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Frein à tambour à surfaces frottantes de sections diverses.
L'invention oonoerne un frein à tambour, avec segments intérieurs à expansion, établi de façon à permettre l'emploi de surfaces frottantes de sections diverses et notamment de surfaces tronconiques se coinçant les unes sur les autres en vue de produire un freinage très énergique, même dans l'huile.
Avec les freins à tambour préconisés jusqu'à ce jour, on est limité à l'emploi de surfaces frottantes cylindriques ayant même axe que les fusées dtessieux pour rendre possible le démontage de la roue ou du moyeu solidaire du. tambour de frein.
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L'invention consiste à diviser ce tambour en deux partiesqui s'emboîtent l'une dans l'autre et qui . sont ensuite convenablement solidarisées : est comstituée par le cercle de frein proprement dit, lui-même établi en deux pièces, et l'autre par un tambour cylindrique fixé à la roue ou au moyeu,et logeant intérieurement le cercle de frein coincé sur lui.
On peut, dans ces conditions, employer des surfaces frottantes de sections très diverses et obtenir ainsi un frein progressif, très énergique, quoique très silencieux à cause du graissage des surfaces et n'exigeant du conducteur qu'un effort minimum, ne.s'usant pour ainsi dire pas et ne se déréglant pas. D'autre part, ce frein ne broute pas, à cause du centrage automatique qui résulte de l'inclinaison des surfaces frottantes et de la présence du lubrifiant.
Pour bien faire comprendre l'invention, on l'a décrite ci-après, en regard du dessin annexé sur lequel :
La figure 1 est une vue de côté du frein à tambour, le tambour étant supposé coupé¯par un plan perpendiculaire à l'essieu suivant 1-1 de la figure 2 ;
La figure 2 est une vue en coupe des surfaces frottantes suivant le plan II-II de la figure 1, passant par l'axe de l'essieu;
La figure 3 représente une vue latérale avec arrachement partiel, prise du côté extérieur, en supposant la roue enlevée pour montrer le dispositif de visite et de graissage du frein ;
La figure 4 est une yue en coupe partielle, suivant le plan IV-IV de la figure 1, montrant la section des surfaces frottantes, et
Les figures 5 et 6 sont des figures analogues à la figure 4, montrant des variantes de construction des surfaces frottantes;
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La figure 7 est une vue en coupe partielle analogue passant par l'axe du dispositif de fixation du cercle de frein proprement dit dans le tambour;
La figure 8 est une vue en coupe analogue,de la section des surfaces frottantes, montrant un mode de graissage de ces surfaces.
La figure 9 est relative à une tête de patin à rattrapage de jeu.
Les figures 10 et 11 sont des figures de détail et concernent des modes de liaison des deux parties consti- tuant le cercle de frein.
La figure 12 est une vue schématique d'un mode de commande permettant de réaliser une certaine progressivité&
La figure 13 montre une variante dtun détail de la figure 12 ,
En regard des figures 1, 2 et 3, le tambour cylindrique solidaire de la roue ou du moyeu,est indiqué en 1; à l'intérieur de ce tambour,est glissé un cercle profilé 2 ( en acier coulé, tôle nervurée, ou autre matière appropriée ) , qui constitue la surface frottante solidaire de la roue.
Ce cercle est fendu et coupé en biseau en 3, 31 , de façon à laisser la place pour une clavette 4 en forme de coin, dans laquelle pénètre une vis 5 ( ou plusieurs vis 5) traversant le tambour 1; en agissant sur 'cette vis, on tend à ouvrir le cercle 2 qui se bloque ainsi à l'intérieur du tambour 1;
la section ( fig. 2 et 7 ) de la clavette 4 par un plan passant par l'axe de l'essieu est, bien entendu, en rapport avec la section du cercle profilé 2,
Les segments 6, formant patins de frein, montes' comme d'habitude, sont par exemple articulés ensemble en 7, rappelés l'un vers l'autre par des ressorts 8 de forme et @
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en nombre convenables et écartés l'un- de l'autre, à la volonté du conducteur, par une came 9, Ces patins 6, garnis de ferodo 10 ou autre matière appropriée, ont, bien entendu, une section en rapport avec celle du cercle 2 (fig. 2 & 7) et ils sont mis en place, dans la gorge du cercle 2, avant l'introduction de celui-ci dans le tambour 1.
