Brevet FR2592928A1 — publié le 19870717

Dispositif de freinage pour véhicules dans lequel le frein de service et le frein de parc ont une partie mobile commune La présente invention concerne un dispositif de freinage pour véhicules, comprenant des organes de freinage susceptibles d'être actionnés par l'intermédiaire d'une tige déplacable axialement sous la commande d'un frein de service ou d'un frein de parc. Les dispositifs de freinage de ce type sont relativement encombrants et posent des problèmes aux constructeurs ou aux réparateurs qui ne disposent pas toujours d'une place suffisamment grande pour pouvoir les installer sur les véhicules. Ils ont en outre une structure dont la complexité rend leur fabrication onéreuse. La présente invention se propose en premier lieu de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un dispositif de freinage du type précité qui se caractérise en ce que le frein de service comporte un cylindre renfermant un piston déplaçable axialement vers l'avant en direction des organes de freinage, sous la commande d'un fluide sous pression, et apte à entraîner la tige avec lui pendant son déplacement ;; en ce que le frein de parc comporte des moyens élastiques comprimés entre une butée postérieure ménagée sur un manchon entourant la tige, en avant du frein de service, et une butée antérieure ménagée sur une enveloppe cylindrique entourant les moyens élastiques et en ce que le cylindre et l'enveloppe constituent une pièce unique montée coulissante dans un boîtier cylindrique comportant une protubérance interne en arrière de l'cnveloppe et formant avec le cylindre une chambre annulaire en arrière de la protubérance, le frein de parc étant actif lorsque les moyens élastiques maintiennent l'enveloppe en avant de la protubérance et inactif lorsqu'un fluide envoyé sous pression dans la chambre annulaire maintient l'enveloppe contre la protubérance, à l'encontre de l'action des moyens élastiques. Cet ensemble de dispositions permet de réaliser les dispositifs de freinage sous une forme plus compacte et donc de résoudre le problème posé par le manque d'espace libre disponible sur les véhicules. I1 contribue en outre à simplifier la structure de ces dispositifs et à éliminer les risques de défaillance. I1 augmente par ailleurs les conditions de sécurité puisque le frein de parc peut assurer le serrage des organes de freinage mime si le frein de service est hors d'usage. On notera encore qu'il ne permet pas de superposer les efforts du frein de parc et du frein de service, ce qui évite de soumettre les organes de freinage à des efforts excessifs risquant de les déformer ou de les détériorer. pe préférence, la protubérance interne du boitier est annulaire tandis que la chambre annulaire est située immédiatement derrière elle. Par ailleurs, le piston du frein de service est constitué par un étui cylindrique fermé à son extrémité postérieure et dans lequel l'extrémité postérieure de la tige est retenue par un dispositif de rattrapage automatique d'usure. Grâce à ce dispositif de rattrapage automatique d'usure, la force d'actionnement qu'exerce la tige sur les organes de freinage demeure pratiquement constante quelle que soit l'usure de ces derniers, ce qui permet un fonctionnement plus sûr et plus régulier du dispositif de freinage. Avantageusement, le boîtier cylindrique comporte un orifice axial hors duquel la tige se prolonge en direction des organes de freinage, cet orifice étant fermé par un couvercle amovible pourvu d'une ouverture dans laquelle la tige est immobilisée en rotation. Comme le dispositif de rattrapage d'usure permet à la tige de se déplacer vers l'avant par rapport au piston du frein de service, il est bien entendu nécessaire de la ramener dans sa position initiale lors du remplacement des pièces usées des organes de freinage. Le dispositif conforme à la présente invention permet précisément de réaliser cette opération de manière simple et rapide puisqu'il suffit, pour la mener à bien, de séparer le couvercle du boîtier cylindrique et de faire tourner la tige à la main dans le sens dans lequel elle se visse dans l'écrou du dispositif de rattrapage d'usure pour pénétrer davantage dans le piston. Selon un mode de réalisation particulièrement utile, le dispositif de freinage conforme à l'invention comporte en outre une roue dentée solidaire