Brevet FR2645608A1 — publié le 19901012

L'invention concerne un dispositif de freinage et de préférence un frein à disques multiples. Dans un frein à disques multiples connu, à des- serrage hydraulique, on utilise un piston annulaire, qui est rendu étanche vis-à-vis du boîtier de frein par l'in- termédiaire de garnitures d'étanchéité et forme une chambre de pression pour l'envoi d'un fluide sous pression pour l'application de la pression de desserrage. Un tel frein compact possédant un grand piston de frein convient pour une faible pression de desserrage. Dans ce frein connu, un inconvénient tient au fait que le faible encombrement doit être obtenu à l'aide d'un élément de ressort fixé dans le boîtier de frein et agissant sur le piston de frein. cet élément de ressort unique possède naturellement une courbe caractéristique pentue, c'est-à-dire que l'on obtient une variation importante de la force déjà pour de faibles courses de déplacement élastique. Afin d'appliquer les forces de freinage- définies requises, il est par conséquent nécessaire d'avoir des composants dont les dimensions pré- sentent des tolérances axiales précises, ce qui conduit à des coûts élevés de fabrication et de montage. La présente invention a pour but d'éviter les in- convénients de l'état de la technique et de fournir notam- ment un dispositif de freinage, dans lequel on obtienne une construction compacte notamment dans la direction axiale, sans les inconvénients de tolérances axiales sévères. En particulier, les inconvénients produits par une courbe ca- ractéristique pentue du ressort doivent être évités. Ce problème est résolu conformément à l'invention dans un dispositif de freinage, notamment frein à disques multiples, destiné à être utilisé avec un porte-disques ro- tatif portant un premier ensemble de disques, et comportant les éléments suivants: un boîtier de frein, qui porte un second ensemble de disques imbriqués avec les disques du premier ensemble, et un piston de frein, qui est disposé dans une ouverture du boîtier de frein de manière à être déplaçable à va-et-vient et est précontraint à l'aide de moyens élastiques en direction des premier et second en- sembles de disques imbriqués, ce dispositif ayant pour par- ticularité que le couvercle est monté sur le boîtier de frein, séparément du piston de frein. De préférence les moyens élastiques, réalisés sous la forme d'un paquet de ressorts sont disposés entre le piston de frein et le couvercle. Avantageusement, dans ce cas le paquet de ressorts est disposé au moins partiel- lement à l'intérieur du porte-disques rotatif. De préférence la précontrainte produite par les moyens élastiques est réglable à partir de l'extérieur. Suivant une autre présentation de l'invention, celle-ci fournit un dispositif de freinage pour un porte- disque rotatif comportant un premier ensemble de disques, qui sont imbriqués avec les disques d'un second ensemble fixe de disques pour réaliser le freinage, qui présente les particularités suivantes: un boîtier de frein, qui est fixé à un' dispositif comportant le portedisques rotatif, et des moyens élastiques, qui possèdent une courbe caractéristique plate et sont disposés au moins partiel- lement à l'intérieur de l'extrémité libre du porte-disques rotatif. Suivant des modalités préférées: - L'extrémité, qui pénètre dans le boîtier de frein, du porte-disques rotatif présente un évidement, qui s'étend radialement. et axialement et dans lequel sont logés au moins partiellement les moyens élastiques réalisés sous la forme d'un paquet de ressorts. Le porte-disques rotatif est un arbre, notamment l'arbre d'un moteur hydraulique. Le piston de frein est réalisé dans son ensemble sous la forme d'un disque et comporte, en son centre, une partie saillante définissant un évidement, dans lequel les moyens élastiques peuvent être insérés. Dans ce cas, avan- tageusement, la profondeur de l'évidement correspond ap- proximativement à la longueur du paquet de ressorts à l'état comprimé, et, avantageusement aussi une partie sail- lante du piston de frein pénètre dans l'évidement du porte- disques rotatif de telle façon que, lorsque les disques sont complètement comprimés, il subsiste pour le fluide sous pression un