Brevet FR2772329A1 — publié le 19990618

Dispositif mécanique de desserrage de secours pour la commande à distance d'étriers de freins hydrauliques L'invention concerne un dispositif mécanique de desserrage de secours pour un dispositif de commande hydraulique pour le serrage de l'étrier de frein d'un frein à étrier, le dispositif de commande comprenant, pour la transmission des forces de serrage, une broche filetée à filetage non autobloquant, ainsi qu'un procédé pour le desserrage mécanique de secours d'un frein à étrier hydraulique. Des dispositifs de commande spéciaux ont été développés pour la commande des freins à étriers modernes comportant des étriers de freins hydrauliques, comme par exemple l'étrier de frein hydraulique du type HH 1 P de la société KNORR-BREMSE AG, Munich. A titre d'exemple, on se référera à la cartouche d'accumulation P20S, la description de la cartouche d'accumulation P20S, B-NK62.22 de la société KNORR-BREMSE AG, Munich, faisant partie en totalité du présent mémoire. Le dispositif de commande précité comprend, pour l'essentiel, les sous-groupes suivants - un boîtier avec couvercle, - un écrou tubulaire avec sous-groupe de libre jeu et mécanisme de rattrapage, - un sous-groupe de ressort accumulateur, - un sous-groupe de broche, - et un sous-groupe de desserrage de secours, le sous-groupe de desserrage de secours comprenant une broche de desserrage de secours, un six pans mâle, un boulon creux vissé à bloc dans un manchon de guidage, et un ressort spiral plat. Le sous-groupe de desserrage de secours décrit ci-dessus sert au desserrage mécanique du ressort accumulateur, lorsque le véhicule est à l'arrêt ou en cas de panne du système hydraulique. Le sous-groupe de desserrage de secours suivant l'état de la technique a de multiples inconvénients. Ainsi, le six pans pour l'actionnement du dispositif de desserrage de secours est disposé directement sur la cartouche d'accumulation. La cartouche d'accumulation est elle-même disposée au voisinage de l'étrier de frein, de sorte qu'en règle générale, le dispositif de desserrage de secours n'est que difficilement accessible, et l'espace libre nécessaire pour le mouvement de rotation de l'outil lors du desserrage de secours n'est généralement pas disponible. De plus, I'actionnement nécessite une dépense de force relativement importante et, en cas d'actionnements répétés, le problème se pose que le six pans du dispositif de desserrage de secours décrit ci-dessus tourne à vide. L'invention vise donc un dispositif mécanique de desserrage de secours pour un dispositif de commande hydraulique pour le serrage d'étriers de freins, notamment un dispositif de desserrage de secours pour la cartouche d'accumulation décrite ci-dessus, qui permette de surmonter les inconvénients décrits ci-dessus de l'état de la technique. Suivant l'invention, on y parvient par le fait que le dispositif de desserrage de secours comprend une roue à rochet reliée à la broche filetée du dispositif de commande, ainsi que des moyens pour verrouiller et déverrouiller la roue ou les roues à rochet. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, les moyens pour verrouiller et déverrouiller la roue à rochet comprennent un doigt d'encliquetage, qui s'engage dans des crans de la roue à rochet disposés de préférence sur la périphérie de la roue à rochet, et qui empêche ainsi la rotation de la roue à rochet, et de la broche filetée du dispositif de commande qui est reliée à cette roue. Suivant un mode de réalisation particulièrement simple de l'invention, le doigt d'encliquetage peut être relié à un moyen de traction. A l'aide du moyen de traction, le doigt d'encliquetage peut, par un mouvement de traction, être basculé ou déplacé axialement à l'encontre d'une force de ressort, de sorte que la roue à rochet est déverrouillée. Lorsqu'il n'y a plus aucune force de traction qui est exercée de l'extérieur à l'encontre de la force de rappel du ressort, le