en rotation du manchon, cette roue engrenant avec un pignon calé sur un arbre de commande se prolongeant à l'extérieur du boîtier cylindrique tandis que le manchon est déplaçable axialement par rapport à la roue dentée lorsque l'arbre de commande est entraîné en rotation. Lorsqu'à la suite d'une défaillance, le frein de parc actionne les organes de freinage de façon intempestive, son action peut être facilement supprimée. Il suffit en effet de faire tourner l'arbre de commande dans le sens dans lequel la roue dentée permet au manchon de se déplacer vers l'arrière, en direction du frein de service, afin de détendre les moyens élastiques. Un mode d'exécution de la présente invention sera décrit ci-après à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels . la figure 1 est une vue en coupe des moyens mis en oeuvre pour actionner le dispositif de freinage conforme à l'invention . la figure 2 est une vue en coupe effectuée selon la ligne II-II de la figure i . la figure 3 est une vue partielle en coupe montrant la partie de droite de la figure 1 dans le cas où le frein de service est actionné ; et . la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 mais dans laquelle le frein de parc est actionné alors que le frein de service est inactif. Le dispositif de freinage que l'on peut voir sur la figure 1 comprend tout d'abord des organes de freinage 1 qui ont été représentés de façon schématique sur la figure 1 car il s'agit en fait d'éléments classiques pouvant par exemple être constitués par des mâchoires ou des disques. Il comprend également un frein de service 2 et un frein de parc 3 susceptibles d'être actionnés indépendamment l'un de l'autre afin de déplacer axialement une tige 4 destinée elle-même à actionner les organes de freinage 1. Le frein de service 2 comporte un cylindre 5 dont l'extrémité postérieure est fermée par un fond pourvu d'un canal axial 6 relié d'une manière connue en soi à une source de fluide sous pression non représentée et dont l'extre- mité antérieure est pourvue d'une collerette annulaire 7 tournée vers l'extérieur, ainsi qu'un piston 8 constitué par un étui cylindrique fermé à son extrémité postérieure, ce piston étant déplaçable dans le cylindre 5 et apte à entraîner la tige 4 vers l'avant, c'est-à-dire dans le sens de la flèche F, lorsqu'un fluide sous pression est envoyé dans le canal 6. Le frein de parc 3 comporte quant à lui des moyens élastiques 9, par exemple des rondelles Belleville, comprimés entre une butée 10 constituée par une collerette externe prévue à l'extrémité postérieure d'un manchon 11 entourant la tige 4, en avant du frein de service 2, et une butée 12 constituée par une collerette interne prévue à l'extrémité antérieure d'une enveloppe 13 entourant les moyens élastiques 9 et dont l'extrémité postérieure est fixée à la périphérie de la collerette 7 du cylindre 5. Le cylindre 5 du frein de service et l'enveloppe 13 du frein de parc constituent une pièce unique montée coulissante dans un boîtier cylindrique 14 comportant une protubérance annulaire interne 15 contre la surface interne de laquelle le cylindre 5 est déplaçable axialement. Par ailleurs, le cylindre 5 porte une bague externe 16 coopérant avec la surface interne du boîtier, en arrière de la protubérance 15, et délimitant avec cette dernière une chambre annulaire 17 reliée d'une manière connue en soi à une source de fluide sous pression (non représentée) par l'intermédiaire d'un canal 18 réalisé dans le cylindre 5. Le dispositif de freinage selon l'invention comporte également un dispositif de rattrapage automatique- d'usure 19 entre la tige 4 et le piston 8 du frein de service. Ce dispositif de rattrapage d'usure comprend tout d'abord un écrou 20 vissé sur la tige 4 qui est filetée à son extrémité postérieure, cet écrou s'appuyant contre l'extrémité antérieure du piston 8 et comportant une denture sur son extrémité postérieure. Il comprend également une douille 21 située en arrière de l'écrou, comportant une denture sur son extrémité anté-rieure et une fente hélicordale 22 dans sa paroi latérale.Il comprend enfin des moyens élastiques 23 tels que des rondelles ondulées sollicitant la douille 21 contre l'écrou 20 et un doigt de guidage 24 porté par le cylindre 5 du frein de service, ce doigt traversant une rainure 25 réalisée dans la paroi latérale du piston 