espace, qui est relié à un raccord d'alimentation du fluide sous pression. On peut alors pré- voir que l'espace recevant le fluide sous pression est re- lié, par l'intermédiaire d'une liaison annulaire et d'un canal de liaison, à un espace d'entrée du fluide sous pression, dans lequel débouche le raccord d'amenée du fluide sous pression. Les moyens élastiques, qui prennent appui d'un côté sur un élément de fond du piston de frein, prennent appui par ailleurs sur le couvercle. Au cas o les moyens élastiques sont constitués par un paquet de ressort on pré- voit alors avantageusement que, pour le réglage de la force de précontrainte exercée par le paquet de ressorts, les moyens de réglage prévus dans le couvercle sont agencés sous la forme d'une vis de réglage, le paquet de ressorts s'appliquant contre cette vis par l'intermédiaire d'une bague de pression. Le piston de frein comporte un rebord annulaire présentant une surface d'application annulaire, qui sert à transmettre la force des moyens élastiques à des ensembles de disques imbriqués. Dans ce cas, avantageusement un évi- dement annulaire est prévu sur le piston de frein de ma- nière à s'étendre radialement vers l'intérieur par rapport au rebord annulaire. Une garniture d'étanchéité est prévue dans un carter du dispositif, de manière à empêcher une sortie du fluide sous pression. S'il y a un piston monté dans le boîtier de frein séparément du boîtier de frein, des garnitures d'étanchéité sont prévues dans une section tubulaire duboîtier de freinpour assurer l'étanchéité entre celui-ci d'une part et le piston et le couvercle d'autre part, le couvercle étant maintenu par une bague de retenue dans le boîtier de frein. Les moyens élastiques sont constitués par un pa- quet de ressorts du type suivant: rondelles-ressorts ou ressorts cylindriques. En particulier l'invention prévoit d'utiliser comme moyens élastiques un élément possédant un débattement axial assez important avec une courbe caractéristique plate.. -- Cet élément élastique, qui se pré- sente de préférence sous la forme d'un paquet de ressorts, est disposé au moins partiellement, et de préférence, en majeure partie ou complètementj à l'intérieur d'un porte- disques rotatif, qui doit être freiné. La disposition conforme à l'invention du paquet de ressorts permet de maintenir la forme de réalisation compacte, car l'espace de montage pour le paquet de ressorts n'était pas utilisé jusqu'ici. Grâce à l'utilisation d'un couvercle installé sé- parément d'un piston de frein, il est en outre possible de prévoir, à l'aide d'un système d'actionnement mécanique prévu par exemple de façon simple sous la forme d'une vis, la possibilité de réglage de la force élastique exercée par le paquet de ressorts sur le piston de frein. De ce fait il est possible de régler de façon précise la pression de des- serrage désirée ou la force désirée de maintien. L'invention garantit en outre que la pression de desserrage peut agir sur la totalité de la surface du pis- ton. Des liaisons correspondantes sont créées grâce aux configurations des surfaces qui s'interpénètrent, du porte- disque rotatif et du piston de frein. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après, prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: - la figure i représente une coupe d'un exemple de réalisation du dispositif de freinage conforme à l'in- vention réalisé sous la forme d'un frein à disques mul- tiples, qui est installé sur un système comportant un porte-disques rotatifs devant être freiné; et - la figure 2 représente une vue éclatée de l'exemple de réalisation de la figure 1. Sur les figures 1 et 2, on a représenté un dispo- sitif de freinage 1 réalisé sous la forme d'un frein à dis- ques multiples. Le dispositif de freinage 1 est fixé sur un dispositif 2 (par exemple un moteur hydraulique), dont l'arbre 3, désigné ci-après d'une manière générale égale- ment sous le terme de porte-disques rotatif, doit être freiné. Le dispositif de freinage 1 possède une structure sensiblement à symétrie de révolution par rapport à l'axe longitudinal 4. Le dispositif 2 comporte un carter 9 dans lequel l'arbre 3 est monté de façon à pouvoir tourner, d'une ma- nière non représentée de façon détaillée. Une