Brevet FR2616865A1 — publié le 19881223

SYSTEME POUR LE RATTRAPAGE AUTOMATIQUE DE L'USURE, INTRODUIT DANS UNE UNITE HYDRAULIQUE POUR L'ACTIONNEMENT DE FREINS A TAMBOUR La présente invention concerne une unité hydraulique pour l'actionnement de freins pour véhicules, à tambour et segments, avec rattrapage de l'usure des garnitures des segments, comprenant un cylindre fixe relié au circuit hydraulique de freinage, un couple de pistons opposés mobiles et étanches dans ledit cylindre et reliés auxdits segments afin d'appliquer sur ceux-ci la pression de freinage opposée à celle des ressorts de rappel, et un dispositif de rattrapage de jeu, introduit entre lesdits pistons. Dans les freins à tambour pour véhicules, les segments sont généralement articulés à une extrémité et sont actionnés à l'extrémité opposée par une unité hydraulique cylindre-pistons. Au moment du freinage, l'unité hydraulique amène les segments au contact du tambour, en annulant un jeu qui est maintenu normalement entre lesdites pièces par des ressorts de rappel reliés aux segments, et applique ensuite la pression de freinage. Au fur et à mesure que l'usure des garnitures des segments augmente, le jeu entre les segments et le tambour augmente également, ce qui fait accroître la course à vide qui précède le début du freinage actif, ce qui représente un inconvénient. Pour pallier cet inconvénient, il est possible d'introduire dans le mécanisme du frein des dispositifs de rattrapage qui permettent de déplacer la position de repos des segments au fur et à mesure que l'usure des garnitures progresse. Dans un premier groupe de forme plus répandue, ces dispositifs, de types divers, sont installés du côté de l'articulation des segments ou entre l'unité hydraulique d'articulation et les segments. On connaît, d'après le brevet italien No. 1.158.804, un second type de dispositif de rattrapage qui est introduit dans l'unité hydraulique d'actionnement elle- même, et interposé entre les pistons et qui coopère avec ceux-ci en vue de modifier la course permise, de façon à assurer le rattrapage de l'augmentation de course due à l'usure des garnitures des segments. Les dispositifs du premier groupe mentionné introduisent une complication considérable dans la structure du mécanisme du frein, rendant ainsi plus long et plus coûteux le montage du plateau de frein et gênant les opérations de remplacement des garnitures usées des segments. En outre, comme ils ne sont pas installés dans une position protégée, ils peuvent facilement être endommagés. Les dispositifs du second type évitent ces inconvénients, mais, comme les premiers, ils sont constitués par un nombre relativement élevé de composants et sont donc assez onéreux. En outre, tous les dispositifs connus jusqu'à maintenant agissent d'une façon intermittente et irréversible. L'objet de la présente invention est de permettre la réalisation de freins à tambour qui, tout en étant dotés de la fonction de rattrapage du jeu devenu excessif en raison de l'usure des segments, conservent la simplicité de construction, de montage et de remplacement des segments et de leurs garnitures qui est le propre des freins à tambour démunis de dispositif de rattrapage ou ayant un dispositif de rattrapage du second type mentionné, et ceci par l'emploi d'une unité de commande essentiellement simple et économique, constituée par peu de composants et qui, en outre, agit d'une manière continue et est également en mesure de rétablir le jeu rattrapé dans les cas o un rattrapage excessif du jeu a été causé par des situations accidentelles plutôt que par l'usure des garnitures des segments. Ce but est atteint, selon l'invention, par le fait que l'unité hydraulique d'actionnement comprend une douille expansible introduite, glissant longitudinalement, dans un logement correspondant du premier piston, et reliée au second piston par un moyen d'accouplement présentant un jeu longitudinal correspondant à la course normale d'actionnement prévue pour l'unité, ainsi qu'un moyen d'expansion introduit dans ladite douille et disposé pour la contraindre radialement vers l'extérieur par une pression prédéterminée, de