Brevet FR2605372A1 — publié le 19880422

Frein multidisque à desserrage hydraulique et à faible pression de desserrage. L'invention concerne un dispositif de freinage, de préférence un frein multidisque. On connait déjà divers types de freins multidisques à desserrage hydraulique. Dans un frein connu de ce genre, on utilise un piston annulaire qui est monté à joint étanche, par rapport au boîtier du frein, par des garnitures d'étanchéité et qui délimite une chambre de pression dans laquelle est introduit un fluide sous pression développant la pression de desserrage. Ici, le diamètre de joint étanche intérieur est plus grand que le diamètre intérieur des disques, de sorte que, pour obtenir une faible pression de desserrage, en même temps qu'un fort couple de freinage (ce qui suppose une force élevée du ressort), il faut accroître le diamètre extérieur du piston annulaire. Ceci entraîne une augmentation indésirable des dimensions du frein ainsi que de son poids. On connaît déjà, par la demande de brevet allemand nO 33 24 775, un frein multidisque dit à ressort-accumulateur, dans lequel on fait agir la pression de desserrage sur un piston possédant un petit diamètre de joint étanche intérieur. De cette façon, on dispose d'une grande surface pour la pression de desserrage, de sorte qu'on peut se contenter d'une pression de desserrage relativement faible. Toutefois, on doit alors accepter que les disques du frein soient léchés par le fluide sous pression. En outre, la garniture d'étanchéité intérieure, qui définit le diamètre de joint intérieur, frotte sur un arbre tournant. Dans le dispositif de freinage déjà connu, les disques léchés par le fluide perdent de leur efficacité de freinage et le couple de freinage absolu est indéterminé. La présente invention se donne pour but de créer un dispositif de freinage, plus particulièrement un frein multidisque, ayant une conception qui élimine les inconvénients de l'état de la technique. L'invention vise en particulier à perfectionner un dispositif de freinage dans lequel le frein est serré par des moyens élastiques et desserré par un piston actionné hydrauliquement. L'invention a encore pour but de donner à un dispositif de freinage une constitution qui permette d'obtenir un couple de freinage défini avec précision. En même temps, la pression de desserrage doit être faible pour un couple de freinage absolu élevé. Le dispositif de freinage doit en particulier être conçu de manière qu'on puisse utiliser comme pression de desserrage la pression de servo-commande des unités hydrauliques. Selon l'invention, il est prévu à cette fin que le piston définisse une grande surface effective exposée à la pression de desserrage, et qui n'est pas en communication avec les disques, de sorte que les disques sont assurés de rester secs. En outre, il est prévu que le corps de frein qui agit sur les disques du frein soit de petites dimensions. Plus précisément, un dispositif de freinage selon l'invention, notamment un frein multidisque, dans lequel les disques du frein peuvent être chargés par des moyens d'actionnement du frein montés déplaçables selon un mouvement de va-et-vient dans un boîtier, est caractérisé en ce que les moyens d'actionnement du frein comprennent un segment central enfilé à travers le boîtier et dont l'extrémité traversant le boîtier est reliée à un couvercle ou piston qui coulisse à joint étanche dans le boi- tier et délimite une chambre de pression isolée des disques. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de freinage, qui comprend des moyens d'actionnement du frein provoquant le serrage du frein sous l'action de moyens élastiques, ainsi qu'une chambre de pression délimitée par un piston déplaçable selon un mouvement de va-et-vient, et qui possède lui-même une surface active exposée à un fluide sous pression pour desserrer le frein lors de l'introduction du fluide sous pression, est caractérisé en ce que la chambre de pression, qui n'est pas en communication avec les disques du frein, présente une surface active formée pratiquement par toute la surface du piston qui est dirigée vers les disques. Selon une autre caractéristique de l'invention, un dispositif de freinage, qui comprend : un boltier dans lequel des moyens d'actionnement du frein présentant la forme d'un corps de frein sont montés déplaçables selon un mouvement de va-et-vient, plus précisément, entre une position de serrage du frein et une position de relâchement du frein des moyens de freinage qui peuvent être actionnés par les moyens d'actionnement du frein ; des moyens élastiques qui tendent à placer le corps de frein sous précontrainte dans la position de serrage du frein ; et des moyens de desserrage du frein présentant la forme d'un piston, qui tendent à déplacer le corps de frein pour l'amener dans sa position de relâchement du frein lorsqu'un fluide sous pression est admis dans la chambre de