garniture d'étanchéité 11, qui réalise une étanchéité de l'espace in- térieur du dispositif 2 par rapport au fluide sous pression du dispositif de freinage 1, est logée dans une partie saillante annulaire 10 du carter 9. Le dispositif de frei- nage 1 peut être fixé sur une surface frontale 13 du carter 9, qui possède plusieurs trous taraudés 12. L'arbre 3 comporte un élargissement radial 15 de longueur L et porte, sur son pourtour extérieur 17, un pre- mier ensemble de disques 18. L'élargissement radial 15 est situé essentielle- ment à l'intérieur du dispositif de freinage 1 et comporte, au niveau de son extrémité libre, un évidement 20 en forme de cuvette de profondeur T, limité par une paroi annulaire 21, qui présente un biseau 22 qui s'effile vers l'extérieur et une partie saillante 23, qui ne porte aucun disque. La profondeur T est égale de préférence environ aux deux tiers de la longueur L de l'élargissement radial 15. Le dispositif de freinage 1 comporte un carter de frein 25 de forme tubulaire dans l'ensemble, qui présente une surface frontale annulaire 27 destinée à s'appliquer contre la surface frontale 13. Des tiges filetées 28 tra- versent des perçages correspondants ménagés dans le carter et pénètrent dans les perçages taraudés 12 de manière à fixer le carter de frein 5 sur le dispositif 9. Le carter de frein 25 comprend, à partir de la surface frontale 27, une section en forme de moyeu 29, à laquelle se raccorde une section radiale 30 se prolongeant par une section d'extrémité à peu près cylindrique 31. Un raccord 33 d'amenée du fluide sous pression est prévu avec une disposition radiale dans la section d'extrémité 31, au voisinage de la section radiale 30. Le carter de frein 25 forme, dans la zone de sa section d'extrémité 31, une ou- verture 35 de diamètre relativement important et, dans la zone de la section 29 du moyeu, un ouverture 36 de diamètre plus réduit. Un second ensemble de disques 32 est fixé sur- la section en forme de moyeu 29 de manière que ses disques soient imbriqués avec ceux du premier ensemble de disques. Une plaque d'appui est désignée par 83, mais ce composant pourrait également faire partie du carter 9 du dispositif 2. Sur la paroi intérieure de la section d'extrémité 31 il.est prévu deux gorges annulaires destinées à recevoir des garnitures d'étanchéité 38 et 39. Un piston de frein 6 et un couvercle 8 sont dis- posés au voisinage l'un de l'autre dans l'ouverture 35. Le piston de frein 6 est agencé globalement sous la forme d'un disque, mais comporte, dans sa zone centrale, une partie saillante axiale 51. De façon plus détaillée, le piston de frein 6 possède une partie annulaire radiale 41, à laquelle se raccorde une partie cylindrique axiale 42 (qui forme la partie saillante 51), à laquelle se raccorde un élément de fond circulaire 43, l'ensemble délimitant un évidement 44 qui a une profondeur X. Un rebord annulaire 47, qui porte une surface annulaire d'application 48 desti- née à coopérer avec les disques, est disposé dans une posi- tion décalée radialement vers l'extérieur par rapport à la partie saillante 51, tout en faisant également saillie par rapport à la partie annulaire radiale 41. Cette dernière s'élargit au niveau du pourtour extérieur du piston de frein 6 pour former une surface de glissement 49, qui peut glisser sur une surface de glissement 50 de l'ouverture 35. La partie saillante 51 et le rebord annulaire 47 définissent entre eux un évidement annulaire 52, dans le- quel pénètre, à l'état assemblé, la partie saillante 23 déjà. mentionnée. Plusieurs renfoncements 54, qui sont sépa- rés par des barrettes radiales, peuvent être ménagés sur la face radiale du piston de frein 6 qui est tournée à l'oppo- sé de la partie saillante 51. Le piston de frein porte les surfaces de pression 55 et 56, qui s'étendent sur toute son étendue radiale. Les moyens élastiques 60 ne sont pas constitués par un seul élément élastiques possédant une courbe caractéristique pentue, mais par un élément élastiques pos- sédant une courbe caractéristique plate. De préférence, il est constitué par ce qu'on appelle un paquet de ressorts, c'est-à-dire, dans le cas représenté, par -cinq groupes de ressorts, qui sont représentés sur le