ressort précontraint ramène le doigt d'encliquetage dans la position de repos, donc dans la position de verrouillage. Suivant une variante de réalisation qui se distingue notamment par sa facilité de manoeuvre et d'accès, les moyens d'actionnement comprennent un arbre à cames, doté d'un méplat qui comporte un perçage dans lequel passe le doigt d'encliquetage, ce dernier étant perpendiculaire à l'arbre à cames. En faisant simplement tourner l'arbre à cames, une force axiale est exercée par l'intermédiaire du méplat de l'arbre à cames à l'encontre de la force d'un ressort de rappel maintenant le doigt d'encliquetage en position encliquetée, et déverrouille ainsi la roue à rochet. Pour la simplicité de manoeuvre et d'accès, il est particulièrement avantageux que l'arbre à cames du dispositif de desserrage de secours soit relié à un levier de commande. En plus du dispositif de desserrage de secours décrit ci-dessus, I'invention vise également un procédé pour le desserrage de secours notamment d'un frein à étrier hydraulique, le dispositif de commande comportant: - au moins une broche filetée à filetage non autobloquant, reliée à une roue à rochet; - au moins un accumulateur de force axiale, agissant sur la broche filetée; - au moins un écrou tubulaire recevant la broche filetée, qui est relié à la plaque de pression du dispositif de commande, - et un piston de commande; et comportant un dispositif de desserrage de secours suivant l'invention, le procédé comprenant les étapes suivantes: - déverrouillage de la roue à rochet par l'actionnement des moyens de verrouillage et de déverrouillage du doigt d'encliquetage, de sorte que la broche filetée du dispositif de commande n'est plus bloquée en rotation mise en rotation de la broche déverrouillée, par la force axiale de l'accumulateur de force axiale; - vissage de la broche, dans l'écrou tubulaire du piston de commande, dans une position dans laquelle le piston de commande s'appuie sur le boîtier du dispositif de commande, de sorte qu'il n'y a plus de forces transmises par l'intermédiaire de la plaque de pression sur les dos de garniture de frein du frein à étrier. Dans les dessins annexés la figure 1 est une vue en coupe d'une cartouche d'accumulation du type P20S, dotée d'un dispositif de desserrage de secours suivant l'état de la technique; la figure 2A est une vue de côté d'une cartouche d'accumulation dotée du dispositif de desserrage de secours suivant l'invention ; la figure 2B est une vue en coupe le long de la ligne B-B de la figure 2A; la figure 2C est une vue en coupe le long de la ligne A-A de la figure 2A; la figure 3A représente le doigt d'encliquetage du dispositif de desserrage de secours suivant la figure 2A ; la figure 3B représente l'arbre à cames du dispositif de desserrage de secours suivant la figure 2A la figure 4 est une vue en coupe d'une cartouche d'accumulation dotée d'une variante de réalisation du dispositif de desserrage de secours. La figure 1 est une vue en coupe d'une cartouche d'accumulation pour la commande hydraulique d'un frein à étrier suivant l'état de la technique. La cartouche d'accumulation représentée sur la figure 1 peut être divisée en cinq sous-groupes - le boîtier 1 avec couvercle; L'écrou 3 tubulaire, avec sous-groupe de libre jeu et mécanisme de rattrapage ; - le sous-groupe 5 de ressort accumulateur; - le sous-groupe 7 de broche, avec accouplement denté et dispositif de rappel, et - le sous-groupe 9 de desserrage de secours. Les perçages 10 et 12 de branchement des deux circuits hydrauliques se trouvent sur la périphérie du boîtier 1. Un piston 14 passif est logé dans le boîtier lui-même. La plaque 20 de pression, qui transmet la force du piston au support de garniture de frein, est montée en montage flottant dans la pièce vissée 22, afin de pouvoir ainsi absorber les légers mouvements radiaux qui se produisent entre le dos de garniture de frein et le piston. L'écrou 30 tubulaire et la broche 32 