Brevet FR2599100A3 — publié le 19871127

FR 2599100 A3 19871127 FR 8707065 A 19870520 L'invention concerne un frein à disques pleins, notamment pour tracteurs, comportant un carter à travers lequel passe l'arbre à freiner, avec plusieurs disques de friction (disques de freinage) mobiles axialement qui sont associés en une rotation commune, deux plaques de pression dont la possibilité de déplacement mutuel par rotation dans le carter est limitée et qui peuvent être ainsi écartées l'une de l'autre dans le sens axial afin d'amener les disques de friction en prise avec les surfaces de friction et, au moins un disque intercalaire disposé entre les deux disques de friction, susceptible d'être accouplé avec une des plaques de pression dans le sens de rotation, afin d'amplifier, lors d'une action de freinage, le déplacement relatif des plaques de pression et, par suite, la force d'écartement agissant entre ces dernières. Un tel frein à disques pleins est connu d'après lebrevet anglais GB-A-1279083. Deux plaques de pression essentiellement fixes, c est-à-dire ne tournant pas avec un arbre à freiner, sont écartées l'une de l'autre lors de l'actionnement du frein dans le sens axial par des cames et des surfaces de guidage. Cet écartement des plaques de pression est habituellement provoqué par une disposition avec billes-/rampes. Lors du déplacement des deux plaques de pression, les billes circulent sur les rampes et augmentent ainsi l'écart axial des plaques de pression. La rotation mutuelle limitée des plaques de pression est transformée en un écartement axial. On connaît différentes dispositions pour assurer le déplacement relatif des plaques de pression. A titre d'exemple, le brevet anglais GB-A-1279083 prévoit un levier orienté radialement par rapport à l'axe de l'arbre à freiner et sur lequel sont fixés deux éléments articulés qui attaquent chacun une plaque de pression. Sur un frein à disques pleins selon lebrevet allemand DE-A-2 049 822, il est prévu sur le pourtour des plaques de pression, des talons sur lesquels s'appuient les bielles pour provoquer la rotation des plaques de pression. Par suite de l'écartement des plaques de pression, les disques de friction qui sont alignés coaxialement et parallèlement à celles-ci, se trouvent en contact frottant avec les surfaces de friction qui leur correspondent dans le carter et placés contre celles-ci. A la suite du contact des plaques de pression avec les disques de friction, les plaques sont entrainées dans le sens de rotation jusqu'à ce qu'une des plaques vienne heurter une butée fixe. Cette butée peut, par exemple, être prévue sur le carter(GB-A-1279083) ou bien être constituée par une des bielles (DE-A- 2 049 822).La poursuite de la rotation des plaques de pression, qui est provoqu-ée par le contact frottant avec les disques de friction, aboutit, avec une configuration adéquate de la disposition billes/rampes, à une auto-amplification, de l'effet de freinage, dite servoeffet. Un problème posé par les freins à disques pleins de ce type réside en ce que les disques de friction sont enfermés dans le carter, ce qu-i rend difficile l'évacuation de la chaleur engendrée par le frottement. Il est nécessaire, pour augmenter la puissance de freinage, d'amplifier la pression transmise aux surfaces de freinage, par exemple au moyen d'un angle de rampe plus plat, afin d'amplifier le servo-effet. Mais on rallonge ainsi la course de travail du dispositif dlactionnement de frein qui est nécessaire pour assurer la rotation mutuelle des plaques de pression. Le brevet GB-A-1279083 propose, pour amplifier l'effet de freinage, d-e disposer entre les disques de friction des diques intercalaires supplémentaires dépourvus de liaisons avec l'arbre à freiner. Les disques intercalaires entrent également en contact frottant avec les surfaces des disques de friction et augmentent ainsi la surface totale de frottement; par ailleurs, la chaleur engendre est mieux répartie. Les disques intercalaires sont accouplés avec les plaques de pression dans le sens de la rotation au moyen de boulons, de telle sorte que, lors du freinage, les forces périphériques qui s'exercent sur les disques intercalaires