Brevet FR2875565A1 — publié le 20060324

DISPOSITIF DE RAPPEL A STABILISATION DE TENSION DE RESSORT, ET APPLICATION AUX FREINS A TAMBOURS. L'invention concerne, de façon générale, les dispositifs mécaniques de rappel dont le fonctionnement est soumis à un phénomène d'usure. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de rappel entre deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre et sélectivement déplacés, suivant un mouvement d'éloignement mutuel, depuis une position de repos vers une position d'éloignement extrême, les positions de repos et d'éloignement extrême étant séparées l'une de l'autre par une distance croissante avec l'usure d'au moins un organe d'usure et ce dispositif comprenant au moins un ressort de rappel reliant les deux éléments mobiles et exerçant sur ces éléments, dans leur position d'éloignement extrême, une force élastique de rappel les sollicitant en rapprochement mutuel vers leur position de repos. Un tel dispositif est par exemple mis en oeuvre de façon classique, sous une forme 15 réduite au seul ressort de rappel, dans les freins à tambours, auxquels l'invention s'applique de façon privilégiée. En effet, les freins à tambours connus, du type illustré à la figure 1, comprennent traditionnellement deux segments 11 et 12, qui, lors d'un freinage, sont déplacés depuis leur position de repos vers une position d'éloignement mutuel extrême dans laquelle ils frottent sur un tambour rotatif (non représenté). Ce mouvement d'éloignement mutuel des segments 11 et 12 est effectué à l'encontre de la force de rappel élastique F (figure 5) principalement exercée par le 25 ressort de rappel 2 qui relie l'un à l'autre les deux segments 11 et 12. Cependant, au fur et à mesure qu'augmente l'usure de ces segments et du tambour, exprimée par exemple en millimètres, la position d'éloignement mutuel extrême des segments s'écarte de plus en plus de la position de repos de ces derniers. Il en résulte qu'en fin de vie des segments 11 et 12 et du tambour, c'està-dire lorsque l'usure a atteint une valeur maximale Umax (figure 5), la force de rappel exercée par le ressort 2 sur ces segments atteint une valeur Fmax élevée, et donc indésirable, puisque cette force de rappel vient en déduction de la force exercée pour actionner le frein. Dans ce contexte, l'invention a pour but de proposer un dispositif de rappel exempt de ce défaut. A cette fin, le dispositif de rappel de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pièce de liaison à relaxation d'effort, montée en série avec le ressort de rappel entre les deux éléments mobiles, et présentant une longueur utile croissante avec l'usure de chaque organe d'usure, cette pièce de liaison subissant un accroissement de sa longueur utile en réponse à un dépassement, par la force élastique de rappel, d'un seuil d'effort prédéterminé. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, il est par exemple prévu que la pièce de liaison comprenne un guide allongé suivant une première direction joignant les éléments mobiles, que le ressort de rappel présente une première extrémité emprisonnée dans le guide allongé, et que ce guide soit doté d'une succession d'obstacles élastiques saillant transversalement à la première direction, au moins localement inclinés par rapport à cette première direction, et agissant à la manière de cliquets passants, la première extrémité du ressort de rappel progressant dans le guide par sauts successifs des obstacles élastiques à mesure qu'augmente l'usure de chaque organe d'usure. La pièce de liaison peut être formée par un fil ressort replié en épingle à cheveux pour faire apparaître deux branches en vis-à-vis, les obstacles élastiques étant alors 30 par exemple formés par des ondulations de l'une au moins de ces deux branches. La pièce de liaison présente avantageusement une première extrémité conformée en crochet et accrochée à l'un des éléments mobiles, la première extrémité du ressort de rappel pouvant également être conformée en crochet. Si les deux branches de la pièce de liaison portent des ondulations, les obstacles élastiques peuvent être formés par rapprochement et éloignement mutuels et coordonnés des ondulations de ces deux branches. Dans le cas où la première extrémité de la pièce de liaison formée par le fil ressort est conformée en crochet, cette pièce est de préférence repliée sur elle-même à sa seconde extrémité, opposée à la première, pour ménager les deux branches précédemment mentionnées. Les ondulations des deux branches peuvent alors présenter entre elles des distances minimales croissantes depuis la première extrémité de la pièce de liaison vers la deuxième extrémité de cette pièce de liaison. Le dispositif de rappel de l'invention est particulièrement applicable à un frein à 15 tambour équipé de deux segments, chaque segment constituant