Dans ce but, on les incline et on écarteoen même temps les bords 3 et 31 de la coupure du cercle 2, ou bien on ouvre celui-ci, ce qui est possible grâce à une coupure ou une articulation prévue en 11 (fig. 1) au point diamétralement opposé à la coupure 3-31.
On voit que la mise en place des patins 6 à l'intérieur du cercle 3 étant indépendante de la mise en place de l'ensemble dans le tambour de la roue, le choix de la section des pièces frottantes est tout à fait libre et dépend, non plus de conditions de montage mais simplement des qualités particulières que l'on veut donner au freinage.
On peut employer des cônes simples comme il est indiqué sur les figures 2 et 4 ou des cônes doubles disposés comme ceux des figures 5 et 7 ou comme ceux de la figure 6.
Dans ce dernier cas, le cercle profilé 2a présente une section en U dont les ailes sont en forme de ligne brisée ; patin est dédoublé en deux parties planes 6a, garnies de ferodo 10b frottant sur les parties correspondantes des ailes de l' U lorsque, sous l'action de la came de freinage 9, ces parties sont amenées à s'écarter l'une de l'autre par un mécanisme approprié de type connu quelconque.
On peut, en traçant convenablement les cônes, obtenir tout mode et tout degré de serrage désirés. On peut aussi employer des gorges demi-rondes ou de tout @
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autre profil; on peut même réaliser des surfaces frottantes entièrement planes, à frottement uniformément réparti, suivant les conditions d'emploi du frein, son graissage, son mode de commande et ainsi de suite.
Ce frein fonctionne normalement avec graissage des surfaces frottantes ou même entièrement dans l'huile.
Pour permettre de retenir le lubrifiant, une garniture 22, maintenue par tout dispositif approprié, est fixée latéra- lement sur le cercle 2. Un trou de visite 23 ( fig.3 est prévu dans la paroi latérale du tambour, de préférence à hauteur de la came 9, pour permettre d'introduire le lubri- fiant et de surveiller la position de la clavette 4 et le fonctionnement de la came 9 ; ce regard 23 est obturé par un couvercle 24.
On voit sur la figure 8 que le graissage des surfaces frottantes se fait par des mèches, le réservoir étant constitué par la partie creuse des patins. Cette partie creuse est remplie d'un. lubrifiant approprié fixé par du coton 27 - ou matière analogue - qui constitue les mèches 28 traversant, par des perforations ad hoc, le patin 6 et le ferodo 10 et amenant le lubrifiant aux surfaces frottantes. La lubrification ainsi obtenue est de longue durée et uniformément répartie.
Pour faciliter la mise en place des segments de frein, notamment lorsque les saillies des surfaces flottantes sont très accentuées, on peut établir en deux pièces le tambour de frein solidaire de la roue ou du moyeu.
On le constitue, par exemple, comme un tambour ordinaire, mais coupé en deux parties par un plan diamétral, chacune de ces parties comportant des oreilles qu'on réunit par des boulons pour former un tambour complet et indéformable.
Dans son ensemble, ce tambour porte les moyens habituels de
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fixation à la roue ou au moyeu, suivant le type de construction de ceux-ci.
On obtient également une grande facilite .de montage et un réglage précis du frein au moyen de la tête de came à rattrapage de jeu représentée par la figure 9 montrant à droite une vue par bout et à gauche une vue en coupe longitudinale suivant le plan a b . Le siège 29 de la came 9,au lieu d'être fixe par rapport au patin de frein 6, est constitué par une plaquette d'acier solidaire de deux pièces 30 ayant une section en forme de T ; ces pièces coulissent dans des rainures correspondantes de la tête de patin 6. La position du siège 29 par rapport à l'extrémité du patin est réglée par une vis 31 qui s'appuie sur le siège 29 et se visse dans le patin 6. On peut faire tourner cette vis au moyen d'une broche enfoncée dans des trous 32 percés à cet effet dans la vis 31.