agissent également sur des plaques, afin de faciliter leur rotation mutuelle et d'augmenter ainsi les forces d'écartement.Le servo-effet du frein est ainsi amplifié au moyen des disques intercalaires sans qu'on ait à modifier le dispositif d'accouplement du frein. Avec cette disposition connue d'accouplement par boulons des disques intercalaires et des plaques de pression, les boulons doivent présenter un diamètre important. Un diametre minimum de 12 mm leur est nécessaire pour pouvoir transmettre des forces de plus de 40.0D0 N qui sont courantes Il faut donc augmenter les dimensions du carter pour loger les boulons. Des modifications coûteuses des plaques d'appui et des disques de frein sont également nécessaires pour la fixation des boulons et ces derniers compliquent l'assemblage du frein. De meme, les boulons sont genants et doivent être déposes, lors de la réparation du frein et, notamment, lors du remplacement de disques de friction usés. L'invention a pour objet d'améliorer un frein à disques pleins rentrant dans cette catégorie de telle sorte que le frein ne comporte qu'un faible encombrement, malgré de grandes surfaces de friction, et que son montage soit simplifié. Selon l'invention, ce problème est résolu avec un frein à disques du type précité de la manière suivante : pour accoupler au moins un des disques intercalaires avec une des plaques de pression, une pièce d'entralnement ayant au moins approximativement la forme d'un segment du tube recouvre dans le sens axial tout au moins le disque intercalaire et les plaques de pression, et peut être mise en contact avec la came prévue sur son pourtour lors de la rotation du disque intercalaire. Il est utilisé selon l'invention, à la place des boulons connus, une pièce d'entraînement ayant, au moins approximativement, la. forme dlun segment de tube, qui peut être une tôle avec une conformation relativement plate, mais néanmoins capable de transmettre des forces très importantes, car les forces d'entraînement agissent, entre la plaque intercalaire et les plaques de pression suivantuniseas circonférentiel, c?est-à-dire dans le plan d'une génératrice de la pièce d'entraînement dans lequel celle-ci est particulièrement rigide à la flexion. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la surface extérieure de la pièce d'entraînement présente une courbure complémentaire de la surface intérieure du carter et s'appuie ainsi par une grande surface sur ce dernier. Alors que la pièce d'entrainement a sa face extérieure étayée par le carter, elle s'appuie par sa face interne sur les parties de pourtour des plaques de pression, des disques de friction et du disque intercalaire, ce qui fait qu'elle ne peut pas se déformer malgré les forces importantes qu'elle a à transmettre. La pièce d'entrainement est guidée par le carter sur ses faces frontales axiales. Un exemple d'exécution de l'invention va être maintenant présenté en détail, avec des dessins à l'appui. On y voit Fig. 1 Un frein à disques pleins en vue latérale et, partiellement, en coupe axiale. Fig. 2 Coupe radiale suivant II-II de la fig. l Fig. 3 Des parties constitutives du frein selon l'invention en vue - latérale et, partiellement, suivant une coupe parallèle à l'axe, le frein n'étant pas actionné. Fig. 4 La vue frontale correspondante Fig. 5 Une pièce constitutive de la fig. 2 Fig. 6 et 7 Des vues du frein correspondant aux fig. 3 et 4, lors d'un freinage en direction de marche avant. Fig. 8 et 9 Des vues du frein correspondant aux fig. 3 et 4, lors d'un freinage en direction de marche- arrière. Il convient d'abord d'exposer à l'aide des fig. 1 et 2 le principe de fonctionnement d'un frein à disques pleins amélioré selon l'invention. Le frein à disques pleins représenté est prévu pour un montage sur ou à côté d'un engrenage planétaire ou d'un engrenage logé dans le moyeu de roue d'un tracteur agricole ou d'un engin analogue; il comporte un carter 10 dont la construction est essentiellement symétrique par rapport à un axe de rotation A. On trouve à l'intérieur du carter 10 deux surfaces de freinage radiales de forme annulaire 12 dont une seule est représentée; l'autre est logée dans une partie