dans ce cas à la fois un élément mobile et un organe d'usure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en 20 référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue de face d'un frein à tambour connu; la figure 2 est une vue partielle agrandie de dessus d'un dispositif conforme à 25 l'invention, appliqué à un frein à tambour dont un segment est vu en coupe; - la figure 3 est une vue de face et en perspective d'un premier mode de réalisation d'une pièce de liaison utilisable dans un dispositif conforme à l'invention; - la figure 4 est une vue de face et en perspective d'un second mode de réalisation d'une pièce de liaison utilisable dans un dispositif conforme à l'invention; et - la figure 5 est un diagramme représentant la force de rappel maximale exercée par un ressort de rappel dans un montage de l'art antérieur et dans un dispositif conforme à l'invention. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un dispositif de rappel entre deux éléments 11 et 12 mobiles l'un par rapport à l'autre et sélectivement déplacés depuis une position de repos jusque dans une position d'éloignement mutuel extrême. lo Dans l'application du dispositif de rappel de l'invention aux freins à tambours, qui en représente l'application privilégiée et qui servira de support à la description détaillée ci-après, les éléments mobiles 11 et 12 sont constitués par les segments de ce frein. Ce dispositif de rappel comprend un ressort de rappel 2 qui relie ces segments 11 et 12 et qui exerce sur eux, dans leur position d'éloignement extrême, une force élastique de rappel F les sollicitant en rapprochement mutuel vers leur position de repos. Comme chacun des segments 11 et 12 constitue non seulement un élément mobile mais aussi un organe directement soumis à une usure U par frottement sur le tambour, les positions de repos et d'éloignement extrême de ces segments sont séparées l'une de l'autre par une distance qui croît avec leur usure U. En plus du ressort de rappel 2, le dispositif de l'invention comprend une pièce de liaison 3 à relaxation d'effort, qui est montée en série avec le ressort de rappel 2 entre les deux segments 11 et 12. Cette pièce 3 présente une longueur utile L qui croît avec l'usure U des segments 11 30 et 12. Plus précisément, la longueur utile L de cette pièce de liaison 3 subit un accroissement à chaque fois que la force élastique de rappel F exercée par le ressort 2 dépasse un seuil d'effort prédéterminé F1. Dans sa forme d'exécution préférée, cette pièce de liaison 3 est formée par un fil ressort replié en épingle à cheveux pour faire apparaître deux branches en vis-à-vis 31 et 32, entre lesquelles est défini un guide allongé 30 s'étendant suivant la direction X joignant les segments 11 et 12. Une extrémité 21 du ressort de rappel 2, par exemple conformée en crochet, est emprisonnée dans le guide allongé 30, lequel est doté d'une succession d'obstacles 35 saillant transversalement par rapport à la direction X. Les obstacles 35 sont par exemple formés par des ondulations des branches 31 et 32, qui se rapprochent et s'éloignent les unes des autres de façon coordonnée, ou simplement formés par des ondulations de l'une seulement de ces branches, dont l'autre peut être rectiligne. Dans les deux cas, les obstacles 35 sont inclinés au moins localement par rapport à la direction X et agissent ainsi élastiquement à la manière de cliquets passants, en raison de l'élasticité de la pince que forment ensemble les branches 31 et 32. Lorsque les segments 11 et 12 sont dans leur position de repos, le ressort de rappel 20 2, qui est précontraint, exerce sur eux une force de rappel minimale FO (figure 5). Lorsque le frein est actionné et que les segments 11 et 12 sont éloignés l'un de l'autre pour être rapprochés du tambour, la force de rappel F du ressort 2 augmente suivant une pente essentiellement définie par la raideur de ce ressort. Au fur et à mesure que l'usure U augmente, la force de rappel F exercée par le ressort 2 sur les segments 11 et 12 dans leur position d'éloignement extrême augmente également. Lorsque l'usure U atteint une valeur incrémentale Uincr, cette force de rappel dépasse un seuil d'effort prédéterminé F l. Dans ces conditions, l'extrémité 21 du ressort de rappel 2 applique sur les obstacles inclinés 35 qui la bloquent dans le guide 30 une force telle que la pince élastique formée par les branches 31 et 32 s'ouvre. L'extrémité 21 du ressort 2 échappe alors aux obstacles 35 qui la retenaient et vient au contact des obstacles 35 suivants dans le sens de l'allongement de la longueur utile L de la pièce 3, cet allongement provoquant immédiatement une réduction de la contrainte du ressort 2. L'homme de métier comprendra que l'extrémité 21 du ressort 2 progresse ainsi dans le guide 30 par sauts successifs des obstacles élastiques 