dessin à l'état es- sentiellement comprimé. Sur la figure 2 on n'a pas repré- senté directement de quelle manière les moyens à ressorts se trouvent, dans la disposition représentée. On voit que les moyens élastiques 60 à l'état assemblé s'appliquent par leur surface- d'application 61 contre l'élément de fond 43 de l'évidement 44 et s'adaptent de préférence de façon précise, par leur pourtour extérieur 63, dans l'ouverture formée par l'évidement 44. Sur le dessin, on a représenté des rondelles-ressorts, mais on peut également prévoir, à la place des rondelles-ressorts, un ou plusieurs ressorts cylindriques. Après l'insertion du piston de frein 6 et des moyens à ressorts 60 dans l'ouverture 35, on peut utiliser le couvercle 8 prévu conformément à l'invention en le fixant au moyen d'un jonc ou bague de retenue 67. Le cou- vercle 8 possède, sur son pourtour extérieur, une surface de guidage 71 qui est en contact avec la surface de glisse- - ment 50. En son centre, le couvercle 8 présente un perçage taraudé 70, dans lequel est vissé un système d'actionnement mécanique réalisé sous la forme d'un boulon 74. Le boulon 74 constitue un élément contre lequel s'appliquent les moyens élastiques 60, moyennant l'interposition d'une bague de pression 68; Selon le degré de vissage ou de dévissage du boulon 74, on peut régler la force élastique du paquet de ressorts 60. De cette manière, il est possible de régler de façon précise, de l'extérieur, la pression désirée de desserrage ou la force de maintien du dispositif de frei- nage. Dans le couvercle 8, il est prévu un renfoncement an- - nulaire 72 qui entoure le perçage taraudé 70. De façon connue, un fluide sous pression peut être envoyé au moyen du raccord 33 d'amenée du fluide sous pression pour relâcher (desserrer) plus ou moins le dispo- sitif de freinage. Lorsqu'aucune pression n'est appliquée ou que seule une faible pression est appliquée en 33, le dispositif de freinage applique la force maximale possible de freinage sous l'action de la force des moyens élastiques 60. L'action de freinage requise est réglée en fonction de la valeur de la pression appliquée en 33. Le fluide sous pression envoyé en 33 parvient tout d'abord dans un espace annulaire 70 d'entrée du fluide sous pression. A partir de là, ce dernier peut contournerle rebord annulaire 47 pour aller-dans un canal de liaison 79, et de là pénétrer dans l'espace 80 & fluide sous pression, par l'intermédiaire de la canalisa- tion annulaire 81. De cette manière, le fluide sous pres- sion est appliqué à l'ensemble des surfaces de pression 55 et 56 du piston de frein. L'écoulement du fluide sous pres- sion depuis l'espace 78 en direction du canal de liaison 79 peut également s'effectuer à travers les ensembles de disques de freins 18,32. Comme fluide sous pression, on peut prévoir par exemple de l'air ou de l'huile, mais de préférence de l'huile. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage, notamment frein à disques multiples, destiné à être utilisé avec un porte- disques rotatif (3), portant un premier ensemble de disques (18), et comportant les éléments suivants: un carter de frein (35), qui porte un second ensemble (32) de disques imbriqués avec les disques du premier ensemble, et un piston de frein (6), qui est disposé dans une ouver- ture (35) du boîtier de frein (25) de manière à être dépla- çable à va-et-vient, et est précontraint à l'aide de moyens élastiques (60) en direction des premier et second en- sembles de disques imbriqués, caractérisé en ce que le couvercle (8) est monté sur le boîtier de frein (25), séparément du piston de frein (6). 2. Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens élastiques, réalisés sous la forme d'un paquet de ressorts (60) sont disposés entre le piston de frein (6) et le couvercle (8). 3. Dispositif de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le paquet de ressorts (60) est disposé au moins partiellement à l'intérieur du porte- disques rotatif (3). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que la précontrainte pro- duite par les moyens élastiques (60) est réglable à partir de l'extérieur. 