Brevet FR2840379A1 — publié le 20031205

La presente invention concerne d'une maniere generale les freins a disque, notamment pour usage industrial. De tels freins comportent generalement au moins deux patins portes par un etrier adapte a chevaucher le disque et destines a cooperer chacun avec une face laterale du disque sous ['action de moyens de manosuvre; lors d'un freinage, les patins, qui ont tendance a etre entranes circonferentiellement par le disque, cooperent avec une butee cite transversale qui re,coit le couple de freinage, lequel est transmis a un support fixe par l'etrier. Les applications de tels freins vent multiples: engine de manutention, freinage en azimut pour le controle du mouvement de giration des nacelles d'eoliennes, ou autres. Comme on le salt, les patins vent soumis a usure et doivent etre remplaces une fois uses. La presente invention a pour but de proposer un frein a disque dans lequel le changement des patins est aise et rapide a realiser. Selon ['invention, un frein a disque pour usage industrial comportant au moins deux patins portes par un etrier adapte a chevaucher le disque et destines a cooperer chacun avec une face laterale du disque sous ['action de moyens de manceuvre, et avec une butee transversale lors d'un freinage, est caracterise par le fait que la butee transversale est menagee sur une plaquette montee sur ledit etrier de maniere amovible transversalement. Avantageusement, la plaquette presente un logement dans lequel le patin est monte coulissant parallelement a l'axe du disque, la plaquette et le patin constituent un soul-ensemble pre-ajuste. De preference, I'etrier porte des moyens de positionnement de la plaquette; les moyens de positionnement comprennent au moins un pion s'etendant axialement; la piaquette porte lateralement une echancrure destinee a cooperer avec le pion, la forme de l'echancrure et celle du pion etant complementaires; la forme de l'echancrure et celle du pion vent du genre tronconique, la grande base du tronc de cone etant situee vers l'exterieur, c'est a-dire vers le disque. Avantageusement, la plaquette comporte au moins un trou taraude dans lequel est amenee a etre vissee une vis stetendant axialement dans un passage de l'etrier, la tete de la vis prenant appui sur ltetrier; le passage dans l'etrier est de forme oblongue, sa grande dimension s'etendant transversalement. De preference, deux patins vent prevus de chaque cote du disque. Avantageusement, led it au moins un pion est dispose centralement et coopere avec lesdits deux patins. De prefbrence, deux pions vent prevus disposes radialement. Selon une forme de realisation, I'etrier est fixe en etant assujetti a un flasque fixe. Avantageusement, I'etrier est en deux pieces, solidarisees par vis; les vis qui solidarisent les deux pieces de ltetrier assujettissent celui-ci au flasque fixe. De preference, les moyens de manceuvre comprennent des pistons montes coulissant dans des alesages cylindriques; il y a autant de pistons, et done d'alesages cylindriques, que de patins. Avantageusement, cheque plaquette munie de son patin est adaptee a ne transmettre que ['effort de retenue du a ['action du piston qui lui est associe. Les alesages cylindriques definissent avec les pistons des chambres destinees a recevoir un fluide mis en pression pour le freinage du disque, par exemple un fluide hydraulique. Avantageusement, I'etrier comprend des zones d'appui sur le flasque fixe non seulement au droit de sa zone d'assujettissement mais egalement au droit des moyens de manouvre. Lorsque l'etrier est en deux pieces, I'une des pieces de l'etrier est munie de moyens permettant son pre-assemblage sur le flasque fixe. Selon une application preferee, le frein a disque ci-dessus est destine au controle de giration des nacelles d'eoliennes. Les caracteristiques et avantages de ['invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, a titre d'exemple, en reference aux dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 est une vue schematique en perspective d'un frein a disque selon ['invention; - la figure 2 est une vue partielle en coupe axiale du frein de la figure 1; - la figure 3 est une autre vue partielle en coupe axiale du frein de la figure 1 montrant la fixation du frein sur un support fixe; - la figure 4 est une vue partielle en perspective de l'une des pieces de l'etrier en deux pieces des figures 1 a 3; - la figure 5 est une vue a plus grande echelle de la bulle V de la figure 2; - la figure 6 est une vue en perspective de la plaquette sans son patin; - la figure 7 est une vue en perspective de la plaquette de la figure 6 equipee de son patin. En se reportant aux figures, on volt un frein a disque comportant au moins deux patins portes par un etrier 10 adapte a chevaucher un disque 20 et destines a cooperer chacun avec une face laterale du disque sous ['action de moyens de manosuvre et avec une butee transversale lors d'un freinage. Ici, I'etrier 10 est du type fixe, solidaire d'un support 40 de ia maniere decrite ci-apres. Dans l'exemple represente, deux padres de patins vent prevues, une premiere padre de patins 23 et une seconde padre de patins 33. Cheque patin 23 est monte, coulissant parallelement a l'axe du disque 20, dans un logement 22 que presente une plaquette 21 montee de maniere amovible transversalement, c'est-a-dire perpendiculairement a l'axe du disque , sur l'etrier 10. L'etrier 10 etant fixe, chaque patin 23 est associe a des moyens de manoeuvre, ici du type hydraulique et comportant un piston 17 monte classiquement dans un alesage cylindrique ou cylindre 16. Dans ltexemple represente, l'etrier 10 est en deux pieces et comprend un premier etrier 11, ou etrier inferieur, et un second etrier 12, ou etrier superieur; lorsque les etriers inferieur 11 et superieur 12 vent assembles, ils definissent un passage 13 par lequel l'etrier 10 est adapte a chevaucher le disque 20. L'etrier inferieur 11 comprend deux faces 14, 15 paralleles, perpendiculaires a l'axe du disque 20 et decalees axialement, une face 14 d'assemblage sur laquelle il re,coit l'etrier superieur 12, et une face 15 de reception sur laquelle il re,coit deux plaquettes 21 et 31 munies chacune d'un patin, un patin 23 et un patin 33 respectivement; c'est dans la face 15 de reception que debouchent les cylindres borgnes 16 et 36 dans lesquels coulissent les pistons 17 et 37 associes, lesquels vent au droit des patins 23 et 33 lorsque les plaquettes 21 vent montees sur l'etrier inferieur 11. A cet effet, l'etrier inferieur 11 porte des moyens de positionnement pour les plaquettes 21; ces moyens de positionnement comprennent au moins un pion 19 s'etendant axialement, emergeant de la face de reception 15, ici deux pions 19 disposes radialement l'un par rapport a l'autre. Les deux pions 19 vent disposes centralement entre les deux plaquettes 21 portent le patin 23 et le patin 33; avantageusement, cheque plaquette 21 porte lateralement une echancrure 26 adaptee a cooperer avec le (ou les) pion(s) 19, ici done deux echancrures 26, dont la forme est complementaire de la partie du pion 19 avec laquelle elles cooperent; avantageusement, ces formes vent du genre tronconique, la grande base du tronc de cone etant situee vers ltexterieur, c'est-a-dire vers le disque 20. La plaquette 21 est adaptee a etre fixee sur ltetrier 11; pour ce faire, la plaquette 21 comporte au moins un trou taraude 24, ici deux trous taraudes 24, dans lequel est amenee a etre vissee une vis 25 stetendant axialement dans un passage 18 de l'etrier 11, la tete de la vis 25 prenant appui sur l'etrier 11; le passage 18 est de forme oblongue, sa grande dimension s'etendant transversalement: grace a cette disposition, on est sOr, avant serrage des vis , d'appliquer transversalement les echancrures 26 contre les colonnettes 19. Bien entendu, le montage avec jeu pourrait etre obtenu autrement