Brevet FR2643694A1 — publié le 19900831

La présente invention concerne les dispositifs d'action- nement de freins à tambour util isés principalement sur les camions ou les remorques et a plus particulièrement pour objet un dispositif de rattrapage de jeu entre les garni- tures de frein et les tambours. Sur les dispositifs les plus couramment utilisés, comme celui décrit dans le brevet français 2 277.274, la came servant à 1 écartement des mâchoires de freins est action- née par 'intermédiaire d'un arbre, d'un levier et d'une tringlerie; on effectue le réglage au moyen d'un système de vis sans fin ou d'engrenage hélicoïdal; on procède alors toutes les semaines au réglage. On connaît, aussi, des dispositifs de rattrapage de jeu automatique, qui mettent continuellement la came en portée contre les mâchoires à chaque actionnement du frein. On connaît également, par le brevet français 2 389 042, un dispositif de freinage à aircomprimé, à rattrapagede jeu, mettant en oeuvre une butée montée à friction sur au moins un élément de l'ensemble timonerie-camemachoires et ayant un débattement limité entre deux appuis; ladite liaison à friction cède sous I effort de commande, mais non sous l'effort de rappel des mâchoires de frein, de sorte que le débattement précité permet la détermination du jeu de déserrage des freins tandis qu'il est, en outre, prévu des moyens de compensation unidirectionnelle de lon- gueur de la timonerie intervenant au rappel de celle-ci au repos, de sorte que le dispositif est à rattrapage de jeu automatique. Et I on connaît par le brevet français Z 224 676, un dispo- sitif de rattrapage de jeu pour freins à sabots, dans le- quel ' 1élément de rattrapage automatique du jeu transmet- tant la force de freinage est monté entre chaque coté de la came et une extrémité mobile de chaque sabot; cet élément comprend deux pièces télescopiquement dépla çables, re- liées par des filetages augmentant la longueur de l 'é1é- ment lors d'une rotation relative de ces pièces. Or, lors de l'utilisation de ces dispositifs, les m&- choires sont tenues contre les tambours pendant une cer- taine durée, ce qui provoque une usure-des garnitures et un échauffement des tambours, ce qui peut, à long terme, -pro- voquer l'éclatement des pneus. La présente invention vise à remédier aux inconvénients des dispositifs précités et a pour but de proposer un dis- positif de rattrapage du jeu, permettant de réduire consi- dérablement i'usure des garnitures et des freins, tout en maintenant en permanence un jeu optimum entre les garni- tures et les tambours. Le dispositif de rattrapage de jeu pour freins à tambour selon l'invention, assurant le rapprochement des sabots de frein par décalage angulaire du bras de manoeuvre par rap- port à l'arbre de commande de la came est caractérisé de ma- nière générale, en ce que le rattrapage de jeu est obtenu par l'intermédiaire de cliquets à ressorts, solidarisés en déplacement au système de manoeuvre de 'arbre porte- came, rappelés contre une partie crantée réalisée à la pé- riphérie d'une bague intermédiaire emmanchée sur l'extré- mité cannelée de l'arbre porte-came. Selon une seconde caractéristique principale, les cli- quets sont montés dans leur logement avec un jeu latéral déterminé en fonction de celui que l'on désire maintenir entre la garniture des sabots de frein et les mâchoires après élimination de l'excès de jeu. Selon une troisième caractéristique principale, V'extré- mité de la face avant du bec des cliquets ainsi que la face arrière des crans aménagés à la périphérie de la bague intermédiaire sont réalisées en contre-dépouille, selon des angles alpha et bêta complémentaires, de façon, à obte- nir une solidarisationradiale lorsque lesdites faces sont maintenues en appui et à introduire un jeu destiné à per- mettre un léger retour du cliquet engagé, après chaque ma- nipulation, ledit retour étant destiné à dégager les gar- nitures du tambour. Rvantageusement, le -nombre de cliquets est différent d'une unité par rapport au nombre de crans réalisés à la pé- riphérie de la bague intermédiaire cannelée. Selon une première forme de réalisation de I 'invention, le système de manoeuvre de l arbre porte-came est constitué dubrasde manoeuvre lui-même et d'un levier à cliquets as- socié, juxtaposés au bras de manoeuvre en prise lui aussi sur la bague intermédiaire par les mêmes moyens et relié à celui-ci par l'intermédiaire d'un vérin pneumatique a double effet dit "poumon". De préférence, lorsque