manière à provoquer entre la douille et le premier piston dans lequel elle est introduite une force de frottement légèrement supérieure à la force appliquée aux pistons par les ressorts de rappel des segments. Grâce à ces caractéristiques, pendant la course de relâchement qui suit une action de freinage, les pistons de l'unité, poussés par les ressorts de rappel des segments de.frein, ne peuvent effectuer librement qu'une seule course correspondant au jeu avec lequel la douille expansible est reliée au second piston, jeu qui, comme il a été mentionné, correspond à la course normale d'actionnement de l'unité. Si, en raison d'une usure intervenue dans les garnitures des segments, la course de relâchement tend à prendre une amplitude supérieure à celle ainsi déterminée, les pistons sont arrêtés par l'intervention de la douille expansible, étant donné que la force de frottement qui est présente entre elle et le premier piston est supérieure à l'action des ressorts de rappel. On évite ainsi que la course à vide de la pédale du frein augmente. Au cours de l'action de freinage suivante, la force hydraulique exercée sur les. pistons, qui est considérablement supérieure à la force des ressorts de rappel, l'emporte également sur la force de frottement présente entre la douille expansible et le premier piston, et la douille se trouve légèrement déplacée dans le piston, en prenant ainsi une nouvelle position qui correspond au nouvel état des garnitures des segments et qui compense l'usure intervenue. Cette action de rattrapage est continue et s'effectue chaque fois selon l'extension minimale nécessaire, contrairement aux dispositifs connus dans lesquels l'action de rattrapage, discontinue, doit nécessairement avoir une extension relativement grande; on obtient ainsi un fonctionnement plus parfait. En outre, si par accident il se produit un rattrapage excessif en raison de l'existence de conditions particulières, le caractère non irréversible de l'accouplement à frottement entre la douille expansible et le premier piston garantit que le rattrapage excessif pourra être rectifié et corrigé pendant la phase de relâchement, sous l'action des forces induites par les causes elles-mêmes qui ont déterminé l'excès de rattrapage, sans donner lieu au risque de blocage du frein. Une unité d'actionnement constituant un mode de réalisation préféré selon l'invention est décrite ci-après, à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente en coupe longitudinale le long de la ligne I-I de la figure 2 l'unité hydraulique selon l'invention pour l'actionnement d'un frein à tambour; la figure 2 en représente une coupe transversale le long de la ligne II-II de la figure 1; et la figure 3 en représente une coupe transversale le long de la ligne III-III de la figure 1. En se référant au dessin, le repère numérique 1 désigne un cylindre, destiné à être monté fixe dans le mécanisme d'un frein à tambour et segments. Le cylindre 1 est muni d'un raccord 2 pour le raccordement au circuit hydraulique de freinage, afin d'alimenter la chambre intérieure 3 du cylindre, et il est également muni d'un raccord de vidange 4. Sur le cylindre 1 est monté de manière à y glisser un premier piston 5 muni d'un joint d'étanchéité, d'un protecteur extérieur 6 et d'un poussoir 7 permettant d'appliquer une pression à une extrémité d'un segment de frein, non représenté. A l'opposé du piston 5, dans le cylindre 1, se trouve un second piston 8, également muni d'un joint d'étanchéité, d'un protecteur 9 et d'un poussoir 10, au moyen duquel il intervient sur le second segment du frein, non représenté. D'une façon connue, les deux pistons 5 et 8 s'éloignent l'un de l'autre sous l'action d'un liquide sous pression introduit dans la chambre 3 du cylindre 1, dans la phase de freinage. Dans la phase de relâchement suivant l'action de freinage, les deux pistons 5 et 8 se rapprochent l'un de l'autre sous l'action de ressorts de rappel reliés, comme habituellement, aux segments non représentés. Le premier piston 5 présente une cavité borgne 11 dans laquelle est introduite, en pouvant y glisser longitudinalement, une douille 12. L'extrémité