que par des passages de forme oblongue; par exemple, des passages cylindriques dont le diametre serait legerement superieur a celui du corps de la vis 25 pourrait convening Cette disposition s'applique tent aux plaquettes 21 placees de part et d'autre du disque et portent les patins 23 qu'a celles placees egalement de part et d'autre du disque et qui portent les patins 33, ces derrieres etant fixees par des vis 35. L'etrier 10 est fixe au support 40 par des vis 41; comme visible sur la figure 3, ces vis 41 traversent les deux etriers 11, 12 au droit de la face d'assemblage 14 de l'etrier inferieur 11 et vent vissees dans des trous taraudes du support 40; pour faciliter cette operation d'assemblage, I'etrier superieur 12 est d'abord provisoirement fixe sur le support 40 par des vis de pre-assemblage 42, puis ltetrier superieur 12 est coiffe de l'etrier inferieur 11 et les vis 41 vent mises en place et serrees. Comme cela est visible sur les figures 1 et 3, I'etrier superieur 12 comprend des zones d'appui 44,45 sur le support 40, en forme de flasque fixe, situees au droit des moyens de mancouvre, ici les pistons hydrauliques 17, 37. La mise en ceuvre du frein a disque selon ['invention decoule de la description precedente. Lorsque les chambres hydrauliques, definies par les alesages cylindriques 16, 36 avec les pistons 17 et 37, vent mises en pression, lesdits pistons appliquent les patins 23 et 33 sur le disque 20 en freinant celui-ci, lesquels patins coulissent axialement dans les logements 22 des plaquettes 21, 31; le couple de freinage est re,cu par les plaquettes 21, 31 qui constituent, pour les patins 23 et 33, des butees transversales par lesquelles la reaction de freinage est transmise au support fixe 40 via l'etrier 10. II est aise de comprendre qu'apres usure le changement des patins 23 et 33 est tres facile: il suffit de devisser les vis 25 et 35 pour retirer transversalement les plaquettes 21 et 31, et de changer les patins. Dans la forme representee, les patins, et done les logements 22 des plaquettes, vent globalement de forme rectangulaire; bien entendu, cette forme peut etre autre et quelconque. Les plaquettes a logement et les patins forment des soul-ensembles du type cartouches, pre-ajustes et press a etre montes sans aucun reglage. Les patins 23, 33 vent ajustes dans les logements 22; ceci peut etre realise tres facilement en moulant directement les patins dans lesdites plaquettes 21, avec bien entendu interposition d'un agent de demoulage. Dans l'exemple decrit et represente, il y a deux patins 23 et 33, portes par des plaquettes 21 et 31 independantes: grace a cette disposition, I'effort de retenue est partage entre les plaquettes, ce qui limite les effets de matage en bout des plaquettes et reduit les efforts appliques aux vis 25,35 et aux pions 19. Pour agir sur les phenomenes de bruit, les patins, ici au nombre de quatre, peuvent etre de natures differentes. Dans l'exemple decrit et represents, I'etrier est fixe; en variants, I'etrier est flottant, monte coulissant parallelement a l'axe du disque, les moyens de mancouvre n'etant disposes que d'un cote du disque. On appreciera la bonne reprise des efforts par le support 40, grace notamment aux zones d'appui 44, 45 au droit des pistons 17, 37. REVENDICATIONS 1. Frein a disque pour usage industrial comportant au moins deux patins (22, 23) portes par un etrier (10) adapte a chevaucher le disque (20) et destines a cooperer chacun avec une face laterale du disque (20) sous ['action de moyens de manceuvre (16-17, 36-37) et avec une butee transversale lors d'un freinage, caracterise par le fait que la butee transversale est menagee sur une plaquette (21,31) montee sur ledit etrier (10) de maniere amovible transversalement. 2. Frein a disque selon la revendication 1, caracterise par le fait que la plaquette (21,31) presente un logement (22) dans lequel le patin (23,33) est monte coulissant parallelement a l'axe du disque (20), la plaquette et le patin constituent un soul-ensemble pre-ajuste. 