le nombre de cliquets est pair, le nombre de crans est impair et lorsque le nombre de cliquets est impair, le nombre de crans est pair. Selon une seconde forme de réalisation de I' invention, le système de manoeuvre de!'arbre porte-came est constitué du bras de manoeuvre et d'un dispositif de réglage manuel à levier et roue à rochet. Dans cette seconde forme de réalisation, le dispositif de réglage manuel est constitué de deux disques crantés, dis- posés de chaque côté du moyeu du bras de manoeuvre et soli- darisés en rotation par rapport à 'arbre de manoeuvre de la came, et d'un levier à rochet, articulé librement par rapport au susdit arbre manoeuvre de la came par l' intermé- diare d'une chape dont les joues viennent enserrer I 'en- sembl e. Selon une troisième forme deréalisation, le systèmede ma- noeuvre de l'arbre porte-came est constitué. du bras de ma- noeuvre lui-même etd'un dispositif de réglage automatique de jeu qui lui est solidaire. Dans cette troisième forme de réalisation, le dispositif de réglage automatique de jeu est constitué d'un linguet flexible manoeuvre par un vérin pneumatique à double effet ledit linguet flexible étant disposé tangentiellement par rapport à la partiecrantée réalisée à lapériphériede la bague intermédiaire emmanchée sur la partie cannelée de l'arbre portecame, de façon à obtenir un engrènement par rapport à celle-ci. Avantageusement, le dispositif comporte en outre un res- sort en spirale enrou1é autour de I 'arbre, rel ié à I une de ses extrémités-au bras de manoeuvre et à son autre extrémi- té audit arbre, ledit ressortse tendant-en fonctiondu ré- glage effectué. Avantageusement encore, le réglage de plusieurs freins est effectué par une seule manipulation-, les poumons de chaque frein étant montés en parallèle avec le poumonprincipal de freinage, chacun des freins effectuant son rattrapage en fonction de son usure. Les avantages apportés par 'invention résident principa- lement en ce que le rattrapage-de jeu s'effectue à dis- tance, de façon totalement automatique, dans sa version pneumatique et en ce que dans toutes ses versions, le rat- trapage de jeu s'effectue sans annulation de celui-ci, donc sans risque d'usure anormale des garnitures, d'échauffementdes tambours de frein, voire de blocage des roues. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre de différentes formes de réa- lisation de l invention données à titre d'exemples non li- mitatifs, en relation avec les figures des planches anne- xées sur lesquelles: -La fig. 1 représente une vue de face du mode de réalisation mettant en oeuvre le bras de manoeuvre iui-même et un le- vier associé relié au bras par un vérin pneumatique à double effet. -la fig.2 est une vue en coupe suivant B-B, du dispositif représenté sur la figure précédente. -La fig.3 est une représentation schématique du vérin pneumatique ou poumon" utilisé dans le dispositif repré- senté sur la figure 1. -La fig.4 représente une vue en perspective d'un cl iquet montrant la réalisation en contre-dépouille de son bec d'engrènement. -la fig. 5 est une vue d'ensemble de face du dispositifse- Ion l'invention dans sa forme de réalisation manuelle. -la fig.6est une représentationdu bras demanoeuvre équi- pé de ses cliquets correspondant à la figure précé- dente. -La fig.7 représente une vue de dessus du levier à rochet selon la figure 5. -La fig 8 représente une vue de face du mode de réalisation à rattrapage de jeu par linguet flexible actionné par un vérin solidaire du bras. En examinant les figures 1 et 2, on remarque que le disposi- tif A de rattrapage de jeu, situé entre les garnitures de frein et le tambour, estconstitué dedeux parties; la pre- mière comprend un moyeu 24 sur la partie extérieure duquel a été fixé le bras 20 de manoeuvre de I'arbre à came 10 et à la périphérie de l'alésage duquel ont -été aménagées des rainures destinées à servir de logements 22 à des cliquets 21; 'arbre 10 comporte des cannelures à son extrémité opposée à la came. La bague intermédiaire 11 comporte des rainures 16 à la périphérie de son alésage et des crans 14 à sa périphérie extérieure. Les nombres des logements 22 et des crans 14 ne sont pas limitatifs et sont fonction de la précision que l'on veut donner au rattrapage de jeu; pour qu'il y ait toujours un 'entre-dent" 17 en concor- dance avec une rainure 22 quelle que saoit la position de I'arbre 10, il estnécessaire que le nombre derainures 22 s it supérieur d'une unité au nombre de dents 14 de 'arbre 