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Frein à segments pour véhicules.
@ Dans les freins de voitures automobiles connus jusqu'à ce jour à deux segments de freinage ou sabots susceptibles d'être, é- oartés l'un de l'autre,la face de frottement proprement dite for- mait une partie du segment ou sabot lui-même ou était rigidement fixée aux leviers des segments.Les faces de frottement étaient a- lors amenées au moyen de leviers,donc par exemple dans le cas de freins à segments intérieurs,par l'écartement des leviers en con- tact avec la face interne du tambour de frein,la pression exercée sur la face de frottement du tambour de frein augmentant automati- quement;donc on obtenait une résistance de freinage plus grande que celle qui correspondait à l'effort du chauffeur.
Mais cet accroissement de la résistance de freinage est com- pensé par l'action de la force tangentielle qui se développe au sabot ou segment de freinage;celui-ci a alors la tendance à se dé- placer contre le dispositif d'écartement ou de serrage,et sa pres- sion eontre ce dispositif absorbe une partie de l'effort du chauf- feur ou conducteur,affaiblit donc la force destinée à écarter les
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segments de freinage.
La présente invention supprime ces inconvénients en prévoyant dans les freins connus des segments,dont la construction est telle que la force tangentielle développée par le segment de freinage n'est pas opposée à la force nécessaire pour écarter les leviers du frein,mais qu'elle s'ajoute au contraire à celle -d'au besoin.
La surface de frottement des segments de freinage s'étend de préférence sur un arc de 90 ,et le segment lui-même est rotatif sur chaque levier autour d'un boulon,qui peut être disposé axialement par rapport au centre du tambour de frein.Les segments eux-mêmes donnent par leur pourtour total Tune surface de frottement qui s'é- tend presque sur toute la face interne du tambour de frein et re- présente ainsi un agrandissement eonsidérable de la surface de frot- tement vis-à-vis de celle des freins actuels. Chaque segment de frein peut être façonné de telle sorte qu'il est interchangeable sans plus, et il peut être employé dans tous les genres de freins,abs- traction faite de ce que les segments sont écartés par garrot,coin ou des tiges.
Dans chaque cas la force tangentielle développée dans le seg- ment est transmise au dispositif de serrage ou département, de telle sorte qu'elle n'agit pas à l'encontre de la force exercée par le chauffeur, et de telle sorte qu'il se produit un couple tournant on une force qui renforce automatiquement l'effort du chauffeur,donc que les deux couples ou forces ont exactement la même direction et ne diffèrent que par leur grandeur.Le but est toujours de produire des forces qui tendent à écarter les segments uniformément jusqu'à formation d'une force résultante servant de pression utile et dé- passant la valeur du frottement,force qui se répartit uniformément sur toute la surface de frottement,l'écartement lui-même s'effectu- ant en direction radiale à partir du centre du tambour de frein,
de façon à obtenir par suite de l'uniformité du mouvement des segments une diminution de fatigue,Il an résulte en outre une réduction de l'usure.L'action renforçant la force exercée sur le dispositif de serrage est transmise de telle sorte que dans aucune circonstance
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le mouvement du dispositif de serrage et la.
force exercée par lui, qu'il transmet sous la pression agissant directement sur lui,ne peuvent être influencés défavorablement ou limités.En modifiant les deux segments on peut obtenir la même force pour chaque sens de rotation.Les dispositifs servant à séparer de nouveau les segments du tambour de frein,sont également perfectionnés suivant cette in- vention.Dans le frein actuel l'espace intermédiaire libre est dé- terminé par une surface en forme de croissant,et la surface de frottement proprement dite qui s'étend sur cet espace intermédiai- re,n'est rendue utile que sur une petite partie,à savoir aux extré- mités des leviers des segments.Dans le frein de la présente invention cet espace intermédiaire est subdivisé en différents arcs de frot- tement d'environ 90 ,
dont chacun se trouve au point de vue de son centre beaucoup plus près du centre de rotation du levier que les bouts extrêmes des segments usuels .Enfin les nouveaux segments sont susceptibles de se régler eux-mêmes dans une certaine mestre,atten- du que chaque segment est mobile autour d'un axe qui lui est pro- pre.
Afin d'éviter tout clapotement etc. des segments du frein,on a prévu des dispositifs spéciaux, Comme les forces qui naissent aux extrémités opposées de deux segments ont la même grandeur,mais sont opposées quant à leur direction,il suffit d'articuler les extrémités entre elles pour supprimer l'effet du couple tournant.Là,où le frein n'est ordinairement utilisé que dans un sens,l'extrémité de sortie de chaque segment peut être un peu plus longue à partir du pivot du segment que l'extrémité d'entrée,afin de créer une surface spéciale pour la réception du moment agissant sur le pivot.
