnée une extrémité, munie d'une bague d'arrêt 21, d'un organe entretoise de réglage 17 qui traverse avec accouplement libre tour- nant la roue à rochet 13 et dont l'extrémité opposée 18 présente un filetage rapide à plusieurs filets (par exem- ple, à cinq filets) et est vissée dans le filetage interne correspondant, à plusieurs filets, du deuxième piston 8. La bague d'arrêt 21 est disposée de manière à donner à l'organe entretoise de réglage 17-18 un jeu préétabli par rapport à la roue à rochet 13 et donc au premier piston 4. Ce jeu est choisi en rapport avec la course minimale désirée dans le fonctionnement de l'unité, c'est-à- dire la somme de la partie de course destinée à rapprocher les mâchoires du tambour et de la partie de course destinée à appliquer la pression de freinage. La partie centrale 19 de l'organe entretoise de réglage, située entre les parties 17 et 18 de cet or- gane, présente un siège radial 20, dans lequel est logé un cliquet 22 profilé de manière à pouvoir coopérer avec la denture interne à dents de scie 14 de la roue à rochet 13 et poussé vers l'extérieur par un ressort 23, qui main- tient ce cliquet 22 engagé dans la denture 14. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Tant qu'il n'y a pas d'usure, la course d'éloignement et la course de rapprochement des pistons 4 et 8 sont permises par le jeu axial de l'organe entretoise de réglage 17-18 par rapport au premier piston 4 défini par la position de la bague d'arrêt 21. A mesure que les garnitures des mâ- choires s'usent, l'éloignement des pistons augmente et dé- passe ce jeu préétabli. Dans ces conditions, le filetage rapide 18 (qui constitue un accouplement réversible), à chaque éloignement réciproque des pistons 4 et 8 fait tour- ner légèrement dans un premier sens l'organe entretoise de réglage 17-18, et donc le cliquet 22 de celui-ci, par rapport à la roue à rochet 13, tandis qu'une rotation in- verse correspondante a lieu pendant le rapprochement des pistons. L'inclinaison des dents de scie de la denture 14 est choisie de façon à ce que, par suite de la rotation dans ledit premier sens, le cliquet 22 tende à sauter une dent, ce qui, du reste, ne se produit pas tant que la rota- tion de l'organe entretoise de réglage est inférieure à la distance angulaire entre dents successives de la denture 14. Mais lorsque la rotation imprimée à l'organe entretoise de réglage devient suffisante, le cliquet 22 franchit une dent de la roue à rochet 13, et cette dent empêche ensuite la rotation inverse correspondante au cours du rapprochement suivant des pistons. L'organe entretoise de réglage arrête alors les pistons à une distance plus grande que la distan- ce précédente, rattrapant ainsi l'usure subie par les garni- tures des mâchoires. Une fois ce rattrapage effectué, le jeu au repos des mâchoires par rapport au tambour, qui avait augmenté à mesure que se développait l'usure, retourne à sa valeur initiale. Ce phénomène se repète chaque fois que l'usure des garnitures des mâchoires atteint une valeur préétablie, qui dépend de l'inclinaison du filetage 18 et de la distance angulaire entre les dents successives de la denture interne 14 de la roue à rochet 13. Enfin, lorsque l'usure maximale admise est atteinte et qu'il faut donc remplacer les mâchoires et leurs garnitures, il suffit de faire tourner les deux pistons 4 et 8 de l'unité, l'un par rapport à l'autre, pour que le filetage 18 de l'organe en- tretoise de réglage se visse à nouveau dans le deuxième piston, rétablissant les conditions de départ du dispositif. D'autre part, une telle rotation relative entre les pistons ne peut pas se produire spontanément pendant le fonction- nement par suite du positionnement des poussoirs 7 et 11 sur les mâchoires du frein. L'emploi d'une roue à rochet à denture interne, coopérant avec un cliquet qui se trouve à l'intérieur de cette roue, permet de rendre maximal, à encombrement égal, le rayon de la denture 14 et donc de réduire la distance angulaire entre dents successives, à dimensions des dents égales. Il devient donc possible, les autres conditions restant égales, de réduire le degré d'usure des garnitures des mâchoires après lequel a lieu l'action de rattrapage du jeu excessif, maintenant ainsi au minimum la variation de la course à vide de la pédale du frein