10. Rinsi dans ce mode de réalisation donné à titre d'exemple, le nombre de logements 22 est de'neuf alors que le nombrede crans 14 est de huit; la coopérationentre les logements 22 et les crans 14 se fait au moyen des cliquets 21 et des ressorts de rappel 4; ces cliquets 21 sont de forme sensiblement para1 1élépipédique et sont conçus pour coulisser librement dans les logements 22; leur longueur étant déterminée pour obtenir un dégagement complet des crans 14 et leur largeur étant quelque peu inférieureà la largeur des logements 22 afin de ménager un jeu latéral J déterminé en fonction de celui que I 'on désire maintenir entre la garniture des sabots de frein et les mâchoires après élimination de I'excès de jeu; le bec 25 desdits cliquets 21 présente un angle alpha complémentaire de l'angle béta présenté par la face avant 15 des crans 14; le bec 25 des cliquets 21 prend appui contre la partie crantée 12 de la bague intermédiaire 11 par l 'intermé- diaire de ressorts 4 placés entre la partie supérieure des cliquets 21 et le fond de leur logement 22. Le dispositif selon ce premier mode de réalisation préfé- rentiel de l'invention comporte, en outre, un deuxième moyeu 34 solidarisé à un levier associé 30 identique au premier, mais d'une épaisseur moitié moindre de celle du moyeu 24 du bras de manoeuvre 20, de sorte que les cliquets 31 dont il est équipé sont également d'une plus faible é- paisseur et leur partie supérieure ne comporte qu'un trou 39 pour loger un ressort 4 au lieu de deux comme dans le premier moyeu sus-cité 24. En position d'utilisation, les moyeux 24. 34 du bras de manoeuvre 20 et du levier 30 sont montés sur la même bague intermédiaire 11; une rondelle entretoise 18 est interpo- séeentre les deux moyeux24, 34afin d'éviter que les cli- quets se contrarient et perturbent le fonctionnement du dispositif en s insérantpar exemple dans les logements du moyeu voisin. Dans cette position, un cliquet 21 du pre- mier moyeu 24, et un cliquet 31 du second moyeu 34 sont chacun dans un "entre-dent" 17 de la bague intermédiaire 11. Afin de permettre le mouvement relatif des deux moyeux 24, 34, par I' intermédiaire de leur bras 20 ou levier 30 respectifs, on a interposé entre le bras 20 et le levier 30 un vérin pneumatique à double effet 40, dit poumon, dont la constitution seradécrite ultérieurement; son cylindre est fixéau levier30 alorsque sa tige 41 est fixéeau bras de manoeuvre 20. Lorsqu'on actionne le frein, I 'air est envoyé vers I'en- trée du poumon 40, ce qui entraîne la translation de la tige 41 du poumon 40 éloignant ainsi le bras 20 du levier sur lequel il prend appui; lemoyeu 24estdonc entraîné en rotation autour de la bague intermédiaire 11 d'unangle désiré etstabil isé dans cette position par I'engrènement d'un ci iquet 21 dans un cran 14, I'arbre 10 restant-fixe en rotation; lorsqu'on a atteint le déplacement angulaire correspondant à la course du vérin 40, 1 'arrivée d'air dans le poumon est supprimée et ce dernier se rétracte en- traînant avec lui le bras 30 en rotation vers sa position d'origine, par l'intermédiaire du poumon de freinage 27, provoquant ainsi en même temps la rotation de I'arbre 10, grâce au cliquet21 se trouvant ce moment en prise dansun cran 14; cette rotation de l'arbre 10 provoque en même temps l'encliquetage sur la périphérie crantée 12 de la bague intermédiaire 11 d'un autre cliquet 31 du moyeu 34 du ievier 30. Ainsi, quellequesoit 'amplitude du dépla- cement angulaire du bras de manoeuvre20 et de l'arbre 10, un c l iquet 31 du moyeu 34 du ev i er assoc i é 30 enc l iquete- ra dans un cran 14 de la bague intermédiaire 11 pour assu- rer la fonction d'appui pour une utilisation ultérieure; un ressort 48 peut être associé au dispositif pour faci i- ter le retour du levier 30. Il est à noter que dans une forme de réal isation particu- li ère, dans laque lle le moyeu 24 comporte neuf logements 22 et la bague intermédiaire 11 huit crans 14, le déplace- ment angulaire de 5 du bras 20 correspond à!'encliquet- tage dans un nouveau cran 14, ce qui provoque une rotation de 5 de l'arbre porte-came 10. Pour une meilleure compréhension, il a été représenté sur la figure 2, une disposition avantageuse du dispositif dans laquelle deuxcliquets 21, 31, desdeux moyeux24, 34 en regard par rapport à la rondel le 18 se trouvent dans un même cran 14 de la bague intermédiaire 11, au même mo- ment. En outre, un ressort 28 en spirale est enroulé autour de i 'arbre 10, fixé à I'une de ses extrémités