Brevet FR2614082A1 — publié le 19881021

Dispositif destiné à produire un déplacement axial à partir d'un mouvement angulaire, en particulier pour actionner un frein de véhicule. La présente invention concerne un dispositif destiné à produire un déplacement axial, en particulier à actionner un frein de véhicule, par rotation relative de deux disques de pression se faisant face, des corps roulants disposés entre les disques de pression roulant sur des rampes inclinées et modifiant ainsi l'écartement des disques de pression. Des dispositifs de ce type sont par exemple utilisés dans des installations de freinage de véhicules automobi- les, afin de transformer le mouvement de pivotement d'un levier en un déplacement axial d'un piston de frein et de produire une force importante destinée à actionner les mâchoires ou les plaquettes de frein. La demande de brevet DE 31 03 398 décrit un dispositif dans lequel deux disques de pression se faisant face présentent, -sur les surfaces planes tournées l'une vers l'autre, des rampes inclinées. Les disques de pression sont disposés de manière à pouvoir effectuer une rotation relative l'un par rapport à l'autre et sont maintenus à distance l'un de l'autre par des billes. A la suite de la rotation angulaire d'un disque de pression, les billes roulent sur les rampes et provoquent un mouvement d'écartement des disques de 26 1 4082 1 pression qui correspond à la pente de la rampe et peut être transmis à un piston de frein, par exemple. Dans un dispositif décrit par la demande de brevet EP 190 453 il est disposé, entre deux disques de pression comportant des surfaces planes tournées l'une vers l'autre et munies de rampes inclinées, des rouleaux cylindriques qui, lors d'une rotation relative des disques de pression, roulent sur les rampes et modifient ainsi l'écartement des disques de pression. L'un des disques de pression est monté mobile en rotation dans un bottier mais est buté en direction axiale, tandis que le deuxième disque de pression est immobilisé en rotation mais est guidé de manière à pouvoir être déplacé axialement dans le bottier. Il est possible, à l'aide d'un levier, de faire effectuer une rotation au disque de pression monté mobile en rotation. Le déplacement du deuxième disque de pression en résultant est transmis par un piston de frein aux plaquettes d'un frein à disque, une force axiale importante pouvant être ainsi produite. Il s'est toutefois avéré dans la pratique que des différences de hauteur des rampes dues à la fabrication, des tolérances des diamètres des corps roulants ainsi qu'une introduction excentrique inévitable de la force antagoniste dans le disque de pression pouvant être déplacé axialement entratnent une sollicitation irrégu- lière des corps roulants, si bien qu'il apparatt des charges localement disproportionnées. La solution décrite ci-dessus utilisant des rouleaux cylindriques s'accompagne en outre d'un facteur de glissement impor- tant dans la zone des extrémités des rouleaux. Les dispositifs connus sont par conséquent soumis à un frottement important et à une usure considérable. L'invention a pour objet de créer un dispositif du 1 type initialement mentionné dans lequel les corps roulants sont sollicités uniformément et qui présente une usure réduite par rapport à l'état de la technique. Selon l'invention, cet objectif est réalisé en ce que les corps roulants sont constitués par des rouleaux coniques, en ce que l'un au moins des disques de pression présente une surface frontale conique et en ce que les rouleaux coniques sont entourés par un bord extérieur libre réalisé sous la forme d'une bague flexible fermée absorbant les forces radiales partant des rouleaux coniques sollicités et exerçant un effet de bandage sur les rouleaux coniques. Les avantages de l'invention résident en particulier dans le fait que du fait de l'utilisation de rouleaux coniques et de disques de pression ayant une configura- tion appropriée, il n'apparaît pas ou peu de frottement de glissement lors du mouvement de roulement, une capacité de charge importante étant toutefois garantie. Le bord extérieur libre réalisé sous la forme de bague flexible entra!ne en outre une sollicitation largement uniforme des rouleaux coniques, indépendamment de tolérances de fabrication et/ou de forces antagonistes introduites de manière excentrique. Cela est obtenu par le fait qu'un rouleau conique qui est d'abord sollicité lors de l'introduction d'une force par l'inter- médiaire des rampes, peut se déporter conformément à la composante de force orientée vers l'extérieur et exercer par son côté frontal une force orientée radialement sur la bague flexible qui agit en tant que traction dans la direction circonférentielle de cette dernière. Il apparaît un effet de bandage qui fait que les autres