Brevet FR2602562A1 — publié le 19880212

La présente invention concerne les dispositifs de freinage pour automobiles ou applications analogues. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de freinage utilisant un liquide et sur lequel une partie de la force de frottement 05 engendrée dans le frein est appliquée en réaction à un levier de manoeuvre à came pour assister au serrage du frein. Des dispositifs de freinage de l'art antérieur utilisant la force de frottement engendrée entre des stators et des rotors à l'intérieur du frein pour assister à l'entraînement en rotation 10 d'un plateau de pression monté sur cames, de manière à approcher le plateau des rotors, sont décrits dans les modèles d'utilité japonais, non examinés, publiés sous les n 55-80542 et 60-15004. Dans ces dispositifs, la fonction d'assistance obtenue en appliquant au plateau, en réaction, une partie de la force de 15 frottement engendrée entre les rotors et les stators, est réalisée seulement par le rotor extérieur situé du côté du plateau, ce qui exclut la possibilité de régler la force d'assistance appliquée en réaction au plateau de pression. De plus, les rotors de ces dispositifs de l'art antérieur 20 exercent sur le plateau une force de glissement accompagnée d'un impact au moment de l'actionnement du frein. Cette sollicitation est fréquemment transmise en retour au conducteur du véhicule, par l'intermédiaire de la timonerie de frein, ce qui réduit la durée de service du système et est désagréable pour le conducteur. Un autre problème posé par ces dispositifs de L'art antérieur est que le servomécanisme décrit ci-dessus crée une réaction négative ou contreréaction pendant la marche arrière du véhicule, réduisant ainsi la force de serrage susceptible d'être exercée sur les rotors. Cela provient de ce que la force de 30 frottement engendrée entre les rotors et les statops produit, dans ce cas, une sollicitation du plateau tendant à l'écarter de sa position de freinage. La présente invention vise donc à supprimer les problèmes décrits plus haut dans les dispositifs conventionnels du type des 35 servofreins à serrage assisté par les forces dues au frottement. 2 2602562 Pour atteindre ce but, selon un premier mode de réalisation de l'invention, un frein comprend une partie coulissante à plusieurs rotors et plusieurs stators annulaires, les rotors étant solidaires en rotation avec un arbre rotatif et étant disposés 05 axialement coulissants sur celui-ci, les stators étant disposés entre les rotors et pourvus d'une partie dentée qui est agencée pour être maintenue par un carter de frein; un plateau de pression disposé entre une surface latérale interne du carter de frein et le rotor situé le plus près de cette surface, le plateau de pression 10 comportant des cavités avec des surfaces obliques ou rampes de came opposées, de même qu'une bille placée dans chacune des cavités, l'agencement étant tel que le plateau est forcé à s'approcher des rotors lorsqu'il est tourné, du fait que les billes montent sur les rampes des cavités. Selon l'invention, au moins l'un des stators est monté pour pouvoir être tourné par rapport au carter du frein et pour qu'il puisse être accouplé à un élément du côté entrée du frein, de manière à faciliter la rotation du plateau de pression dans le sens de la rotation des rotors. Selon une caractéristique de l'invention, le stator rotatif accouplable à l'élément du côté entrée du frein, est agencé également pour pouvoir s'appliquer contre une butée prévue sur le carter du frein lorsque les rotors sont tournés en sens inverse, de manière à empêcher ainsi la réaction négative qui diminuerait la 25 force de serrage susceptible d'être exercée sur les rotors. Dans un dispositif de freinage selon l'invention, si une poussée ou une traction est exercée sur le tirant du frein, le plateau de pression est tourné, ce qui provoque le déplacement de La bille de chaque cavité sur la partie de profondeur décroissante 30 (rampe) de la cavité, avec le résultat que le plateau est appliqué contre les rotors. Au même moment, l'un au moins des stators rotatifs est accouplé à l'élément du côté entrée du frein, ce qui a pour conséquence qu'une force de serrage supplémentaire est exercée sur le plateau de pression. 3 2602562 De plus, si une poussée ou une traction est exercée sur le tirant du frein pour faire tourner le plateau de pression alors que les rotors tournent en sens inverse, c'est-à-dire dans le sens correspondant à la marche arrière du véhicule par exemple, au moins 05 un stator rotatif est arrêté dans sa rotation par la butée sur le carter du frein, si bien que les stators n'exercent pas d'effort sur le plateau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre 10 d'exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur Lesquels: - La figure 1 est une coupe axiale d'un frein selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue frontale partiellement en coupe 15 du frein de figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective à plus grande échelle d'une partie importante pour l'invention du frein de figure 1; - la figure 4 est un détail, en coupe, montrant l'une des 20 cavités à billes pour le déplacement axial du plateau du frein de figure 1; - la figure 5 est la coupe axiale d'un frein selon un second mode de réalisation de l'invention; - la