au dit arbre 10 et à l'autre extrémité au moyeu 24, se tend en fonction du réglage effectué et favorise le déplacement des cli- quets. On notera, sur cette figure, la présence de trois ron- delles, la fonction de la première 18 ayant déjà été don- née, les deux autres 19, pouvant être soudées à I'arbre 10 ou solidarisées à celui-ci par d'autres moyens, sont des- tinées à solidariser longitudinalement 'ensemble par rapport à la bague intermédiaire 11; des joints toriques 29, destinés à assurer l'étanchéité, ont été disposés entre lesrondelles 18, 19 et les moyeux24, 34. On notera également qu'un témoin d'usure de garniture solidaire de I'extrémité de l'arbre 10 pourra être associé au disposi- tif. La figure 3 représente un poumon 40 de type connu; il est de forme sensiblement para lélépipédique, il présente une entrée d'air 42 et sa partie intérieure est constituée d'une membrane souple 43 en plastique, disposée para lè- lement à!a paroi intérieuredupoumon 40 et fixée à celui- ci par desbagues 44; lorsque l'air est envoyé dans le pou- mon 40, la membrane 43 exerce une pression sur le vase 46 (plastique ou fer), ce qui provoque le déplacement de la tige 41. Lorsque 'oncoupe 'arrivée d'air, le vase 46 re- vient sur lui-même, ramenant en même temps la tige 41, et ce à quoi celleci est reliée, dans sa position initiale; un ressort 47 peut être intégré au poumon 40 pour aider le retour de la tige 41; ce ressort 47 peut être intégré au poumon 40, ou bien disposé à l'extérieur; dans I 'inven- tion, celui-ci pourra être disposé entre le levier et le bras (48 sur la fig.1). Sur la figure 4, on remarquera que les ci iquets 21 du pre- mier moyeu présentent sur la face portante 23 de leur bec une légère dépouille 26 d'angle alpha par rapport à !'extrémité du cliquet 21, complémentaire de l'angle for- mé par les crans de la bague intermédiaire de façon à évi- ter un désengagement partiel du cliquet 21 tlors du retour en arrière provoqué par le jeu, ménagé entre les cliquets 21 et les bords de leurs logements. En outre, il a été prévu un jeu H, permettant le retour du cliquet 21 après chaque manipulation afin de dégager la garniture du tambour et ainsi de minimiser l'usure des freins. Sur les figures 5, 6 et 7, une deuxième forme de réalisation de I'invention est représentée ayant en commun avec la pre- mière forme de réalisation un moyeu 24 muni d'un bras 20, comportant des logements 22 réduits au nombre de quatre. Dans cette forme de réalisation, le système de manoeuvre est constitué du bras de manoeuvre 20 lui-même et d'un dis- positif de réglage manuel 50 à levier 51 et roue 52 à ro- chet 53. Le levier 51 comporte une chape 54 constituée de deux parties rectangulaires 55 dites joues; ces joues 55 comportent des orifices 56 destinées au passage de la bague intermédiaire 11 Rinsi le moyeu 24 est disposé entre les deux joues 55 autour de la. bague intermédiaire 11, deux disques 52 dentés 57 ayant été soudés sur la bague intermé- diaire 11, de part et d'autrede ce moyeu 24. Les dents 57 des disques 52 sont destinées à coopérer avec un rochet 53 monté dans une lumière 58 ménagée dans chacune des joues , ledit rochet53 étant rappelé en permanence vers les disques crantés 52 par une tige 59 et un ressort 62. Dans cette forme'de réalisation, I'appui est matérialisé par le bras 20, le rochet 53 en se logeant entre deux dents 57 de la roue dentée 52 entraîne la rotation de la bague intermédiaire 11, l ors de la manoeuvre manuelle du l evier de commande 51 du dispositif a roues52à rochet 53 jusqu'à 1 1 rattrapage du jeu; on peut alors déplacer manuellement le levier 51 dans le sens inverse, sans entraîner cette fois la bague intermédiaire 11 afinde disposer celui-ci pour un rattrapage-de jeu ultérieur. Il faut souligner qu'un jeu important pourrait être ainsi annulé progressivement en communiquant des mouvements de rotation alternatifs au le- vier 51. Sur la figure 8, une troisième forme de réalisation est re- présentée dans laquelle, un dispositif de réglage automa- tique 60 de jeu, solida ire du moyeu 24 du bras de manoeuvre , permet un réglage direct de la position de l'arbre porte-came 10. Dans cette forme de réalisation, un poumon agit directement au moyen d'un linguet 61 situé dans le prolongement de sa tige 41, sur les crans 14 de la bague intermédiaire 11 pour entra ner celle-ci en rotation jus- qu*à annul a t i ondu jeu; l e moyeu24 dubrasde manoeuvre 20 comprend un unique logement 22 permettant le montage et la translation