5. Dispositif de freinage pour un porte-disque rotatif comportant un premier ensemble de disques, qui sont imbriqués avec les disques d'un second ensemble fixe -de disques selon l'une des revendications 1- à 4, caractérisé en ce qu'il comprend les éléments suivants: un boîtier de frein (25), qui est fixé à un dispositif (2) comportant le porte-disques rotatif (3), et des moyens élastiques (60), qui possèdent une courbe caractéristique plate et sont disposés au moins partiel- lement à l'intérieur de l'extrémité libre du porte-disques rotatif (3). 6. Disque selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que l'extrémité, qui pénètre dans le boîtier de frein (25), du porte-disques rotatif (3) présente un évidement (20), qui s'étend radialement et axialement et dans lequel sont logés au moins partiellement les moyens élastiques (60) réalisés sous la forme d'un pa- quet de ressorts. 7. Frein selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que le porte-disques rotatif est un arbre (3), notamment l'arbre d'un moteur hy- draulique. 8. Frein selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé- en ce que le piston de frein (6) est réalisé dans son ensemble sous la forme d'un disque et comporte, en son centre, une partie saillante (51) défi- nissant un évidement (44), dans lequel les moyens élas- tiques (60) peuvent être insérés. 9. Frein selon la revendication 8, caractérisé en ce que la profondeur (X) de l'évidement (44) correspond ap- proximativement à la longueur du paquet de ressorts (60) à l'état comprimé. 10. Frein selon l'une quelconque des revendica- tions 8 ou 9, caractérisé en ce qu'une partie saillante (51) du piston de frein (6) pénètre dans l'évidement (20) du porte-disques rotatif de telle façon que, lorsque les disques sont complètement comprimés, il subsiste pour le fluide sous pression un espace (80), qui est relié à un raccord (33) d'alimentation du fluide sous pression. 11. Frein selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'espace (80) recevant le fluide sous pression est relié, par l'intermédiaire d'une liaison annulaire (81) et d'un canal de liaison (79), à un espace (78) d'entrée du fluide sous pression, dans lequel débouche le raccord (33) d'amenée du fluide sous pression. 12. Frein selon l'une quelconque des revendica- tions i à 11, caractérisé en ce que les moyens élastiques (60), qui prennent appui d'un côté sur un élément de fond (43) du piston de frein (6), prennent appui par ailleurs sur le couvercle (8)e 13. Frein selon la revendication 12, et dans le- quel les moyens élastiques (60) sont constitués par un pa- quet de ressorts, caractérisé en ce que, pour le réglage de la force de précontrainte exercée par le paquet de ressorts (60), les moyens de réglage prévus dans le couvercle (8) sont agencés sous la forme d'une vis de réglage (74), le paquet de ressorts (60) s'appliquant contre cette vis (74) par l'intermédiaire d'une bague de pression (68). 14. Frein selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 13, caractérisé en ce que le piston de frein (60) comporte un rebord annulaire (47) présentant une surface d'application annulaire (48), qui sert à transmettre la force des moyens élastiques (60) à des ensembles de disques imbriqués. 15. Frein selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'un évidement annulaire (52) est prévu sur- le pis- ton de frein (60) de manière à s'étendre radialement vers l'intérieur par rapport au rebord annulaire (47). 16. Frein selon l'une quelconque des revendica- tions 5 à 15, caractérisé en ce qu'une garniture d'étan- chéité (11) est prévue dans un carter (9) du dispositif (2), de manière à empêcher une sortie du fluide sous pres- sion. 17. Frein selon l'une quelconque des revendica- tions 1 è 4 et 6 à 16, caractérisé en ce que des garnitures d'étan- chéité (38,39) sont'prévues dans une section tubulaire (31) du boîtier de frein- (25) pour assurer l'étanchéité entre celui- ci d'une part et le piston (6) et le couvercle (8) d'autre part, le couvercle (8) étant maintenu par une bague de re- tenue (67) dans le boîtier de frein (25). 18. Frein selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 17, caractérisé en ce que les moyens élastiques (60) sont constitués par un paquet de ressorts du type sui- vant: rondelles-ressorts ou ressorts cylindriques.