filetée sont en prise mutuelle au moyen d'un filetage trapézoïdal non autobloquant. L'écrou 30 tubulaire est guidé sans possibilité de rotation dans une douille 34 de guidage, et ne peut ainsi pas conjointement tourner avec la broche. Le sous-groupe 5 de ressort accumulateur se compose pour l'essentiel du paquet 40 de ressorts à disque et du manchon 42 de guidage. Le piston 44 de ressorts à disque est guidé sans possibilité de rotation dans le couvercle. Le sous-groupe 7 de broche se compose pour l'essentiel de la broche 32 et de l'écrou 46 d'accouplement, qui est vissé à bloc dans le manchon 42 de guidage. La broche 32 et l'écrou 46 d'accouplement sont dotés de dentures 50 respectives, qui sont en prise par la force des ressorts à disque 52. La broche 32 et l'écrou 46 d'accouplement sont ainsi bloqués en rotation par engagement positif. Le sous-groupe ou dispositif 9 de desserrage de secours suivant l'état de la technique comprend une broche 100 de desserrage de secours comportant un six pans mâle, ainsi qu'un boulon 102 creux vissé à bloc dans le manchon 42 de guidage, et qu'un ressort 104 spiral plat. Conformément à l'état de la technique suivant la figure 1, pour le desserrage mécanique de secours du ressort accumulateur lorsque le véhicule est à l'arrêt ou en cas de panne du système hydraulique, on fait tourner la broche 100 de desserrage de secours dans le sens anti-horaire jusqu'à ce que le couple de rotation décline brusquement. Pendant la rotation, la broche 100 de desserrage de secours s'appuie par l'intermédiaire du roulement 106 axial à billes contre la broche 32 filetée, et ramène le piston 40 de ressorts à disque, par l'intermédiaire du filetage, entre la broche 100 de desserrage de secours et l'écrou 46 d'accouplement. Dans le meme temps, les ressorts à disque 52 sont également tendus, et les dentures 50 ouvertes. La broche 32 n'est maintenant plus bloquée en rotation. La force du ressort accumulateur, agissant axialement sur la broche 32, met maintenant en rotation la broche et son filetage non autobloquant. La broche se visse alors dans l'écrou 30 tubulaire. Dans le même temps, le groupe 40 de ressorts à disque se détend et déplace le piston 44 jusqu'à venir en butée contre le boîtier 1. La force résiduelle du ressort accumulateur s'applique au boîtier, et n'est plus transmise par l'intermédiaire de la plaque 20 de pression sur le piston de garniture de frein. Dès que la pression externe a atteint la valeur de la pression minimale de desserrage pour le ressort accumulateur, le piston 44 se trouve en position de desserrage et a précontraint le paquet 40 de ressorts à disque. La course de retour du piston est transmise sur la plaque 20 de pression par l'intermédiaire des ressorts à disque 52, du roulement 106 axial à billes, de la broche 32, de l'écrou 30 tubulaire et de la pièce vissée 22. La figure 2A représente une cartouche 200 d'accumulation dotée d'un dispositif ou sous-groupe 202 de desserrage de secours suivant l'invention. Le dispositif 202 de desserrage de secours comprend un levier 204 de commande, qui est fixé sur l'arbre 210 à cames par serrage au moyen d'un boulon 206 et d'un écrou associé. L'arbre 210 à cames est monté à rotation dans le guide 212, et comprend un méplat 214 pourvu d'un perçage 216 dans lequel passe un doigt 220 d'encliquetage. Le doigt 220 d'encliquetage comprend une saillie 222 en faisant le tour. Dans la position de verrouillage représentée sur la figure 2A, le côté 224 avant vient s'appliquer contre le méplat 214 de l'arbre 210 à cames. Le côté 226 arrière de la saillie 222 est en contact avec le ressort 230 de rappel du dispositif de desserrage de secours, ressort qui est tendu entre la saillie 222 et le couvercle 232 du boîtier du dispositif de desserrage de secours et qui entoure le doigt 220 d'encliquetage. La figure 2B représente le levier 204 de commande le long de la ligne B-B de la figure 2A. On distingue clairement l'extrémité