non- représentée du couvercle du carter. Le carter 10 présente quatre saillies 14, qui sont décalés radialement entre eux de 900 et s'étendent vers l'intérieur, ainsi que deux plaques de pression 16 disposées dans le carter. Des corps de roulement 18, dont un seul est représenté sur la fig. 1 sont disposées entre les plaques de pression 16 dans des gorges de celles-ci qui ne sont pas représentées; chacune de ces gorges s'étend en forme d'arc autour de l'axe A et constitue une rampe ascendante en direction de la périphérie. Les deux plaques de pression 16 sont maintenues ensemble par des ressorts de rappel 20 à axes parallèles, qui veillent aussi à ce que les corps de roulement 18 restent en position de repos lorsque le frein n'est pas actionné. il est disposé entre chaque plaque de pression 16 et la surface de freinage voisine 12 un disque de friction 22 en forme de couronne, qui présente un profil à rainures multiples 24 pour assurer une liaison avec un arbre à freiner W, mobile dans le sens axial, mais transmettant néanmoins un couple. Chacune des deux plaques de pression 16 est pourvue d'un bord circulaire 26, au moyen duquel elle est guidée sur les quatres saillies 14 avec possibilité de rotation et de déplacement axial. Il est constitué à l'intérieur du bord 26 de chaque plaque de pression un talon 28 qui est limité par un flanc radial 30. Les deux flancs radiaux 30, dont un seul est visible sur la fig. 2 sont disposes en sens contraire, autrement dit un de ces flancs est tourné vers l'avant et l'autre vers l'arrière pour chacun des deux sens de rotation possibles de l'arbre à freiner, Il est affecté à chacune des deux plaques de pression 16 un dispositif d'actionnement hydraulique 32 qui comporte un cylindre 34 logé dans le carter avec un piston mobile 36 à son interieur. Chacun des deux cylindres 34 est obturé par rapport à l'extérieur au moyen d'un bouchon filete 38 réglable; les pistons 36 ont chacun un tenon 40 disposé en leur centre au moyen duquel ils peuvent s'appuyer sur le bouchon 38 correspondant. Il est disposé entre chaque piston 36 et le flanc radial 30 de la plaque de pression 16 correspondante une bielle cylindrique lisse 42 qui est arrondie en forme de calotte sphérique à ses deux extrémités. Chacune des deux bielles 42 est guidée dans deux garnitures 44 et 46 qui en assurent l'étanchéité, soit une garniture extérieure 44 qui s'oppose au liquide de freinage et une garniture intérieure 46, susceptible de résister aux conditions qui règnent à l'intérieur du cps 10. Les deux garnitures 44 et 46 sont disposées et constituées de telle sorte que la bielle 42 qui leur correspond représente toujours un prolongement en ligne droite de l'axe du dispositif d'actionnement hydraulique 32 avec lequel elle est en rapport. Les axes des deux dispositifs d'actionnement 32, les bielles correspondantes 42 et les garnitures 44 et 46 se trouvent dans un plan à sécante commun, soit un plan aligné parallèlement à l'axe A du frein et situé à une-distance de celui-ci qui est inférieure au rayon des plaques de pression 16. Les deux cylindres 34 sont reliés à une conduite commune de liquide de freinage 48 et comportent chacun une vis de purge d'air 50. Si la conduite de liquide de freinage 48 est soumise à une pression, les deux bielles 42 sont d'abord déplacées en sens contraire par les pistons correspondants 36 et les plaques de pression 16 sont déplacées mutuellement; elles s 'écartent et appuient ainsi chacun des deux disques de friction 22 contre la surface de freinage correspondante 12. Les deux plaques de pression 16 sont ensuite entraînées par les disques de friction 22 suivant leur sens de rotation jusqu'à ce que le flanc 30 indiquant l'avant vienne s'appuyer sur les pièces correspondantes, à savoir la bielle 42, le piston 36 et son tenon 40 sur le bouchon 38 qui lui correspond. Ce mode de freinage est prévu pour les freinages de service. I1 est prévu pour les freinages d'immobilisation une tige. 52 d'actionnement radial qui pénètre par un alésage radial 54 adéquat dans le carter 10 et passe entre les deux plaques de pression 16 pour s'accrocher à une extrémité en forme de crochet d'un levier à deux bras 56. Le