rouleaux coniques moins sollicités sont tirés radialement vers l'intérieur, jusqu'à ce que les composantes de force orientées vers l'extérieur 2 6 1 4 0 8 2 1 de tous les rouleaux coniques soient équilibrées. On a ainsi créé un dispositif du type initialement mentionné qui peut être fortement sollicité mais ne présente toutefois qu'une usure très réduite. Selon des réalisations avantageuses de l'invention: - les rouleaux coniques sont placés dans des poches ouvertes vers l'extérieur d'une cage en forme de disque ou d'anneau dont le profil extérieur présente une forme de polygone ou d'étoile, les poches étant chacune placées entre les angles de la cage et la bague flexible entourant les angles de la cage; - la bague flexible présente dans chaque zone d'appui des c8tés frontaux des rouleaux coniques une épaisseur radiale importante, tandis qu'elle présente une épaisseur radiale réduite entre les rouleaux coniques; - la bague flexible présente un profil extérieur circu- laire et un profil intérieur approximativement polygonal et les rouleaux coniques prennent appui par leur côté frontal de grand diamètre chacun sur une surface du polygone dans la zone o la bague présente une plus grande épaisseur radiale; - il est prévu une bague flexible à paroi mince dimen- sionnée en diamètre de telle sorte par rapport à la cage que la bague flexible soit appliquée sous précon- trainte sur les angles de la cage et sur les côtés frontaux des rouleaux coniques placés dans- les poches de la cage et présente par conséquent dans la zone des rouleaux coniques un rayon plus petit que dans la zone des angles de la cage; - la bague flexible est entourée par une bague de limitation limitant une déviation radiale; - la bague de limitation est réalisée de telle sorte qu'elle ne soit appliquée sur la bague flexible pour l'essentiel que dans la zone des angles de la cage; 1 - la bague flexible est fabriquée à partir d'un matériau élastique, pour l'essentiel non extensible; - le dispositif comprend des rouleaux coniques dont les grandes surfaces frontales sont bombées. Ces réalisations concernent des mesures qui améliorent encore l'effet de bandage de la bague flexible sur les rouleaux coniques et empêchent un déport extrême des rouleaux coniques en cas de surcharge et partant, une extension persistante ou une rupture de la bague. Il convient à présent de préciser d'autres détails et avantages de l'invention en décrivant quelques exemples de réalisation représentés sur les dessins, sur lesquels: La figure 1 représente une coupe d'un dispositif destiné à actionner un piston de frein, la figure 2 représente un détail du chemin de roulement des rouleaux coniques de la figure 1, la figure 3 représente un premier exemple de réalisation, la figure 4 représente l'exemple de réalisation de la figure 3 avec sollicitation, la figure 5 représente un deuxième exemple de réalisa- tion, la figure 6 représente un troisième exemple de réalisa- tion, la figure 7 représente une variante de l'exemple de réalisation de la figure 3, et la figure 8 représente un autre exemple de réalisation de l'invention. Dans un dispositif représenté à la figure 1 et destiné à actionner un piston de frein 1, un premier'disque de pression 3 est monté mobile en rotation dans un boîtier 2 et un deuxième disque de pression 4 faisant face au premier est monté de manière à pouvoir être déplacé axialement. Le disque de pression 3 monté 26 1 4082 1 mobile en rotation présente un alésage 6 muni de dents dans lequel est placée l'extrémité dégagée 8 également munie de dents 7 d'un embout 9. Le disque de pression opposé 4 présente sur son enveloppe extérieure des dents 10 qui s'engagent dans des dents correspondantes du bottier 2, de telle sorte qu'une rotation du disque de pression 4 soit empêchée. Le piston de frein 1 est placé dans un alésage central 12 du disque de pression 4 et prend appui par son épaulement annulaire 13 sur le côté frontal de l'alésage, de telle sorte qu'un déplacement axial du disque de pression 4 soit directement transmis au piston de frein 1 par l'inter- médiaire de l'épaulement annulaire 13. Des rouleaux coniques 14 sont placés entre les deux disques de pression 3, 4 et guidés à travers une cage en forme de disque 15. Une bague fermée 16 constituée d'un matériau flexible, mais pour l'essentiel non extensible sert de bord extérieur libre et entoure les rouleaux coniques 14 sur leur côté frontal extérieur. Les chemins de roulement des rouleaux coniques 14 sur les côtés frontaux coniques tournés l'un vers l'autre des disques de pression 3, 4 sont, comme il ressort plus précisément du développement représenté à la figure 2, munis de rampes inclinées 17 ce qui fait qu'un mouvement du disque de pression 3 en direction de la flèche "A" provoque un roulement des rouleaux coniques 14 sur les rampes 17 et de ce fait une augmenta- tion de l'écartement des disques de pression correspon- dant à la pente de la rampe. Etant donné que le disque de pression 3 (figure 1) est soutenu en direction axiale par un palier de butée 18, une rotation provoquée à l'aide de l'embout 9 entraîne un déplacement axial du disque de pression opposé 4, une force axiale qui correspond à la force antagoniste indiquée par la 26 1 4 0 8 2 1 flèche "B" apparaissant et étant transmise au piston de frein 1. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 3, il est prévu en tant que cage 19 un disque de profil extérieur polygonal, dans lequel les rouleaux coniques 14 sont montés dans des poches 21 ouvertes vers l'exté- rieur se trouvant entre les angles 20 de la cage 19. Les rouleaux coniques 14 sont entourés, sur leur côté frontal extérieur bombé, par une bague flexible 22 qui prend appui sur les angles 20 de la cage 19. Si, du fait de la composante de force orientée vers l'exté- rieur d'un rouleau conique sollicité plus fortement, une pression plus élevée est exercée sur la bague 22 par le côté frontal du rouleau, la bague 22 se tend autour des angles 20 de la cage 19 servant de points d'appui et déplace ainsi radialement vers l'inté- rieur les rouleaux coniques moins sollicités, jusqu'à ce que tous les rouleaux coniques 14 soient sollicités uniformément. Ainsi, comme le montre la figure 4, au début d'une rotation des disques de pression 3, 4, le rouleau conique 14a a été sollicité plus fortement que les rouleaux coniques 14b, 14c et 14e, le rouleau conique 14f l'a toutefois moins été et le rouleau conique 14d a été le moins sollicité. Du fait de la composante de force orientée vers l'extérieur (flèche "C"), le rouleau conique 14a le plus sollicité a été déplacé radialement vers l'extérieur, la bague 22 ayant été ainsi tendue autour des angles 20 de la cage 19 ainsi qu'autour du côté frontal des autres rouleaux coniques 14b à 14f. Comme on le voit, les rouleaux coniques 14d et 14f ayant été faiblement sollicités ont ainsi été, conformément aux différences de sollicitation, déplacés radialement vers l'intérieur (flèches "D" et "E"), tandis que les rouleaux coniques 1 14b, 14c et 14e ont pour l'essentiel conservé leur position radiale. Les composantes de force orientées vers l'extérieur des rouleaux coniques 14a à 14f sont désormais équilibrées et tous les rouleaux coniques 14a à 14f portent uniformément. Pour plus de clarté, le déplacement radial des rouleaux coniques est exagéré sur la figure 4; en pratique, il s'agit bien entendu de distances relativement réduites. Dans le mode de réalisation de la figure 5, la cage en forme de disque 23 présente un profil en forme d'étoile, tandis que le profil intérieur de la bague flexible 24 forme approximativement un polygone. L'épais- seur radiale de la bague 24 est par conséquent irréguliè- re, les c8tés frontaux extérieurs des rouleaux coniques 14 prenant chacun appui dans une zone o la bague présente la plus grande épaisseur radiale et les zones o la bague présente une épaisseur radiale réduite étant soutenues sur les angles 25 de la cage en forme d'étoile. Une pression plus élevée exercée sur la bague 24 de la manière décrite ci-dessus par le c8té frontal d'un rouleau sollicité plus fortement entraîne certes l'effet de bandage décrit, mais une courbure de la bague 24 autour des c8tés frontaux bombés des rouleaux coniques est évitée du fait de l'épaisseur de la bague. Les surfaces de contact demeurent ainsi réduites et le frottement est par conséquent faible. Un effet semblable est obtenu par le mode de réalisation de la figure 5 selon lequel la cage en forme de disque 26 forme un polygone mais la bague flexible 27 d'une épaisseur irrégulière en direction radiale présente dans chaque zone d'appui des rouleaux coniques 14, des épaississements courbés radialement vers l'intérieur ou bombés. Cette mesure permet de réduire encore le frottement entre la bague 27 et les côtés frontaux 26 1 4082 1 de préférence bombés des rouleaux coniques 14. Afin d'éviter qu'en cas de forces particulièrement importantes agissant radialement sur la bague flexible, telles qu'elles peuvent apparaître en cas de surcharge des rouleaux coniques, une extension voire une rupture de la bague se produise, il est possible de prévoir une bague de limitation. La figure 7 représente le dispositif conformément à la figure 3 avec une bague de limitation 29 qui entoure la bague flexible 22, est appliquée sur la bague flexible 22 dans la zone des angles 20 de la cage mais présente entre ces points d'appui des évidements 30 afin d'autoriser un déport radial de la bague 22, au maximum jusqu'à ce que cette dernière vienne s'appuyer sur la bague de limitation 29. La figure 8 représente enfin un mode de réalisation