supérieure de l'arbre 210 à cames, qui passe au moins pour partie à travers le levier 204 de commande, ainsi que le boulon 206 fileté et son écrou 234 pour fixer par serrage le levier 204 de commande sur l'arbre 210 à cames. La figure 2C représente le dispositif de desserrage de secours suivant l'invention ainsi que la cartouche d'accumulation, le long de la ligne A A de la figure 2A. Sur la figure 2C, les éléments de la cartouche d'accumulation qui sont identiques à ceux de la figure 1 suivant l'état de la technique sont désignés par les mêmes références numériques. De même, on a conservé les références numériques des figures 2A et 2B pour les éléments identiques du dispositif 202 de desserrage de secours suivant l'invention. La figure 2C représente, comme élément supplémentaire essentiel du dispositif de desserrage de secours suivant l'invention, la roue 300 à rochet, qui est reliée à la broche 32 filetée. La roue 300 à rochet comporte des crans 302 dans lesquels pénètre le doigt 220 d'encliquetage, comme représenté. La pénétration du doigt 220 d'encliquetage dans les crans 302 bloque la rotation de la roue à rochet, et donc de la broche 32 filetée. La roue à rochet est elle-même guidée par l'intermédiaire de roulements à billes 304 sur la paroi extérieure du boîtier de la cartouche d'accumulation. Un desserrage mécanique de secours peut être effectué de la manière suivante. On fait tourner le levier 204, de sorte que l'arbre 210 à cames accomplit lui aussi un mouvement de rotation. Le méplat 214 de l'arbre 210 à cames soulève le doigt 220 d'encliquetage, à l'encontre de l'action du ressort 230 de pression, suffisamment pour que le doigt d'encliquetage soit sorti de sa position d'encliquetage avec la roue 300 à rochet, de sorte que la roue 300 à rochet est déverrouillée. Si le mouvement de rotation de la roue 300 à rochet n'est plus empêché par le doigt 220 d'encliquetage, la broche 32 n'est plus non plus bloquée en rotation. La force de ressort accumulateur du groupe 40 de ressorts à disque, qui agit axialement sur la broche 32, met maintenant en rotation la broche 32 et son filetage non autobloquant. La broche 32 se visse alors dans l'écrou 30 tubulaire. Dans le même temps, le paquet de ressorts à disque se détend, et déplace le piston 14 ou 44 contre le boîtier 1. La force résiduelle de ressort accumulateur dans le paquet 40 de ressorts à disque s'applique au boîtier et n'est plus transmise par l'intermédiaire de la plaque 20 de pression au dos de garniture de frein. Pour rétablir l'état de service, on alimente en pression, soit le piston 14 par apport de liquide hydraulique au moyen de la conduite 12 hydraulique, soit le piston 44 par apport de liquide hydraulique au moyen de la conduite 10 hydraulique. Le piston 44 ou 14 est ainsi déplacé contre la butée dans le boîtier 1, et il précontraint le paquet 40 de ressorts à disque. La broche 32 accomplit un mouvement de rotation. Par l'intermédiaire de l'accouplement ou engrènement broche 32/écrou 46 d'accouplement et écrou 306 de guidage! roue 300 à rochet, la roue 300 à rochet est elle aussi mise en rotation. Le doigt d'encliquetage, repoussé par le ressort 230 de rappel contre la roue 300 à rochet, peut maintenant s'engager dans le cran 302 et bloquer ainsi le mouvement de rotation. La broche 32 ne peut plus maintenant être tournée, à la manière d'un cliquet, que par l'intermédiaire de l'accouplement broche 32 filetée i écrou 46 d'accouplement, précontraint par les ressorts à disque 52. La figure 3A représente à nouveau, en vue de détail, le doigt 220 d'encliquetage. On distingue clairement la saillie 222 avec son côté 224 avant et son côté 226 arrière. Dans la forme représentée de réalisation, le diamètre de le doigt d'encliquetage est d1. La figure 3B est une vue de détail de l'arbre 210 à cames. On distingue particulièrement bien le méplat 214 de l'arbre à cames, pourvu de l'ouverture 216 de diamètre d2 pour faire passer le doigt 