levier 56 est fixé par un tourillon 58 à une des deux plaques de pression 16 et s'appuie par son extrémité opposée à la tige d'actionnement 52 à l'autre plaque de pression 16. Le levier 56 peut pivoter autour du tourillon 58 à la suite d'une traction exercée sur la tige d'actionnement; il en résulte également que les deux plaques de pression 16 se déplacent mutuellement et sont ainsi écartées l'une de l'autre. Tout le reste se déroule de la manière décrite. Les fig. 3 à 9illustrent une pièce d'entrainement selon l1inven- tion avec un disque intercalaire 59 et un frein à disques pleins plat et pourvu d'une pièce d'entraînement 60 ayant la forme approximative d'un segment de tube, qui correspond par ailleurs au frein à disque; pleins d'après les fig. 1 et 2, ce qui permet de limiter maintenant la description à la fonction et à l'action conjuguée du disque intercalaire 59 avec la pièce d'entraînement 60 et les plaques de pression 16. La disposition illustrée sur les fig. 3, 6 et 8 pour différents états de service comprend les plaques de pression 16, les disques de friction 22 et le disque intercalaire 59 qui sont logés dans le carter dont les surfaces de freinagel2 ne sont qu'indiquées. Les fig. 3, 4 et 5 illustrent le frein en position de repos, c'est à-dire nolt sectionné. Les deux plaques-de pression 16 ne sont pas déplacées mutuellement et sont tendues l'une vers l'autre par les ressorts 20 (fig.2). Les deux bielles 42 sont donc repoussées en position de repos vers l'extérieur suivant la direction des deux flèches de la fig. 3. Le frein présente trois disques de friction 22. Les deux plaques de pression 16 sont disposées entre les disques de friction 22 moyen et supérieur sur la fig. 3, alors que le disque intermédiaire 59 est disposé entre les disques de friction 22 inférieur et moyen sur la fig.3. Les disques de friction 22 sont reliés sans possibilité de rotation à l'arbre W (qui est indiqué par son axe A sur les fig. 3 à 9) . Les plaques de pression 16 et le disque intercalaire 59 ne sont pas reliés à l'arbre W à freiner. Les disques de friction 22, les plaques de pression 16 et le disque intercalaire 59 sont mobiles dans le sens axial. Selon les fig. 3 et 4, les plaques de pression 16 et le disque intercalaire 59 sont pourvus de cames 62 faisant saillie à leur périphérie. La pièce d'entraînement 60 recouvre dans le sens axial les disques de friction 22, le disque intercalaire et les plaques de pression 16. Son rôle est de transférer, suivant le sens de rotation de l'arbre W, à l'une ou l'autre des deux plaques de pression 16, les forces d'entraînement produites sur le disque intercalaire 59, par suite du frottement dû au freinage. On a représenté sur la fig. 3, avec une dimension excessive pour mieux le matérialiser, le jeu qui s'établit entre la came 62 et les bords en regard de la pièce d'entraînement 60. Dans la position de repos montrée sur les fig. 3 à 5, aucune force n'intervient sur le frein, abstraction faite de l'action des ressorts 20. Selon les fig. 4 et 5, la pièce d'entraînement 60 est, en position de repos, à peu près symétrique des deux côtés d'un plan vertical, qui contient l'axe-A de l'arbre à freiner'W. Les fig. 6 et 7 montrent le frein lors d'un freinage en marche avant. Les deux plaques de pression 16. sont déplacées mutuellement au moyen des- bielles 42 et, comme décrit d'après les fig. 1 et 2, écartées. Les surfaces de friction des disques de friction 22 viennent au contact de surfaces de friction qui leur sont affectées sur le carter 10 ou sur le disque intercalaire 59 et les plaques de pression- 16. Le sens de rotation des disques de friction 22 est indiqué par la flèche B sur la fig. 7. Comme la fig. 6 le montre avec une vue du frein d'en bas, la came 62 du disque intercalaire 59, vue d'en bas, qui est représentée sur la fig.