8, parallèlement à la tige 4, et pénétrant dans la fente hélicoidale 22 de la douille 21. On notera ici que les dentures de l'écrou 20 et de la douille 21 sont conformées pour que cette dernière puisse faire tourner l'écrou lorsque la tige 4 et le piston 8 se déplacent dans le sens inverse de la flèche F sous l'action d'organes de rappel non représentés, et permettre ainsi à la tige 4 de se déplacer dans le sens de la flèche F par rapport au piston 8 de façon à compenser l'usure des organes de freinage 1. Dans sa partie située à l'opposé du frein de service 5, le boîtier 14 comporte une paroi transversale 26 pourvue d'un orifice axial 27 livrant passage au manchon 11 et dans lequel celui-ci est immobilisé en rotation par l'in. termédiaire d'une clavette 28. Il comporte également un capot 29 en avant de la paroi transversale 26, ce capot délimitant une chambre 30 avec celle-ci et étant pourvu à son tour d'un orifice axial 31 dans lequel s'étend l'extrémité l'extrémité antérieure du manchon 11. La tige 4 se prolonge au-delà de l'orifice 31 en direction des organes de freinage 1 et porte sur une partie de sa surface latérale qui s'étend de part et d'autre de cet orifice, deux méplats parallèles 32. D'autre part, l'orifice 31 est fermé par un couvercle amovible 33 fixé par deux vis 34 sur le capot 29 et pourvu d'une ouverture 35 dans laquelle la tige 4 est reçue avec un faible jeu. Celle-ci peut donc se déplacer axialement et non en rotation. Bien entendu, des moyens différents de ceux envisagés ici pourraient être utilisés pour immobiliser la tige 4 en rotation tout en permettant son déplacement axial. On notera par ailleurs que l'extrémité antérieure du manchon 11 est cannelée et qu'elle porte une roue dentée 36 logée dans la chambre 30. Cette roue est pourvue de cannelures complémentaires de celles de l'extrémité antérieure du manchon et s'appuie contre la paroi transversale 26 par l'intermédiaire d'une butée à rouleaux 37. En outre, elle engrène avec un pignon 38 calé sur un arbre de commande 39 monté à rotation sur le boîtier 14 et dont l'extrémité libre, située à l'extérieur de celui-ci, est conformée pour être facilement raccordée à des moyens d'entraînement classiques non représentés. Le dispositif de freinage conforme à l'invention fonctionne de fa çon simple et sûre. On actionne le frein de service 2 (voir la figure 3) en envoyant du fluide sous pression dans le canal 6 ménagé dans le fond du cylindre 5. Sous l'action de ce fluide, le piston 8 se déplace dans le sens de la flèche F en entraînant dans son mouvement la tige 4 et le dispositif de rattrapage 19 à l'exclusion du doigt 24 de celui-ci. Pendant ce temps, la douille 21 tourne autour de son axe sous la commande du-doigt 24 sans toutefois entraîner l'écrou 20, sa denture et celle de celui-ci étant orientées en conséquence. Bien entendu, la tige 4 actionne quant à elle les organes de freinage 1. Lorsque le fluide sous pression n'est plus envoyé dans le canal 6, des organes élastiques de rappel non représentés repoussent la tige 4 dans le sens inverse de la flèche Fjusqu'à ce que le piston 8 revienne dans sa position initiale représentée sur la figure 1. La douille 21, qui tourne pendant ce temps en sens inverse autour de son axe, entraîne alors éventuellement l'écrou 20 dans son mouvement de manière à déplacer la tige 4 par rapport au piston 8, dans le sens de la flèche F, et à compenser ainsi l'usure des organes de freinage 1. On actionne le frein de parc 3 (voir la figure 4) en évacuant le fluide sous pression contenu dans la chambre annulaire 17. En procédant ainsi, on permet en effet aux moyens élastiques 9 de se détendre et de déplacer l'enveloppe 13, le frein de service 2, le dispositif de rattrapage d'usure 19 et la tige 4 dans le sens de la flèche F. On rend bien entendu le frein de parc inactif en envoyant à nouveau le fluide sous pression dans la chambre 17. On notera ici que le dispositif de rattrapage d'usure ntintervient pas lorsque le frein de parc est actionne. On notera par ailleurs que pour ramener la tige 4 dans la position qu'elle occupait dans le cylindre 8 avant l'apparition d'une usure des organes de freinage 1, il suffit d'enlever les vis 34 afin de désolidariser le couvercle 33 du capot 29 et de faire tourner la tige 4 à la main, dans le sens dans lequel elle se visse dans l'écrou 20 en se déplaçant dans le sens inverse de la flèche F. Enfin, on conçoit aisément qu'il suffit de faire tourner l'arbre de commande 39 dans le sens dans lequel la rotation de la roue dentée 36 permet au manchon 11 de se déplacer dans le sens inverse de la flèche F afin de détendre les moyens élastiques 9. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage pour véhicules comprenant des organes de freinage (1) susceptibles d'être actionnés par l'intermédiaire d'une tige (4) déplaçable axialement sous la -commande d'un frein de service (2) ou d'un frein de parc (3), caractérisé en ce que le frein de service (2) comporte un cylindre (5) renfermant un piston (8) déplaçable axialement vers l'avant en direction des organes de freinage (1), sous la comc mande d'un fluide sous pression et apte à entraîner la tige (4) avec lui pendant son déplacement ; en ce que le frein de parc (3) comporte des moyens élastiques (9) comprimés entre une butée postérieure (10) ménagée sur un manchon (11) entourant la tige (4), en avant du frein de service (2), et une butée antérieure (12) ménagée sur une enveloppe cylindrique (13) entourant les moyens élastiques (9) et en ce que le cylindre (5) et l'enveloppe (13) constituent une pièce unique montée coulissante dans un boîtier cylindrique (14) comportant une protubérance interne (15) en arrière de l'enveloppe (13) et formant avec le cylindre (5) une cham- bre annulaire (17) en arrière de la protubérance (15), le frein de parc (3) étant actif lorsque les moyens élastiques (9) maintiennent l'enveloppe (13) en avant de la protubérance (15) et inactif lorsqu'un fluide envoyé sous pression dans la chambre annulaire (17) maintient l'enveloppe (13) contre la protubérance (15), à l'encontre de l'action des moyens élastiques (9). 2. Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la protubérance interne (15) du boltier (14) est annulaire tandis que la chambre annulaire (17) est située immédiatement derrière elle. 3. Dispositif de freinage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le piston (8) du frein de service (2) est constitué par un étui cylindrique fermé à son extrémité postérieure et dans lequel l'extrémité postérieure de la tige (4) est retenue par un dispositif de rattrapage automatique d'usure (19). 4. Dispositif de freinage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de rattrapage automatique d'usure (19) comporte un écrou (20) vissé sur la tige (4), s'appuyant contre l'extrémité antérieure du piston (8) du frein de service (2) et comportant une denture sur son extrémité postérieure, une douille (21) située en arrière de l'écrou (20), comportant une denture sur son extrémité antérieure et une fente hélicoidale (22) dans sa paroi latérale, des moyens élastiques (23) sollicitant la douille (21) contre l'écrou (20), et un doigt de guidage (24) porté par le cylindre (5) du frein de service (2), traver sant une rainure (25) réalisée dans la paroi latérale du piston (8), parallèlement à la tige (4), et pénétrant dans la fente hélicoïdale (22) de la douille (21), les dentures de l'écrou (20) et de la douille (21) étant conformées pour qu'au fur et à mesure de l'apparition d'une usure des organes de freinage (1), la douille (21) fasse tourner l'écrou (20) pendant le retour de la tige (4) dans sa position arrière initiale et permette ainsi un déplacement de celle-ci vers l'avant. 5. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier cylindrique (14) comporte un orifice axial (31) hors duquel la tige (4) se prolonge en direction des organes de freinage (1), cet orifice (31) étant fermé par un couvercle amovible (33) pourvu d'une ouverture (35) dans laquelle la tige (4) est immobilisée en rotation. 6. Dispositif de freinage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tige (4) comporte au moins un méplat latéral (32) sur sa partie voisine de l'orifice axial (31) du boîtier (14) et est reçue avec un faible jeu dans ltou- verture (35) du couvercle (33). 7. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une roue dentée (36) solidaire en rotation du manchon (11), cette roue (36) engrenant avec un pignon (38) calé sur un arbre de commande (39) se prolongeant à l'extérieur du boîtier cylindrique (14) tandis que le manchon (11) est déplaçable axialement par rapport à la roue dentée (36) lorsque l'arbre de commande (39) est entraîné en rotation.