dans lequel la bague flexible 31 est réalisée avec des parois particulièrement minces et est dimensionnée de telle sorte qu'elle soit appliquée sous précontrainte sur les angles 34 de la cage polygonale 32 équipée des rouleaux coniques 14. La bague 31 forme ainsi une fois montée un tracé polygonal. Ce dispositif offre une action en retour particulièrement bonne de rouleaux coniques plus tôt porteurs sur les rouleaux coniques moins sollicités parce que le serrage des rouleaux coniques provoqué par la bague prétendue 31 a déjà éliminé tout jeu éventuel. Une bague de limitation 33 en forme d'anneau de cercle qui est de nouveau montée dans la zone des angles 34 de la cage sur la bague flexible 31 veille ici à ce que des conditions de surcharge n'entrainent pas une extension ou une rupture de la bague 31. Les bords extérieurs libres désignés ici de manière générale par "bagues flexibles " peuvent être en particu- 2 6 1 4 0 8 2 1 lier constitués par des bagues élastiques en matière plastique, mais également par des bagues en acier à ressorts, par exemple. L'effet de bandage décrit peut en outre être également obtenu avec des bagues qui sont fabriquées à la manière d'un câble ou d'une bande, par exemple. Les critères importants pour la configuration des bagues et le choix des matériaux sont une flexibilité suffisante et la capacité d'absorber les forces de traction apparaissant sans extension notable. De même, d'autres solutions, telles que la fixation sur l'un des disques de pression, par exemple, sont imaginables pour la bague de limitation qui, dans les exemples de réalisation décrits, est chaque fois soutenue sur la cage par l'intermédiaire de la bague flexible. REVENDICATIONS 1 1. Dispositif destiné à produire un déplacement axial, en particulier à actionner un frein de véhicule, par rotation relative de deux disques de pression se faisant face, des corps roulants disposés entre les disques de pression roulant sur des rampes inclinées et modifiant ainsi l'écartement des disques de pression, caractérisé en ce que les corps roulants sont constitués par des rouleaux coniques (14), en ce que l'un au moins des disques de pression (3, 4) présente une surface frontale conique et en ce que les rouleaux coniques (14) sont entourés par un bord extérieur libre réalisé sous la forme d'une bague flexible fermée (16, 22, 24, 27, 31) absorbant les forces radiales partant des rouleaux coniques (14) sollicités et exerçant un effet de bandage sur les rouleaux coniques (14). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rouleaux coniques (14) sont placés dans des poches (21) ouvertes vers l'extérieur d'une cage (15, 19, 23, 26, 32) en forme de disque ou d'anneau dont le profil extérieur présente une forme de polygone ou d'étoile, les poches (21) étant chacune placées entre les angles (20, 25, 34) de la cage (15, 19, 23, 26, 32) et la bague flexible (16, 22, 24, 27, 31) entou- rant les angles (20, 25, 34) de la cage. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bague flexible (24, 27) présente dans' chaque zone d'appui des côtés frontaux des rouleaux coniques (14) une épaisseur radiale importante, tandis qu'elle présente une épaisseur radiale réduite entre les rouleaux coniques. 26 14082 1 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la bague flexible (24) présente un profil extérieur circulaire et un profil intérieur approximati- vement polygonal et en ce que les rouleaux coniques (14) prennent appui par leur côté frontal de grand dia- mètre chacun sur une surface du polygone dans la zone o la bague (24) présente une plus grande épaisseur radiale. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu une bague flexible à paroi mince (31) dimensionnée en diamètre de telle sorte par rapport à la cage (32) que la bague flexible (31) soit appliquée sous précontrainte sur les angles (34) de la cage (32) et sur les côtés frontaux des rouleaux coniques (14) placés dans les poches (21) de la cage et présente par conséquent dans la zone des rouleaux coniques (14) un rayon plus petit que dans la zone des angles (34) de la cage. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la bague flexible (22, 31) est entourée par une bague de limitation (29, 33) limitant une déviation radiale. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bague de limitation (29, 33) est réalisée de telle sorte qu'elle ne soit appliquée sur la bague flexible (22, 31) pour l'essentiel que dans la zone des angles (20, 34) de la cage. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la bague flexible (16, 22, 24, 27, 31) est fabriquée à partir d'un matériau élasti- 2 6 1 4 0 8 2 1 que, pour l'essentiel non extensible. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des rouleaux coniques (14) dont les grandes surfaces frontales sont bombées.