- 6, se déplace vers la gauche sous l'effet des forces de frottement qui provoquent l'en traenement- et vient heurter la pièce d'entraînement 60, après avoir franchi le jeu indiqué sur la fig. 3.En conséquence, celle-ci se déplace également vers la gauche et heurte à son tour la came 62, représentée en haut et à gauche sur la fig.6, de la plaque de pression 16 supérieure qu'on voit sur la fig.6. Cette plaque de pression 16 est ainsi animée d'un mouvement de rotation supplémentaire par rapport à l'autre et la force d'écartement exercée entre les plaques de pression 16 est augmentée en direction de l'axe A, au moyen de la disposition billes/rampes 18. Le servo-effet décrit se trouve ainsi amplifié par le disque intercalaire 59, associé à la pièce dlentraîne- ment 60. Les fig. 8 et 9 montrent un freinage en marche arriere. Le sens de rotation des disques de friction 22 est maintenant inversé suivant la flèche C de la fig. 9, par rapport à la fig. 7. En conséquence, le disque intercalaire 59 tourne contrairement au sens horaire, comme on le voit également sur la fig. 9, autrement dit, la came gauche 62 du disque d'entraînement 59 est repoussée vers la droite et heurte la pièce d'entraînement 60. La pièce d'entraînement 60 se trouve ainsi libérée de la came 62 des plaques de pression 16,-qui est représentée sur la gauche de la fig. 8 et heurte la came 62, représentée sur la droite de la fig. 8, de la plaque inférieure de pression 16 sur la fig. 8, ce qui favorise le déplacement mutuel par rotation des plaques de pression 16 et augmente les forces de freinage, comme on l'a décrit. Dans l'exemple d'exécution représenté, les cames 62 sont disposées sur les bords du pourtour des plaques de pression 16 et du disque intercalaire 59, de manière à s'aligner entre elles dans le sens axial en position de repos selon la fig. 3. Afin de permettre les rotations relatives nécessaires entre les plaques de pression 16 et le disque intercalaire 59, la pièce intercalaire 60 comporte des évidements 64. Cette conformation associée à des cames 62 alignées dans le sens axial,procure un montage du frein particulièrement facile, avec duquel la pièce d'entraînement 60 peut être engagée dans le sens axial entre les cames 62. La pièce d'entraînement 60 s'appuie sur une grande surface par sa surface extérieure 66 incurvée (fig. 4) sur le carter 10, dont elle épouse la forme. On relèvera également sur les fig. 4, 6 et 8 que la face intérieure de la pièce d'entralnement 60 est guidée avec précision par les bords périphériques des disques de friction 22, du disque intercalaire 59 et des plaques de pression 16, ce qui interdit sa déformation. REVENDICATIONS 1. Frein à disques pleins, notamment pour tracteurs, comportant un carter (10) que traverse un arbre à freiner (W), avec plusieurs disques de friction (22) mobiles axialement qui sont associés dans une rotation commune, deux plaques de pression (16), pourvus d'une possibilité limitée de déplacement mutuel par rotation dans le carter (10) et peuvent être ainsi écartées l'une de l'autre dans le sens axial, afin d'amener les disques de friction (22) en prise avec les surfaces de friction (12) du carter (10) et au moins un disque intercalaire (59) disposé entre les surfaces de friction (22), susceptible d'être accouplé avec une des plaques de pression (16) dans le sens de rotation, afin d'amplifier, lors d'une action de freinage, le déplacement relatif des. plaques de pression (16) et, par suite, la force d'écartement agissant entre ces dernières. c a r a c t é r i s é en ce que pour réaliser l'accouplement d'au moins un disque intercalaire (59) avec une des plaques de pression (16), une pièce d'entraîne- ment (60) ayant au moins approximativement la forme d'un segment de tube, recouvre dans le sens axial tout au moins le disque intercalaire (59) et les plaques de pression (16), et peut être mise en contact avec la came (62) prévue sur son pourtour lors de la rotation du disque intercalaire (59). 2. Frein à disques pleins selon la revendication 1 c a r a c t é r i s é en ce que la surface extérieure (66) de la pièce d'entraînement (60) est incurvée en épousant la forme de la face intérieure du carter (10) et s'appuie sur celle-ci. 3. Frein à disques pleins selon une des revendications 1 ou 2, c a r a c t é r i s é en ce que la pièce d'entraînement (60) est guidée sans jeu dans le sens radial entre la surface intérieure du carter (10) et des parties périphériques des plaques de pression (16), des disques de pression (22) et du disque intercalaire (59).