intérieure de la douille 12 est légèrement effilée et est rendue expansible par des fentes 13. L'extrémité opposée de la douille 12 ressort de la cavité 11 du premier piston 5, traverse la chambre 3 et pénètre en glissant dans une cavité 15 du second piston 8. Une goupille 14 traverse la douille 12 en passant dans un trou 16 du second piston 8. Entre le trou 16 et la goupille 14, il est prévu un jeu dont l'amplitude a été choisie égale à la course normale d'actionnement de l'unité hydraulique. Dans l'extrémité intérieure de la douille 12 est disposée une bille 17, poussée par un ressort 18, qui s'appuie sur la goupille 14. La pression du ressort 18 force la bille 17 à s'encastrer dans l'extrémité effilée de la douille 12. Cette dernière, étant expansible grâce aux fentes 13, se trouve dilatée et maintenue ainsi appliquée contre la paroi de la cavité 11 du premier piston 5 par une force qui dépend de la force exercée par les ressorts 18. Par conséquent, entre la douille 12 et le premier piston 5, il se produit une force de frottement bien définie, qui peut être choisie au moment du projet en dimensionnant convenablement les pièces et en particulier le ressort 18. Ce dimensionnement doit être tel que la force de frottement soit légèrement supérieure à la force transmise aux pistons 5 et 8 par les ressorts de rappel des segments de frein. Lorsque, à la suite de l'actionnement de la pédale de frein, une pression hydraulique est envoyée dans la chambre 3, les deux pistons 5 et 8 s'éloignent l'un de l'autre, agissent sur les segments et après avoir rattrapé le jeu existant entre eux et le tambour, ils appliquent la pression de freinage. Lors de l'éloignement l'un de l'autre des pistons 5 et 8, la douille 12, entraînée par frottement par le piston 5, amène la goupille 14 au contact d'une paroi (la paroi de gauche sur la figure 1) du trou 16, après quoi, si la course d'éloignement réciproque des pistons se poursuit, la douille 12 est contrainte à glisser dans la cavité 11 du piston 5 contre la force de frottement qui la retient. En effet, ladite force de frottement est légèrement supérieure à la force exercée sur les pistons par les ressorts de rappel des segments, mais la force hydraulique d'actionnement des freins l'emporte ainsi sans difficulté sur ladite force de frottement. Ensuite, une fois terminée l'action de freinage, lorsque la pression hydraulique est relâchée, les ressorts de rappel des segments repoussent les pistons 5 et 8 l'un vers l'autre, et ceci peut s'effectuer librement étant donné que la goupille 14 se déplace dans le trou 16 selon toute l'amplitude du jeu qui y existe. Ce jeu correspond à la course normale d'actionnement de l'unité, tant que n'intervient pas d'usure des garnitures des segments, ou un autre élément de perturbation, ce qui permet à la course de relâchement de s'effectuer totalement. Cependant lorsque la course de relâchement, pour une raison quelconque, tend à devenir supérieure au jeu de la goupille 14 dans le trou 16, les pistons sont arrêtés dès que ce jeu a été rattrapé, étant donné que le frottement qui s'oppose au glissement de la douille 12 dans le piston 5 est supérieur à- la force de rappel des ressorts. Il en résulte donc que la course de relâchement est ainsi limitée à sa valeur normale. Au cours de l'action de freinage suivant, si cela est nécessaire, la douille 12 se déplace dans le piston 5, comme mentionné ci-dessus, de l'espace nécessaire pour rétablir une position correcte des limites de la course d'actionnement permise par le jeu entre les pièces 14 et 8. Normalement, le glissement décrit s'effectue dans le sens d'une sortie progressive de la douille 12 de la cavité 11 du piston 5, de façon à compenser l'usure progressive des garnitures des segments. On doit cependant noter que, si le rattrapage précédent a été excessif en raison d'une action perturbatrice, telle qu'une sollicitation thermique ou/et mécanique des pièces pendant le freinage, l'excès de rattrapage peut être lui-même rattrapé grâce au fait que l'accouplement à frottement entre la douille 12 et le piston 5 n'est pas irréversible. Cette particularité du dispositif