220 d'encliquetage. Comme on peut le distinguer clairement, il est nécessaire, pour le fonctionnement du dispositif de desserrage de secours décrit à la figure 2A, que le diamètre d2 de l'ouverture ou perçage soit toujours nettement supérieur au diamètre dl du doigt d'encliquetage. Cela permet à l'arbre à cames de tourner autour de l'axe A représenté, I'angle maximal de rotation autour de l'axe A étant déterminé par le contact de l'ouverture 216 avec le doigt d'encliquetage. Afin d'empêcher le doigt 220 d'encliquetage de glisser dans l'ouverture 216 de l'arbre à cames et de pouvoir, de la manière décrite, repousser le ressort 230 de rappel du dispositif de desserrage de secours suivant l'invention, le diamètre d2 de l'ouverture 216 du méplat de l'arbre à cames doit nécessairement être toujours inférieur au diamètre d3 de la saillie 222 du doigt 220 d'encliquetage. Le levier 204 de commande du dispositif mécanique de desserrage de secours est fixé dans la partie 320 supérieure de l'arbre à cames. La figure 4 est une vue en coupe d'une variante de réalisation du dispositif mécanique de desserrage de secours suivant l'invention, cartouche d'accumulation comprise. Les éléments identiques à ceux de la cartouche d'accumulation suivant la figure 2C ou 1, ainsi que du dispositif de desserrage de secours suivant la figure 2C, sont désignés par les même références numériques que sur les figures précitées. A nouveau, on distingue clairement la broche 32 filetée, qui est reliée à la roue 300 à rochet par l'intermédiaire de l'écrou 306 de guidage et est guidée par des roulements 304 à billes dans le boîtier. La seconde forme représentée de réalisation du dispositif 400 de desserrage de secours comprend également un doigt 220 d'encliquetage, pour bloquer la roue 300 à rochet lorsque le doigt d'encliquetage s'engage dans un cran de la roue à rochet. Le doigt 220 d'encliquetage s'appuie par l'intermédiaire d'un ressort 402 contre un étrier 404 de blocage. L'étrier 404 de blocage est luimême réalisé à section en forme de V, et il comprend une butée 406 pour un ressort 408 de rappel. Si l'on comprime le ressort 408 en exerçant une traction sur l'étrier ou élément 404 de blocage dans la direction R1 axiale représentée, le doigt 220 d'encliquetage suit alors ce mouvement axial, du fait de son accouplement, par l'intermédiaire du ressort 402, avec l'étrier ou élément 404 de blocage. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 4, le déverrouillage du doigt 220 d'encliquetage peut également s'effectuer par basculement de l'étrier 404 de blocage dans la direction R2 représentée. Le ressort 408 est ainsi détendu, et le doigt 220 d'encliquetage, accouplé à l'élément 404 de blocage par l'intermédiaire du ressort 402, est dégagé du cran de la roue 300 à rochet, donc est déverrouillé. Le desserrage mécanique de secours et le rétablissement de l'état de service s'effectuent d'une manière analogue à ce qui a été décrit pour la figure 2C, une fois que, par le mouvement axial, dans cette forme de réalisation, le doigt 220 d'encliquetage a déverrouillé la roue 300 à rochet, de sorte que cette dernière peut librement tourner. L'invention indique pour la première fois un dispositif mécanique de desserrage de secours, pour un dispositif de commande pour des étriers de freins hydrauliques, qui se distingue, par rapport aux dispositifs de desserrage de secours qui sont connus dans l'état de la technique, par sa simplicité de manoeuvre et une accessibilité améliorée. Liste des références numériques 1 sous-groupe de boîtier 3 sous-groupe d'écrou tubulaire 5 sous-groupe de ressort accumulateur 7 sous-groupe de broche 9 sous-groupe de desserrage de secours suivant l'état de la technique 10 perçage de branchement 12 perçage de branchement 14 piston passif 20 plaque de pression 22 pièce vissée 30 écrou tubulaire 32 broche filetée 34 douille de guidage 40 groupe de ressorts à disque 42 manchon de guidage 44 piston de