avant le début du freinage effectif. Une autre réduction de ce degré d'usu- re peut être obtenue, si on le juge utile, en utilisant deux cliquets 22 opposés entre eux, coopérant avec deux points diamétralement opposés de -la denture 14, et en attri- buant à cette denture un nombre de dents impair. L'emploi d'un filetage 18 rapide à plusieurs filets est assez avantageux, par rapport à la réalisation d'un accouplement à rainure hélicoidale et cheville s'enga- geant dans celle-ci, la pression d'engagement dans l'accou- plement devenant ainsi très faible, ce qui facilite le cou- lissement. Pour la même raison, il est avantageux d'utili- ser une bague d'arrêt 21 plutôt qu'un moyen de limitation du déplacement axial comprenant une cheville s'engageant dans une rainure annulaire. Le dispositif décrit permet donc d'atteindre le but préétabli de la manière la plus satisfaisante, tout en n'exigeant pas des côuts de fabrication excessifs. Comme on le voit, le dispositif de rattrapage est entièrement contenu dans l'unité hydraulique d'action- nement et il n'exige ni augmentation des dimensions ni au- cune forme extérieure spéciale de celle-ci; cette unité peut être utilisée dans n'importe quel mécanisme de frein à tambour ne possédant pas de rattrapage de jeu, dans le- quel elle introduit donc cette fonction. Il en découle une importante simplification aussi bien du montage du plateau porte-frein que de chaque opération concernant les mécanis- mes correspondants, alors que le coût de production du dis- positif de rattrapage incorporé dans l'unité hydraulique est bien moins élevé que celui d'un dispositif de rattra- page ordinaire assurant les mêmes prestations. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et représen- té. On pourra y apporter de nombreuses modifications de détail sans sortir pour cela du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T IONS 1 - Unité hydraulique d'actionnement de freins à tambour et mâchoires pour véhicules avec rattrapage de l'usure des garnitures des mâchoires, comprenant un cylin- dre fixe raccordé au circuit hydraulique de freinage et deux pistons opposés se déplaçant de façon étanche dans ledit cylindre et reliés aux dites mâchoires pour leur ap- pliquer la pression de freinage, unité hydraulique caracté- risée par le fait que, entre lesdits pistons (4-8), est monté un organe entretoise de réglage (17) indépendant du cylindre, accouplé aux dits pistons (4-8) de manière à mo- difier la position de travail elle-même par rapport à l'éloi- gnement maximal des pistons (4-8) entre eux et à limiter la course de rapprochement réciproque des pistons à une longueur comprise dans une plage préétablie, à partir de la position d'éloignement maximal atteinte. 2 - Unité hydraulique pour freins, selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'une roue à rochet (13) à denture interne (14) à dents de scie est so- lidaire d'un des pistons (4) et que l'organe entretoise de réglage (17), monté tournant et avec jeu axial limité par rapport audit premiet piston, est accouplé au deuxième piston (8) au moyen d'un filetage rapide (18), de préfé- rence à plusieurs filets, et est muni d'au moins un cliquet raidal (22) apte à coopérer avec ladite denture (14) inter- ne de la roue à rochet (13). 3 - Unité hydraulique pour freins, selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ladite roue à rochet (13) est fixée au premier piston (4) au moyen d'un manchon fileté (16) vissé dans une cavité filetée du piston (12), que ledit manchon fileté (16) est traversé axialement par l'organe entretoise de réglage (17) et que ce dernier présente, près de son extrémité, une bague d'arrêt (21) qui définit son jeu axial par rapport à la roue à rochet (13) et au premier piston (4). 4 - Unité hydraulique pour freins, selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit organe entretoise de réglage (17) présente une partie centrale (19) avec au moins un siège radial (20) dans lequel est logé ledit cliquet (22) ensemble avec un ressort qui le sollicite vers l'extérieur. - Unité hydraulique pour freins, selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit orga- ne entretoise de réglage (17) est muni de deux cliquets (22) diamétralement opposés et que ladite roue à rochet possède un nombre de dents impair (14).