Enfin,pour maintenir rapprochés les bords de la coupure 11 lorsque les patins de frein sont en place et lors du freinage, on dispose au dessus une plaque de recouvrement 25 (fig. 1) maintenue par un moyen approprié, des vis 26 ou des goujons par exemple.
On peut aussi employer l'un des dispositifs représentés par les figures 10 et 11. Dans le premier de ces dispositifs, les mâchoires 2 portent de chaque cote de la coupure 11 des saillies semi-cylindriques 33 qui sont maintenues rapprochées,lorsque l'ensemble est en place, par les bagues circulaires 34.
Suivant la figure 11, l'une des mâchoires 2 porte un tenon 35 qui s'emboîte dans un oeil correspondant 36 de l'autre mâchoire 2b, de façon à constituer une articulation.
On pourrait d'ailleurs employer tout autre système d'articulation des deux mâchoires entre elles.
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Lorsqu'on trace les surfaces frottantes de façon @ à obtenir un serrage extrêmement énergique, on peut donner à ce serrage la progressivité nécessaire au moyen du dispositif de la figure 12,dans lequel la pédale de frein 12, tournant autour du point¯fixe,13, agit par le câble 14 passant sur la poulie 15 et par le levier 16 sur la came 9 du dispo- sitif ci-dessus décrit (fig. 1).
Entre deux points 17 et 18 de ce câble, on interpose un ressort à boudin 19 assez fort pour rapprocher les deux points 17 et 18 et assurer le freinage lorsqu'on commence à agir sur la pédale 12; mais dès que les surfaces frottantes du frein sont en contact, si on continue à déplacer la pédale 12, on tend de plus en plus le ressort 19 qui s'allonge et on arrive ainsi à tendre aussi la partie 14a du câble 14 située entre les points 17 et 18.
A partir de ce moment, tout se passe comme si le ressort 19 n'existait pas et le conducteur agit sur le frein -sans inter- médiaire élastique; il sent, d'ailleurs, très nettement le passage d'un régime à l'autre.
La figure 13 est une variante de ce dispositif où le ressort 19a travaille à la compression dans un cylindre 20 ; lorsque le ressort est comprimé à bloc, le disque 21 entraîne directement le cylindre 20, sans .intermédiaire élastique.
Bien entendu, sans sortir des limites de l'invention, on peut apporter à celle-ci toutes les modifications qui n'en altèrent pas l'esprit et utiliser pour sa réalisation tous matériaux appropriés, de même quton peut varier les formes décrites et représentées, sous réserve de satisfaire aux conditions indiquées et d'atteindre le but recherché.
Ainsi, la fixation du cercle 2 à l'intérieur du tambour 1 peut se faire de façon différente, par exemple par vis multiples ou par serrage concentrique du tambour 1 coupé en un ou plusieurs points.
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Drum brake with friction surfaces of various sections.
The invention oonoerne a drum brake, with expanding inner segments, established so as to allow the use of friction surfaces of various sections and in particular of frustoconical surfaces wedging on each other in order to produce very energetic braking, even in oil.
With the drum brakes recommended to date, it is limited to the use of cylindrical friction surfaces having the same axis as the axle stub axles to make it possible to remove the wheel or the hub secured to the. brake drum.
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The invention consists in dividing this drum into two parts which fit into each other and which. are then suitably secured: is made up of the brake ring proper, itself established in two parts, and the other by a cylindrical drum fixed to the wheel or to the hub, and internally housing the brake ring stuck on it.
It is possible, under these conditions, to use friction surfaces of very different sections and thus obtain a progressive brake, very energetic, although very silent because of the lubrication of the surfaces and requiring from the driver only a minimum effort. practically not wearing out and not getting out of control. On the other hand, this brake does not rustle, because of the automatic centering which results from the inclination of the friction surfaces and from the presence of the lubricant.