3. Frein a disque selon l'une des revendications 1 ou 2, caracterise par le fait que l'etrier (10) porte des moyens de positionnement (19) de la plaquette (21,31). 4. Frein a disque selon la revendication 3, caracterise par le fait que les moyens de positionnement (19) comprennent au moins un pion s'etendant axialement. 5. Frein a disque selon la revendication 4, caracterise par le fait que la plaquette (21,31) porte lateralement une echancrure (26) destinee a cooperer avec le pion (19), la forme de l'echancrure (26) et celle du pion (19) etant complementaires. 6. Frein a disque selon la revendication 5, caracterise par le fait que la forme de l'echancrure (26) et celle du pion (19) vent du genre tronconique, la grande base du tronc de cone etant situee vers l'exterieur, c'est-a-dire vers le disque (20). 7. Frein a disque selon l'une des revendications 1 a 6, caracterise par le fait que la plaquette (21,31) comporte au moins un trou taraude (24,34) dans lequel est amenee a etre vissee une vis (25, 35) stetendant axialement dans un passage (18) de ltetrier (10), la tete de la vis (25, 35) prenant appui sur ltetrier (10). 8. Frein a disque selon la revendication 7, caracterise par le fait que le passage (18) dans l'etrier (10) est de forme oblongue, sa grande dimension s'etendant transversalement. 9. Frein a disque selon i'une des revendications 1 a 8, caracterise par le fait que deux patins (23, 33) vent prevus de chaque cote du disque (20). 10. Frein a disque selon l'une des revendications 4 a 6 prise conjointement avec la revendication 9, caracterise par le fait que ledit au moins un pion (19) est dispose centralement et coopere avec lesdits deux patins (23, 33) 11. Frein a disque selon l'une des revendications 4 a 10, caracterise par le fait que deux pions (19) vent prevus disposes radialement. 12. Frein a disque selon l'une des revendications 1 a 11, caractbrise par le fait que l'etrier (10) est fixe en etant assujetti a un support ou flasque fixe (40). 13. Frein a disque selon l'une des revendications 1 a 12, caracterise par le fait que l'etrier (10) est en deux pieces (11, 12), solidarisees par des vis (41). 14. Frein a disque selon les revendications 12 et 13 prises conjointement, caracterise par le fait que les vis (41) qui solidarisent les deux pieces (11, 12) de l'etrier (10) assujettissent celui-ci (10) au flasque fixe (40). 15. Frein a disque selon l'une des revendications 1 a 14, caracterise par le fait que les moyens de mancouvre comprennent des pistons (17, 37) montes coulissant dans des alesages cylindriques (16, 36). 16. Frein a disque selon la revendication 15, caracterise par le fait qutil y a autant de pistons (17, 37), et done d'alesages cylindriques (16, 36), que de patins (23, 33). 17. Frein a disque selon les revendications 9 et 16 prises conjointement, caracterise par le fait que chaque plaquette munie de son patin est adaptee a ne transmettre que ['effort de retenue du a ['action du piston qui lui est associe. 18. Frein a disque selon l'une des revendications 15 a 17, caracterise par le fait que les alesages cylindriques (16, 36) definissent avec les pistons (17, 37) des chambres destinees a recevoir un fluide mis en pression pour le freinage du disque (20), par exemple un fluide hydraulique. 19. Frein a disque selon l'une des revendications 12 a 18, caracterise par le fait que l'etrier (10) comprend des zones d'appui sur le flasque fixe (40) non seulement au droit de sa zone d'assuJettissement (43) mais egalement au droit des moyens de manceuvre (44, 45). 20. Frein a disque selon les revendications 12 et 13 prises conjointement, caracterise par le fait que l'une (12) des pieces (11, 12) de ltetrier (10) est munie de moyens permettant son pre-assemblage sur le flasque fixe (40). 21. Frein a disque selon l'une des revendications 1 a 20, caracterise par le