ressorts à disque 46 écrou d'accouplement 50 denture 52 ressort à disque 100 broche de desserrage de secours 102 boulon creux 104 ressort spiral plat 106 roulement axial à billes 200 cartouche d'accumulation 202 dispositif de desserrage de secours, 1èoe forme de réalisation 204 levier de commande 206 boulon 210 arbre à cames 212 guide 214 méplat de l'arbre à cames 216 perçage 220 doigt d'encliquetage 222 saillie 224 côté avant de la saillie 226 côté arrière de la saillie 230 ressort de rappel 232 couvercle de boîtier 234 écrou 300 roue à rochet 302 cran 304 roulement à billes 320 partie supérieure de l'arbre à cames 400 dispositif de desserrage de secours, 2"due forme de réalisation 402 ressort 404 étrier de blocage 406 butée 408 ressort de rappel A axe de rotation d1 diamètre du doigt d'encliquetage d2 diamètre d'ouverture de l'arbre à cames d3 diamètre de la saillie du doigt d'encliquetage REVENDICATIONS 1.- Dispositif (202, 400) mécanique de desserrage de secours pour un dispositif de commande hydraulique pour le serrage d'étriers de freins, le dispositif de commande comprenant, pour la transmission des forces de serrage, une broche (32) filetée à filetage non autobloquant, le dispositif (202, 400) de desserrage de secours étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins une roue (300) à rochet reliée à la broche (32) filetée, ainsi que des moyens pour verrouiller et déverrouiller la ou les roues (300) à rochet. 2.- Dispositif mécanique de desserrage de secours suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour verrouiller et déverrouiller la roue (300) à rochet comprennent un doigt (220) d'encliquetage. 3.- Dispositif mécanique de desserrage de secours suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage et déverrouillage comprennent des moyens de traction disposés sur le doigt (220) d'encliquetage. 4.- Dispositif mécanique de desserrage de secours suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour verrouiller et déverrouiller la roue (300) à rochet comprennent un arbre (210) à cames, doté d'un méplat (214) qui comporte un perçage (216) dans lequel passe le doigt (220) d'encliquetage. 5.- Dispositif mécanique de desserrage de secours suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'un levier (204) de commande est disposé sur l'arbre (210) à cames pour le faire tourner. 6.- Dispositif mécanique de desserrage de secours suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage et déverrouillage comprennent un dispositif de rappel pour ramener le doigt (220) d'encliquetage de la position déverrouillée à la position verrouillée. 7.- Procédé de desserrage de secours du dispositif de commande notamment d'un frein à étrier hydraulique, le dispositif de commande comportant: - au moins une broche (32) filetée à filetage non autobloquant, reliée à une roue (300) à rochet; - au moins un accumulateur (40) de force axiale, agissant sur la broche (32) filetée; - au moins un écrou (30) tubulaire recevant la broche (32) filetée, qui est relié à la plaque (20) de pression du dispositif de commande, - et un piston (14, 44) de commande et comportant un dispositif de desserrage de secours suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, le procédé comprenant les étapes suivantes: 7.1 déverrouillage de la roue (300) à rochet par l'actionnement des moyens de verrouillage et de déverrouillage du doigt (220) d'encliquetage, de sorte que la broche (32) filetée du dispositif de commande n'est plus bloquée en rotation 7.2 mise en rotation de la broche (32) déverrouillée, par la force axiale de l'accumulateur (40) de force axiale; 7.3 vissage de la broche (32), dans l'écrou (30) tubulaire du piston de commande, dans une position dans laquelle le piston de commande s'appuie sur le boîtier (1) du dispositif de commande, de sorte qu'il n'y a plus de forces transmises par l'intermédiaire de la plaque (20) de pression sur les dos de garniture de frein du frein à étrier.