pression qui est délimitée par les moyens de desserrage du frein et par le boîtier, est caractérisé en ce que le boîtier forme deux chambres ou compartiments isolés l'un de l'autre de façon étanche, à savoir une première chambre et une deuxième chambre, en ce que la première chambre est en communication avec le frein et en ce que la deuxième chambre peut être chargée par un fluide sous pression de telle manière que le corps de frein soit repoussé vers sa position de relâchement du frein. Selon une autre caractéristique de l'invention, une chambre de frein ou de disques, qui renferme les moyens de freinage, ainsi que la première chambre et la deuxième chambre, sont agencées dans des positions présentant une symétrie de révolution par rapport à un axe longitudinal du dispositif à freiner et du dispositif de freinage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps de frein possède un segment en cloche destiné à s'appliquer contre les disques du frein et un segment de portée, qui présente de préférence la forme d'un arbre, ce segment traversant une cloison du boîtier, et portant le piston, à son extrémité qui émerge à travers l'ouverture de la cloison, de telle manière que, lorsqu'il décrit un mouvement axial à l'encontre de la force des moyens élastiques, ce piston desserre le frein. Selon une autre caractéristique de l'invention, le piston est isolé du boîtier de façon étanche, à laide de deux garnitures d'étanchéité, et il est monté à joint étanche sur le segment de portée à l'aide d'une garniture d'étanchéité. Selon une autre caractéristique de l'invention, le piston est précontraint axialement vers l'intérieur, en direction du dispositif de freinage, par un ressort annulaire disposé au niveau de son pourtour extérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinalepartielle d'un dispositif à freiner, qui comprend un arbre et auquel est associé un frein multidisque - la figure 2 est une représentation schématique de l'invention, selon une vue en coupe longitudinale partielle. La figure 1 représente un dispositif de freinage selon l'invention ayant une structure qui possède une symétrie de révolution et constitué par un frein multidisque 1 qui est fixé à un dispositif 2 présentant un arbre 3 qu'il s'agit de freiner plus ou moins fortement selon les besoins. Le dispositif 2 peut être constitué, par exemple, par un moteur hydraulique. Le frein multidisque 1 est fixé au dispositif 2, plus précisément, par des boulons 10 qui traversent un boltier 6 du dispositif de freinage, appartenant au frein multidisque 1, et qui sont vissés dans le boîtier du dispositif 2. Dans l'agencement représenté, le boîtier 6 du dispositif de freinage est réalisé en deux pièces et il est composé d'une première partie de boîtier en forme de cloche (boîtier de frein) 20, ainsi que d'une deuxième partie de boîtier (boîtier du piston de frein) 21 fixée à la première partie par des vis 33. Le boîtier 21 du piston de frein forme un rebord annulaire 27 qui s'étend sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal 14 du dispositif 2 et il comprend, venue de matière avec ce rebord, une cloison 26 sensiblement radiale et en forme de disque. L'extrémité de l'arbre 3 est montée à l'intérieur du boîtier de frein 20. Entre la périphérie extérieure de l'arbre 3 et la périphérie intérieure du boîtier de frein 20, est définie une chambre de disques 17 dans laquelle est logé un paquet de disques de frein (moyens de freinage) 7. Le paquet de disques 7 est composé de disques intercalés les uns entre les autres. Un jeu de disques 5 est monté fixe sur la périphérie intérieure du boîtier de frein 20, tandis qu'un autre jeu de disques 4 est fixé à la périphérie extérieure de l'extrémité de l'arbre et tourne avec cetarbre. Par exemple, sur la figure 1, on a désigné par 5 un disque fixe et par 4 un disque tournant. Des moyens d'actionnement du frein, réalisés sous la forme d'un corps de frein 9, servent à transmettre la force d'un ressort conique ou rondelle-ressort 8 (c'est-à-dire d'un ressort de compression ou, d'une façon générale, de moyens élastiques) au paquet de disques 7 de manière que les disques soient pressés les uns contre les autres et assurent le freinage de l'arbre 3. Le ressort 8 stapplique à cet effet sur une sur face de portée du corps de frein 9 et, d'autre part, il prend appui contre le boîtier 6. Le ressort conique exerce sur le corps de frein 9 une force dirigée vers l'extrémité de l'arbre 3. Le ressort 8 est logé dans une chambre de ressort désignée par 12 et qui est essentiellement définie par le boîtier 6. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, le corps de frein 9 comprend un segment en cloche 13 etun segment de portée 15. Le corps de frein 9 est dans son ensemble d'une forme possédant une symétrie de révolution. Le corps de frein 9 forme à sa périphérie extérieure une surface de portée 16 et il est disposé pour pouvoir se déplacer selon un mouvement de va-et-vient le long de l'axe longitudinal 14 du dispositif 2 et du frein multidisque 1. A cet effet, une ouverture intérieure 18 de la cloison 26 forme une surface de portée dans laquelle est logée une garniture d'étanchéité 25. Par ailleurs, sur la surface de portée 16 du segment de portée 15, est monté un piston ou couvercle 30 qui est d'une configuration entièrement annulaire. Sur sa face dirigée vers la cloison 26, le piston 30 délimite un compartiment de pression ou compartiment annulaire 29 (qu'on appellera la chambre de pression). Une garniture d'étanchéité 24 encastrée dans la surface de portée 16 établit un joint étanche sur la périphérie intérieure du piston 30. Par ailleurs, une bague d'arrêt 32 est encastrée dans une gorge de la surface de portée 16 et limite le déplacement axial du piston 30 dans le sens qui l'éloigne du paquet de disques 7. Selon l'invention, le piston est monté à joint étanche au niveau de sa périphérie extérieure 46, par rapport à la surface périphérique intérieure 23 du rebord 27 au moyen d'une garniture d'étanchéité 45.La garniture 45 est logée dans une gorge annulaire ménagée dans la périphérie extérieure 46. Par ailleurs, le piston 30 est précontraint axialement vers l'intérieur, en direction du frein, par un ressort annulaire 31. Le ressort annulaire 31 prend appui dans le rebord 27 et s'applique élastiquement contre le piston 30. On remarque que la chambre de pression (le compartiment de pression) 29 s'étend sur une très grande surface annulaire dans la direction radiale. Il en résulte qu'une grande surface de piston 30 est exposée à la pression PL d'un fluide qui peut être amené à la chambre de pression 29 par l'intermédiaire d'une ouverture 28 d'arrivée du fluide sous pression, ménagée dans le boîtier 21 du piston de frein. En dépit de cette grande surface du piston, la dimension d'encombrement du frein multidisque 1 est petite, en particulier dans la direction radiale. On remarque en outre que la chambre de pression 29 est isolée du compartiment du ressort (chambre de ressort) 12 ainsi que de la chambre 17 des disques, de sorte que le fluide sous pression contenu dans la chambre 29, par exemple de l'huile hydraulique, ne peut pas pénétrer dans le paquet de disques 7. Le frein multidisque 1 selon l'invention appartient donc au type dit "sec", par opposition au type de construction dit "humide", dans lequel les disques sont léchés par le fluide sous pression, ce qui réduit l'efficacité de freinage et conduit à un couple de freinage absolu indéterminé. Le fonctionnement du frein multidisque 1 selon l'invention sera facile à comprendre pour l'homme de l'art sur la base de l'exposé fait ci-dessus. En résumé, on précisera ce qui suit. Sur la figure 1, le frein multidisque 1 se trouve dans sa position de freinage maximum. Le ressort conique 8 presse le corps de freinage 9 contre le paquet de disques 7 avec la force maximum disponible. Pour réduire la force de freinage, on peut introduire un fluide sous pression, possédant la pression PL, dans la chambre 29, par l'ouverture 28 d'arrivée du fluide sous pression. Cette pression PL est appelée la pression de desserrage. La pression de desserrage PL agit sur la grande surface active F du piston 30 et, selon sa valeur, elle provoque un déplacement du corps de freinage 9 vers la droite avec une amplitude plus ou moins grande, à l'encontre de la force du ressort 8, de sorte que le paquet de disques 7 subit de la part du corps de freinage 9 une pression qui est plus ou moins réduite. Etant donné que, dans la construction selon l'invention, la surface F est très grande, la pression de desserrage PL peut être relativement faible. Ainsi qu'on l'a déjà mentionné plus haut, le fluide sous pression contenu dans la chambre 29 n'atteint pas le paquet de disques 7, de sorte que les disques 4, 5 restent secs, ce qui est nécessaire pour obtenir un couple de freinage défini avec précision, en particulier dans les nombreuses applications du domaine des engins. Etant donné qu'en raison de l'étendue de la surface F, la pression de desserrage peut être relativement faible, il est possible d'utiliser comme pression de desserrage la pression de servo-commande des unités hydrauliques sur lesquelles le frein multidisque 1 trouve utilisation. En général, cette pression de servo-commande est inférieure à 15.105Pa. La figure 2 représente schématiquement l'invention et montre en outre un autre exemple de réalisation d'un frein multidisque 50, en ce sens que, ici, un piston 51, qui délimite la chambre 29 en combinaison avec le boîtier 6, est relié au corps de frein 9 par une vis 52. Le piston 51 est donc fixé rigidement au corps de frein 9 et il ne peut donc pas se déplacer sur un segment de portée 15 du corps de freinage 9, comme dans l'exemple de réalisation selon la figure 1. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage, notamment frein multidisque, dans lequel les disques du frein peuvent être chargés par des moyens d'actionnement du frein (9) montés déplaçables selon un mouvement de va-et-vient dans un boîtier (6), caractérisé en ce que les moyens d'actionnement du frein comprennent un segment central (15) qui est enfilé à travers le boîtier et dont l'extrémité traversant le boîtier est reliée à un couvercle ou piston (30) qui coulisse à joint étanche dans le boîtier (27), et délimite une chambre de pression (29) isolée des disques. 2. Dispositif de freinage, notamment frein multidisque, composé tant des moyens d'actionnement du frein (9) qui provoquent le serrage du frein sous l'action de moyens élastiques (8), ainsi qu'une chambre de pression (29) délimitée par un piston (30) déplaçable selon un mouvement de va-et-vient et qui possède lui-même une surface active exposée à un fluide sous pression pour desserrer le frein lors de l'introduction du fluide sous pression, caractérisé en ce que la chambre de pression (29), qui n'est pas en communication avec les disques du frein, présente une surface active formée pratiquement par toute la surface du piston qui est dirigée vers les disques. 3. Dispositif de freinage, qui comprend : un boîtier (6) dans lequel des moyens d'actionnement du frein présentant la forme d'un corps de frein (9) sont montés déplaçables selon un mouvement de va-et-vient, plus précisément, entre une position de serrage du frein et une position de relâchement du frein ; des moyens de freinage (4, 5) qui peuvent être actionnés par les moyens d'actionnement du frein ; des moyens élastiques qui tendent à placer le corps de frein sous précontrainte dans la position de serrage du frein ; et des moyens de desserrage du frein présentant la forme d'un piston (30), qui tendent à déplacer le corps de frein (9) pour l'amener dans sa position de relâchement du frein lorsqutun fluide sous pression est admis dans la chambre de pression (29) qui est délimitée par les moyens de desserrage du frein (30) et par le boîtier (6), caractérisé en ce que le boîtier forme deux chambresou compartiments isolés l'un de l'autre de façon étanche, à savoir une première chambre (12) et une deuxième chambre (34), en ce que la première chambre (12) est en communication avec le frein et en ce que la deuxième chambre (34) peut être chargée par un fluide sous pression de telle manière que le corps de frein soit repoussé vers sa position de relâchement du frein. 4. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens élastiques (8) sont disposés dans la première chambre (12). 5. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques prennent appui, d'une part, contre le boîtier (6) et, d'autre part, contre le corps de frein (9). 6. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une chambre de frein ou de disques (7), qui renferme les moyens de freinage, ainsi que la première chambre et la deuxième chambre, sont agencées dans des positions présentant une symétrie de révolution par rapport à un axe longitudinal (14) du dispositif à freiner (-2) et du dispositif de freinage (1). 7. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 7 à 6, caractérisé en ce que le corps de frein (9) possède un segment en cloche (13) destiné à s'appliquer contre les disques du frein et un segment de portée (15), qui présente de préférence la forme d'un arbre, ce segment traversant une cloison (26) du boltier (6) et portant le piston (30), à son extrémité qui émerge à travers l'ouverture de la cloison (26), de telle manière que, lorsqu'il décrit un mouvement axial à l'encontre de la force des moyens élastiques (8), ce piston desserre le frein. 8. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le piston (30) est isolé du boîtier de façon étanche à l'aide de deux garnitures d'étanchéité (25) et(45) et en ce qu'il est monté à joint étanche sur le segment de portée (15) à l'aide d'une garniture d'étanchéité (24). 9. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le piston (30) est arrêté d'un côté sur le segment de portée par une bague d'arrêt (32). 10. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le piston (51) est fixé au segment de portée (15) par des moyens à vis (52). 11. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston (30) est précontraint axialement vers l'intérieur, en direction du dispositif de freinage, par un ressort annulaire (31) disposé au niveau de son pourtour extérieur. 12. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le boîtier (6) est réalisé en deux pièces et qu'il présente un boîtier de frein (20) ainsi qu'un boîtier de piston de frein (21) fixé au boîtier de frein. 13. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le boîtier de piston de frein (21) comprend la cloison radiale (26) et un rebord annulaire axial (27) contre la surface périphérique intérieure (23) duquel le piston (30) coulisse à joint étanche.