Une autre forme de réalisation du frein de la présente inven- tion consiste en un anneau qui est fixé à rotation libre à un bou- lon.Le centre de cet anneau coïncide approximativement avec l'axe du tambour de frein ;du côté opposé au boulon,l'anneau possède des saillies qui s'appuyent contre le dispositif de serrage.A l'anneau lui-même sont fixés deux ou plusieurs sabots de frein,de préféren- ce en nombre égal de chaque coté du boulon.Ces sabots sont mobiles
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dans la direction radiale,mais non pas dans le sens du pourtour.
Ils sont écartés en direction radiale par deux leviers actionnés par le dispositif,de serrage.Lorsque la face de frottement vient en contact avec le tambour de frein tournant,les faces tangentiel- les produites dans les sabots sont transmises à l'anneau et tendent, comte mentionné déjà, soit à éviter une diminution de la forée exer- cée sur le dispositif de serrage,soit à augmenter cette force.L'ef- fet est le même pour chaque sens de rotation.
Le dessin annexé représente,à titre d'exemple et schématique- ment plusieurs formes de réalisation de l'invention.Dans ce dessin: Fig.l montre un exemple de réalisation avec quatre segments.
Fig.2 est une coupe transversale de la fig.l; .
Fig.3 montre un exemple analogue, dans lequel l'une des fourches du levier des segments est supprimé pour rendre plus visible la disposition intérieure.
Fig.4 est une coupe transversale de la fig.3.
Fig.5 est une représentation schématique des forces.
Fig.6 et 9 montrent d'autres formes de réalisât ion,dans les- quelles les forces naissantes tendent à augmenter Inaction du dis- positif de serrage.
Fig.7 est une vue de dessus et une coupe suivant la ligne A-A respectivement la ligne B-B de la fig.6.
Fig.8 montre l'agencement spécial des tiges servant de dispo- sitif d'écartement,l'effort exercé par le chauffeur étant également soutenu par la force tangentielle.
Fig.10 est une vue en plan et une coupe suivant la ligne C-C de la fig.9, Fig.11 montre l'autre partie du segment de la fig.9.
Fig.12 est une coupe suivant la ligne D-D de la fig.ll; Fig.13 montre Inapplication de l'invention à un dispositif de serrage à coin qui ne soutient ni arrête l'action du chauffeur.
Fig.14- montre une forme de réalisation,dans laquelle on em- ploie un anneau, auquel sont fixés les sabots de frein réglables en direction radiale. '
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Fig,l5 est -une coupe suivant la ligne E-E de la fig.14.' Fig,l6 est une coupe suivant la ligne F-F de la fig.14.
Dans les fig.6-16 on a supprimé les éléments fixes et rotatifs du frein afin de ne pas compliquer le dessin. a est (voir spécialement les fig.6-16) la surface de frotte- ment.! indique les segments du freinte indique le dispositif anti- friction.! les points de contact entre les segments et le disposi- tif de serrage,e le dispositif de serrage en forme de garrot ou autre analogue.! le boulon ou axe du levier, le levier lui-même, h des butées limitant le mouvement du segment lors de la course en arrière.! des ressorts maintenant les leviers g ensemble,1 d' autres ressorts qui maintiennent le segment au levier,m encore d' autres ressorts qui écartent le segment du dispositif de serrage,n des broches dans lesquelles s'accrochent les ressorts k,
o des saillies au levier et au segment pour limiter le roulement des billes,p (à la fig.13) un prolongement du bras,j une connexion sou- ple entre deux segments.! un dispositif de serrage en forme de coin pour les leviers du frein,u un dispositif de serrage en forme de tiges (fig.8).W un segment usuel.,: (fig.14) un anneau qui porte les segments b, r (fig.l) le tambour du frein.
Suivant la fig.l les segments de frein b1 et b2 sont fixés au levier ,sur des pivots v1 et v2 qui traversent le moyeu des seg- ments et du levier,ce qui donne fixation parfaite et peu coûteuse.