figure 6 est une vue frontale partiellement en coupe 25 du frein de figure 5; et - la figure 7 est une vue en perspective à plus grande échelle d'une partie importante du frein de figure 5. Le frein selon le premier mode de réalisation de l'invention, représenté sur les figures 1 à 4, comporte une partie 30 rotative 7 qui est constituée par plusieurs rotors 2 et par plusieurs stators annulaires 6. Les rotors 2 sont montés axialement coulissants sur un arbre rotatif 1 avec lequel ils sont solidaires en rotation. Les stators annulaires 6 sont disposés entre les rotors 2 et sont pourvus d'une partie dentée 5 qui peut être amenée 4 2602562 en contact avec une partie d'ancrage ou de maintien 4 du carter 3 du frein. Le carter 3 se compose d'un boîtier 9 et d'un couvercle qui sont appliqués intimement l'un contre l'autre par une vis 05 11. Un plateau de pression annulaire 12 est monté entre une surface latérale interne 10a du couvercle 10 et celui des rotors 2 situé Le plus près de cette surface, de manière qu'il puisse tourner concentriquement à l'arbre rotatif 1 le long d'une surface de guidage (non représentée) prévue sur le carter 3 du frein. Des cavités 10b et 12b, possédant chacune une surface oblique formant rampe de came, sont ménagées, les unes dans la face interne 10a du couvercle 10 et les autres dans une face latérale 12a du plateau 12 située en regard de la face interne 10a, comme on peut le voir sur la figure 4. Chaque logement ainsi formé entre la 15 face interne 10a et le couvercle 10 et la face 12a du plateau 12 contient une bille 13. Le plateau 12 est poussé vers le couvercle par un ressort 14, voir la figure 1. Le frein est équipé d'un levier de manoeuvre à came 15, possédant une partie 15a formant un axe monté rotatif dans le 20 couvercle 10 et une partie 15b ayant la forme d'une cheville susceptible d'être engagée dans une encoche 12c du plateau 12. Le levier de manoeuvre 15 constitue un élément B du côté entrée du frein, qui est accouplable à un ou à plusieurs éléments statoriques pour assister à la rotation du plateau 12. Sur le dispositif de freinage ainsi réalisé, lorsqu'un tirant du frein (non représenté) relié à un bras 16 est animé d'une poussée ou d'une traction pour faire tourner le bras 16 dans le sens de la flèche A sur la figure 2, le plateau 12 est tourné dans le sens de cette flèche et la bille 13 de chaque logement est 30 amenée à rouler sur les rampes formées par les cavités 10b et 12b, ce qui oblige le plateau 12 à s'approcher et à s'appliquer contre la partie rotative 7 du frein. De ce fait, la partie rotative 7 vient porter sur une surface d'appui 9a du boîtier 9, avec la conséquence qu'un effort de freinage prédéterminé est exercé sur 35 l'arbre tournant 1. 2602562 Le pourtour du plateau de pression 12 porte une saillie formant un taquet 12d contre lequel est destinée à venir s'appliquer la partie dentée 5a d'au moins l'un des stators 6 (celui situé à côté du plateau 12 et qui est désigné par 6a sur la 05 figure 1) lorsque ce stator est tourné dans le sens de la flèche A. Par conséquent, lorsque le frein est actionné pendant que l'arbre 1 tourne dans le sens de la flèche A, le plateau 12 est tourné dans le même sens, provoquant l'application de la partie rotative 7 du frein contre la surface d'appui 9a du carter 3 pour 10 le freinage de l'arbre 1. En même temps, le stator 6a est animé d'une force de rotation dans le sens de la flèche A par les rotors 2, de sorte qu'une force supplémentaire est exercée par le stator 6a sur le plateau 12 pour assister à la force de serrage du frein exercée sur 15 le plateau par le levier 15. De cette manière, on peut obtenir un effet de freinage suffisamment important en appliquant une force d'entrée relativement petite à ce levier d'actionnement du frein. Pour modifier la force d'assistance appliquée en réaction depuis les rotors au levier d'actionnement du frein, on peut varier 20 la longueur utile de la cheville 12d, de manière à changer le nombre de stators 6a pouvant ainsi être accouplés au levier 15. Afin d'empêcher un effet de contre-réaction ou de réaction négative qui réduirait la force de serrage et l'effort de freinage disponible pendant la rotation en sens inverse de l'arbre 25 1, par exemple pendant la marche arrière du véhicule, une butée 17 est prévue dans le boîtier 9 à l'arrière de la partie dentée 5a du stator 6a, contre laquelle doit venir s'appliquer ce dernier lorsqu'il est animé d'une rotation en sens inverse à celui de la flèche A. L'emplacement de la butée 17 est choisi de manière que 30 les parties dentées 5a ne s'appliquent pas contre cette butée lorsque le frein est desserré, mais seulement à l'amorce d'un effet d'assistance négatif, c'est-à-dire lorsque l'arbre 1 tourne en sens contraire à celui de la flèche A. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 35 3, le stator d'assistance 6a est accouplé au plateau de pression 12 6 2602562 par sa partie dentée Sa. Ainsi, ce stator peut avoir la même forme que les autres stators 6, ce qui permet d'intervertir les stators et de réduire le coût de La fabrication. Les figures 5 à 7 représentent un second mode de réali05 sation de l'invention, comportant également un stator 6a avec une partie dentée 5a venant en contact avec une cheville 15b du levier de manoeuvre 15 lorsque ce stator est animé d'une rotation dans le sens de la flèche A, voir figure 6. La cheville 15b de ce mode de réalisation s'applique également contre le taquet 12d du plateau 12 10 pour transmettre la force exercée sur elle par le stator 6a pour tourner le plateau 12 dans le sens de la fLèche A. De cette manière, le plateau 12 ne vient pas directement en contact avec l'un des stators 6, comme c'est le cas dans le mode de réalisation des figures 1 à 3. De la même manière que dans l'exemple des figures 1 à 3, l'effet d'assistance créé par l'application d'une partie de la force de frottement engendrée entre le stator 6a et les rotors 2 pour faire tourner le plateau 12, peut être accru en augmentant la longueur de la cheville 15b, de manière que celle-ci vienne en 20 contact avec un plus grand nombre de stators 6a. Ainsi que cela ressort de la figure 7, la rotation en sens inverse du ou des stators 6a est empêchée par une butée 17 prévue sur Le boîtier 9. Les stators ne risquent donc pas d'exercer une force en sens inverse sur la cheville 15b du levier 15, ce qui 25 réduirait la force de serrage susceptible d'être exercée sur le plateau 12 par le levier 15. Comme dans l'exemple des figures 1 à 3, le stator ou chaque stator d'assistance 6a peut avoir la même forme que les autres stators 6. Cependant, dans le mode de réalisation des figures 5 à 7, 30 il n'est pas nécessaire de prévoir une encoche 12c pour l'engagement de la cheville 15b dans le plateau 12. De plus, le taquet 12d sur le pourtour du plateau 12 peut avoir la même épaisseur que le reste de ce plateau, ce qui réduit le coût de la fabrication. 7 2602562 Bien que cela ne soit pas représenté, Les surfaces de glissement du plateau 12, des rotors 2 et des stators 6, 6a peuvent être pourvues de garnitures d'usure susceptibles d'être remplacées. IL est évident que Le mécanisme de servofrein selon 05 L'invention est supérieur aux dispositifs de L'art antérieur o une force est appLiquée directement par les rotors sur Le plateau de pression pour assister au freinage d'un véhicule. Selon l'invention, la force de serrage supplémentaire, transmise par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs stators, est appliquée en 10 douceur et progressivement au plateau de pression 12. Ce résultat contraste nettement avec le choc abrupt et destructeur entre les rotors et le plateau dans les servofreins de l'art antérieur. Le frein selon l'invention offre l'avantage supplémentaire de permettre l'adaptation de la force de réaction appliquée depuis les 15 stators au plateau de pression, par la variation de la longueur de la cheville d'accouplement du levier. De surcroît, l'invention élimine l'effet de réaction négative qui est l'un des inconvénients des dispositifs de l'art antérieur et qui réduit l'effort de freinage susceptible d'être exercé sur un arbre lorsque celui-ci 20 tourne en sens inverse. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications, sans pour autant sortir de son cadre. 8 2602562 REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage pour appliquer un effort de freinage à un arbre rotatif (1), comprenant un carter (3) entourant 05 une partie de l'arbre, au moins un rotor (2) disposé dans le carter (3) et solidaire en rotation avec l'arbre (1), au moins un stator (6, 6a) disposé dans le carter pour que le rotor (2) puisse être amené en contact de frottement avec lui, ainsi qu'un plateau de pression (12) monté rotatif dans le carter (3) et capable de 10 presser le rotor (2) contre une surface de contact ou d'appui (9a) du carter, afin d'appliquer ainsi un effort de freinage à l'arbre (1) lorsque le plateau (12) est tourné dans un premier sens (A), caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de transmission (5a, 12d) pour transmettre un couple du stator (6a) au plateau (12), de 15 manière que la force de frottement engendrée entre le rotor (2) et le stator (6a) assiste au freinage de l'arbre (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, comportant en plus un moyen (17), prévu sur le carter (3), pour empêcher la rotation du stator (6a) dans un second sens contraire au premier sens (A), 20 de manière qu'aucune force ne soit transmise du stator (6a) au plateau (12) lorsque l'arbre (1) tourne dans le second sens. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le moyen de transmission comporte une saillie (12d) sur le pourtour du plateau (12) et au moins une partie dentée (5a) prévue sur une 25 surface extérieure du stator (6a) et destinée à venir en contact avec cette saillie. 4. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le moyen de transmission comporte une saillie (12d) sur le pourtour du plateau (12) et au moins une partie dentée (5a) prévue sur une 30 surface extérieure du stator (6a) et destinée à venir en contact avec cette saillie. 5. Dispositif selon la revendication 1, comportant en plus un levier de manoeuvre à came (15) pour tourner le plateau (12) en réponse à un signal extérieur, et dans lequel le moyen de trans35 mission comporte au moins une partie dentée (5a) sur une surface extérieure du stator (6a), une saillie (12d) sur le pourtour du plateau (12) et un moyen (15b) prévu sur ce levier (15) et destiné à venir en contact simultanément avec une partie dentée (Sa) et avec la saillie (12d) en vue de la transmission d'une force du 05 stator (6a) ou plateau (12).