d'une pièceparallélépipédique 26 dont la par- tie inférieure forme trois cliquets 21; un ressort 63 permet la translation de 'ensembledes cliquets 2 dans le logement 22 et le rappel vers la partie crantée de la bague intermédiaire 11. Le dispositif objet de I'invention pourra avantageusement être utilisé sur la plupart des véhicules équipés de freins à tambour, dont la came de commande des mâchoires est ma- noeuvrée par i'intermédiaire d'un levier, et tout particu- lièrement sur les camions, remorques et semi-remorques. Bien que l'on ait décrit et représenté plusieurs formes particulières de réalisation de l'invention, il doit être comprisquecelle-ci n'estpas limitée à ces formeset àces moyens, mais qu'elle s'étend à tout dispositif de rattra- page de jeu comportant les caractéristiques générales énoncées ci-dessus. REUEND I CAT I ONS 1. Dispositif de rattrapage de jeu pour freins à tambour assurant le rapprochement des sabots de frein par décalage angulaire du bras de manoeuvre solidarisés en déplacement au système de manoeuvre de arbre porte-came C emmanchée sur l'extrémité cannelée de l'arbre porte-came (10). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lescliquets (21)sont montésdans leur logement 3. Dispositif selon I'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'extrémité de la face avant C23) du bec (25) des cliquets (21) ainsi que la face ar- rière (15) des crans (C14) réalisés sur la bagué intermé- diaire (11) sont réalisés en contre-dépouille, selon des angles alpha et béta complémentaires de facon, à obtenir une solidarisation radiale lorsque lesdites faces (15, 23)sont maintenues en appui, et à introduire unjeu H des- tiné à permettre un léger retour du cliquet engagé, après chaque manipulation, ledit retour étant destiné à dégager les garnitures du tambour. 4. Dispositif selon I'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le nombre de cliquets C21) est différent, d'une unité, par rapport au nombre de crans 5. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de manoeuvre de l arbre porte-came (10) est constitué du bras de manoeuvre (20>) lui-même et d'un le- vier à cl iquets associé (30) juxtaposé au bras de manoeuvre C20), en prise lui aussi sur la bague intermédiaire (11) par les mêmes moyens, et relié au bras de manoeuvre (20) par l'intermédiaire d'un vérin pneumatique à double effet (40). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le nombre de cliquets (21) est pair et le nombre de crans (14) est impair. ?. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le nombre de cliquets (21) est impair et le nombre de crans (14) est pair. S. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de manoeuvre de i 'arbre porte-came (10) est constitué du bras de manoeuvre (20) et d'un dispositif de réglage manuel (50) à levier (51) et roue (52) à rochet (53). g. Dispositif selon la revendication, caractériséen ce que ledispositif de réglagemanuel (50)est constitué de deux disques crantés (52) disposés de chaque c6té du moyeu (24) du bras de manoeuvre (20), solidarisés en rotation par rapport à I 'arbre de manoeuvre (10) de la came, et d'un levier (51) à rochet (53) articulé librement par rapport au susditarbre demanoeuvre (C10)de la camepar ' intermé- diaire d'une chape (54) dont les joues (55) viennent en- serrer I ensemble. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de manoeuvrede I 'arbre porte-came (10) est constitué du bras de manoeuvre C20) lui-même et d'un dis- positif de réglage automatique C60) de jeuqui lui est so- lidaire. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif (560) de réglage automatique de jeu, est constitué d'un inguet flexible C561) mû par un vérin pneumatique à double effet C40), ledit linguet flexible {61> étant disposé tangentiel lement par rapport à la par- tie crantée (12) réalisée sur la bague intermédiaire de façon à obtenir un engrènement par rapport à celui- ci. 12. Dispositif selon 'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort en spirale C28), enroulé autour de l'arbre C10>) relié à l'une de ses extrémités au bras de manoeuvre C20) et à l'autre extrémité audit arbre C10), ledit ressort C28)se tendant en fonction du réglage effectué 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réglage de pl usieurs freins s'effectue par une seule manipulation, les poumons de chaque frein étant montés en parallèle avec le poumon principal de freinage, chacun des freins effectuant son rattrapage en fonction de son usure.