35, à mesure qu'augmente l'usure U des segments 11 et 12. Dans les modes de réalisation illustrés aux figures 3 et 4, la pièce de liaison 3 est, à son extrémité 301, conformée en crochet pour lui permettre de s'accrocher à l'un des segments, par exemple au segment 11, tandis que le fil ressort qui la constitue est replié sur lui-même à l'autre extrémité 302 de cette même pièce de liaison 3. Au lieu de prévoir que le guide 30 présente une largeur constante comme c'est le cas pour le mode de réalisation de la figure 3, il est possible de faire en sorte que ce guide présente une largeur évolutive, comme illustré sur la figure 4, pour rendre aussi constant que possible le seuil d'effort prédéterminé F l. Dans ce cas, les ondulations des deux branches 31 et 32 présentent entre elles des distances minimales telles que Dl et D2 qui croissent depuis l'extrémité 301 conformée en crochet de la pièce de liaison 3 vers l'extrémité 302 de cette même pièce qui est repliée en épingle à cheveux. REVENDICATIONS. 1. Dispositif de rappel entre deux éléments (11, 12) mobiles l'un par rapport à l'autre et sélectivement déplacés, suivant un mouvement d'éloignement mutuel, depuis une position de repos vers une position d'éloignement extrême, les positions de repos et d'éloignement extrême étant séparées l'une de l'autre par une distance croissante avec l'usure (U) d'au moins un organe d'usure et ce dispositif comprenant au moins un ressort de rappel (2) reliant les deux éléments mobiles (11, 12) et exerçant sur ces éléments, dans leur position d'éloignement extrême, une force élastique de rappel (F) les sollicitant en rapprochement mutuel vers leur position de repos, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pièce de liaison (3) à relaxation d'effort, montée en série avec le ressort de rappel (2) entre les deux éléments mobiles (11, 12), et présentant une longueur utile (L) croissante avec l'usure (U) de chaque organe d'usure, cette pièce de liaison (3) subissant un accroissement de sa longueur utile (L) en réponse à un dépassement, par la force élastique de rappel (F), d'un seuil d'effort prédéterminé (F 1). 2. Dispositif de rappel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de liaison (3) comprend un guide allongé (30) suivant une première direction (X) joignant les éléments mobiles (11, 12), en ce que le ressort de rappel (2) présente une première extrémité (21) emprisonnée dans le guide allongé (30), et en ce que ce guide (30) est doté d'une succession d'obstacles élastiques (35) saillant transversalement à la première direction (X), au moins localement inclinés par rapport à cette première direction, et agissant à la manière de cliquets passants, la première extrémité (21) du ressort de rappel (2) progressant dans le guide (30) par sauts successifs des obstacles élastiques (35) à mesure qu'augmente l'usure (U) de chaque organe d'usure. 3. Dispositif de rappel suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce de liaison (3) est formée par un fil ressort replié en épingle à cheveux pour faire apparaître deux branches (31, 32) en vis-à-vis, et en ce que les obstacles élastiques (31, 32) sont formés par des ondulations de l'une au moins de ces deux branches (31, 32). 4. Dispositif de rappel suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de liaison (3) présente une première extrémité (301) conformée en crochet et accrochée à l'un des éléments mobiles (11). 5. Dispositif de rappel suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 2, caractérisé en ce que la première extrémité (21) du ressort de rappel (2) est conformée en crochet. 6. Dispositif de rappel suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 3, caractérisé en ce que les deux branches (31, 32) de la pièce de liaison (3) portent des ondulations, et en ce que les obstacles élastiques (35) sont formés par rapprochement et éloignement mutuels et coordonnés des ondulations de ces deux branches (31, 32). 7. Dispositif de rappel suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée aux revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le fil ressort est replié sur lui-même à une seconde extrémité (302) de la pièce de liaison (3), opposée à la première extrémité (301) de cette pièce de liaison (3). 8. Dispositif de rappel suivant les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les ondulations des deux branches (31, 32) présentent entre elles des distances minimales croissantes (Dl, D2) depuis la première extrémité (301) de la pièce de liaison (3) vers la deuxième extrémité (302) de cette pièce de liaison. 9. Application d'un dispositif de rappel suivant l'une quelconque des revendications précédentes à un frein à tambour équipé de deux segments, caractérisé en ce que chaque segment (11, 12) constitue à la fois un élément mobile et un organe d'usure.