selon l'invention permet que lorsqu'il se présente, par accident, une action de perturbation quelconque, il n'y a pas de risque que le frein soit bloqué par l'action du dispositif de rattrapage. Comme on le remarquera, le rattrapage de l'usure ne s'effectue pas d'une façon intermittente, dès qu'il a une valeur prédéterminée, comme dans les dispositifs de rattrapage connus, mais d'une façon continue et graduelle, ce qui représente un avantage pour un meilleur fonctionnement du frein. Le dispositif de rattrapage est entièrement contenu à l'intérieur de l'unité hydraulique d'actionnement et par conséquent il est protégé contre toute action extérieure. En outre, le dispositif de rattrapage est composé de peu de pièces, dont la réalisation industrielle et le montage sont faciles, et par conséquent il est relativement économique; de plus, il n'est pas soumis dans une de ses pièces quelles qu'elles soient, à des sollicitations concentrées, de telle sorte qu'il a une longue durée de vie. Naturellement, diverses modifications peuvent être apportées à ce qui a été décrit. Par exemple, une bille à ressort représente un moyen d'expansion très avantageux pour la douille expansible, mais d'autres moyens d'expansion peuvent être utilisés. La goupille 14 pourrait être solidaire du piston 8 et introduite avec du jeu dans un trou de la douille 12, à condition que l'on prévoie un autre moyen pour l'appui du ressort 18. En outre, une goupille introduite avec du jeu dans un trou représente un moyen simple et sûr pour déterminer l'accouplement de la douille expansible avec un jeu longitudinal correspondant à la course normale d'actionnement de l'unité, mais également d'autres types d'accouplement avec du jeu pourraient trouver leur application. 26 16865 R E V E N D I C A T I ON S 1 - Unité hydraulique pour l'actionnement des freins de véhicules, à tambour et segments, avec rattrapa- ge de l'usure des garnitures des segments comprenant un cylindre fixe (1) relié au circuit hydraulique de freina- ge, une paire de pistons opposés (5-8) mobiles étanches dans ledit cylindre (1) et reliés auxdits segments pour leur appliquer la pression de freinage en opposition à celle des ressorts de rappel, et un dispositif de rattrapage du jeu, introduit entre lesdits pistons (5-8), caractérisé par le fait qu'elle comprend une douille expansible (12) mobile longitudinalement dans un logement correspondant (11) du premier piston (5), et reliée au second piston (8) par un moyen d'accouplement (14,16) présentant un jeu lon- gitudinal correspondant à la course normale d'actionnement prévue pour l'unité, ainsi qu'un moyen d'expansion (13,17, 18) introduit dans ladite douille (12) et disposé pour la contraindre radialement vers l'extérieur avec une pression prédéterminée, de manière à provoquer entre la douille (12) et le premier piston (5) dans lequel elle est introduite une force de frottement légèrement supérieure à la force appliquée aux pistons par les ressorts de rappel des seg- ments. 2 - Unité hydraulique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit moyen d'accouplement entre la douille expansible (12) et le second piston (8) est constitué par une goupille (14) fixée à la douille ex- pansible (12) et passant dans un trou (16) du second piston (8) et présentant par rapport à la douille le jeu désiré; ou inversement. 3 - Unité hydraulique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite douille expansible (12) est constituée par un petit tube muni de fentes de longueur prédéterminée (13) ouvertes vis-à-vis de l'extré- mité destinée à s'élargir. il 4 - Unité hydraulique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit moyen d'expansion est constitué par un corps (17) poussé par un ressort (18) pour s'encastrer dans l'extrémité effilée de la douille expansible. - Unité hydraulique selon la revendication 4, caractérisée par le fait que ledit corps (17) poussé par un ressort (18) est constitué par une bille. 6 - Unité hydraulique selon les revendications 2 et 4, caractérisée par le fait que ladite goupillé (14) constitue également un appui pour le ressort (18) faisant partie du moyen d'expansion.