Les segments b et b4 sont fendus dans le sens de leur longueur et reliés ensemble par un revêtement annulaire ql et q2.Ils sont reliés au levier g2 par les broches venues d'une pièce avec celui- ci, Cette disposition est utilisable là où il s'agit d'un levier à profil profond et où la perforation du levier entraînerait un affaiblissement inutile.Les segments b3 et b3 sont reliés à leurs extrémités adjacentes par un élément intermédiaire j,afin d'obtenir une oscillation uniforme des segments autour de leur axe et de supprimer ainsi l'effet nuisible du souple tournant qui se produit dans les segments pendant le fonctionnement du frein.
Fig,3 montre une variante de l'invention,dans laquelle les
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segments b1,b2,b3,b4 se trouvent avec leurs bras et moyeux entre les leviers à fourche g1,g2,. L'un des cotes du levier g2 est sup- primé afin de mieux montrer la disposition intérieure.Les pivots v1,v2,v3,v4 traversent des trous dans les segments b et les le- viers g.Des ressorts z1,z2,z3,z4 glissent dans des coulisses des bras des segments et sur la face inférieure du moyeu des leviers, ils servent à recevoir tout choc en ret our dans les pivots v et dT éviter tout martellement des segments,en produisant une légère ré- sistance de frottement lors de la rotation des segments autour de leur axe.- Fig,
5 montre de quelle façon la force de freinage augmente dans des conditions normales d'une valeur de 40 % et dans des con- ditions spéciales d'une valeur plus grande encore.Dans le segment de frein usuel b3 la pression de freinage agit comme indiqué en y et sa valeur 'est par rapport au rendement du garrot! = e. i + i1 ou si i = il - e. i + i = 2 e i 2.
Dans la disposition suivant cette invention la puissance est centralisée dans deux directions s1, s2 s1 = e i+ il ¯ e. 1 + 1= e, 1,4.
2 i2 2 0.7 0.7
S1,S2= e. 2,8,c'est-à-dire donc 40% de plus que dans le segment de frein de forme normale.
Dans les fig.6 et 9 les torses naissant lors de l'écartement des leviers ± tournant autour de.boulon f,au moyen du garrot ou autre analogue e soutiennent l'action de freinage.A l'état écarté la face de frottement a est poussée contre le tambour de frein tournant,et la résistance de frottement oblige le segment de frein b de se déplacer librement sur les roulements à billes ou d'autres dispositifs c réduisant le frottement,de sorte que le segment pousse contre le dispositif de serrage au point d.Dans la fig.11,ce point . de contact d est situé exactement en regard de l'axe du garrot ou autre dispositif analogue e,
de sorte qu'il ne soutient ni ne réduit le travail de freinage à accomplir par le chauffeur ou le conclue- teur.
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@ Fig.8 montre un frein à segments,dans lequel l'écart-ement des leviers s'effectue à l'aide de tiges u; l'une de ces tiges! est agencée de telle sorte que la force tangentielle agissant en d soutient le, freinage.
Fig.ll représente un segment,qui est divisé en deux parties.
Chaque partie est écartée par une pression agissant à peu près centralement et articulée aux autres,afin d'éviter un basculement latéral de chaque segment par suite du couple tournant autour des axes.!..
Suivant la fig.13,les leviers sont écartés au moyen d'un coin; ici non plus il ne se produit ni accroissement de la puissance du conducteur ni résistance opposée à celle-ci.Liais quand le point de contact se déplace sur une face inclinée indiquée en pointillé, le freinage sera augmenté.
Les leviers g sont maintenus ensemble par les ressorts k,A la fig,6 l'un de ces ressorts retire le segment b du garrot e,dès que le frein n'est pas en service.Mais le segment peut aussi être amené en arrière par un ressort spécial m (fig.9) qui attaque sensiblement dans une direction tangentielle.Lessegements b sont de préférence maintenus sur les leviers µ par des ressorts k,1 ou m ou par des guides sur le segment ou le levier g,comme indiqué en m1 (fig.6).
A la fig.l4 on a prévu un anneau x qui porte quatre segments ou sabots qui sont mobiles en direction radiale,mais non suivant le pourtour de l'anneau.Lorsque l'écartement s'effectue par les leviers g,la force de frottement produite entre la face a et le tambour de frein tournant tend à faire tourner l'anneau autour de son axe;ceci est empêché par le fait que l'anneau agit sur le gar- rot e ou autre dispositif analogue par ses saillies d.Ces saillies peuvent être disposées par rapport à l'axe de telle sorte qu'elles soutiennent le travail du conducteur ou qu'elles ne le soutiennent pas à volonté.cette forme de construction convient pour les deux sens de rotation.