To make the invention clearly understood, it has been described below, with reference to the appended drawing in which:
FIG. 1 is a side view of the drum brake, the drum being supposed to be cut by a plane perpendicular to the following axle 1-1 of FIG. 2;
Figure 2 is a sectional view of the friction surfaces along the plane II-II of Figure 1, passing through the axis of the axle;
Figure 3 is a side view partially cut away, taken from the outside, assuming the wheel removed to show the brake inspection and lubrication device;
Figure 4 is a view in partial section, along the plane IV-IV of Figure 1, showing the section of the rubbing surfaces, and
FIGS. 5 and 6 are figures similar to FIG. 4, showing construction variants of the rubbing surfaces;
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FIG. 7 is a similar partial sectional view passing through the axis of the device for fixing the brake ring proper in the drum;
FIG. 8 is a similar sectional view, of the section of the rubbing surfaces, showing a method of lubricating these surfaces.
FIG. 9 relates to a skate head with play take-up.
Figures 10 and 11 are detail figures and relate to modes of connection of the two parts constituting the brake circle.
FIG. 12 is a schematic view of a control mode making it possible to achieve a certain progressivity &
Figure 13 shows a variant of a detail of Figure 12,
With reference to Figures 1, 2 and 3, the cylindrical drum integral with the wheel or the hub is indicated at 1; inside this drum is slipped a profiled circle 2 (made of cast steel, ribbed sheet metal, or other suitable material), which constitutes the friction surface integral with the wheel.
This circle is split and beveled at 3, 31, so as to leave room for a wedge-shaped key 4, into which penetrates a screw 5 (or more screws 5) passing through the drum 1; by acting on this screw, one tends to open the circle 2 which thus locks inside the drum 1;
the section (fig. 2 and 7) of the key 4 by a plane passing through the axis of the axle is, of course, in relation to the section of the profiled circle 2,
The segments 6, forming brake pads, mounted as usual, are for example articulated together at 7, biased towards each other by springs 8 of shape and @
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in suitable number and spaced from each other, at the will of the driver, by a cam 9, These pads 6, lined with ferodo 10 or other suitable material, have, of course, a section related to that of the circle 2 (fig. 2 & 7) and they are placed in the groove of circle 2, before the latter is introduced into drum 1.
For this purpose, they are tilted and at the same time the edges 3 and 31 of the cut-off of the circle 2 are moved apart, or else the latter is opened, which is possible thanks to a cut or an articulation provided at 11 (fig. 1 ) at the point diametrically opposite the cut 3-31.
It can be seen that the placement of the pads 6 inside the circle 3 being independent of the placement of the assembly in the drum of the wheel, the choice of the section of the friction parts is completely free and depends , no longer mounting conditions but simply special qualities that we want to give to braking.
Single cones can be used as shown in Figures 2 and 4 or double cones arranged like those of Figures 5 and 7 or like those of Figure 6.
In the latter case, the profiled circle 2a has a U-shaped section whose wings are in the form of a broken line; pad is split into two flat parts 6a, lined with ferodo 10b rubbing on the corresponding parts of the wings of the U when, under the action of the braking cam 9, these parts are caused to move away from one of the the other by an appropriate mechanism of any known type.
By suitably tracing the cones, any desired mode and degree of tightening can be obtained. You can also use half-round grooves or any @
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other profile; it is even possible to produce entirely flat friction surfaces with uniformly distributed friction, depending on the conditions of use of the brake, its lubrication, its mode of control and so on.
This brake works normally with lubrication of the friction surfaces or even entirely in oil.
To make it possible to retain the lubricant, a packing 22, held by any suitable device, is fixed laterally on the circle 2. An inspection hole 23 (fig. 3 is provided in the side wall of the drum, preferably at the height of the cam 9, to allow the lubricant to be introduced and to monitor the position of the key 4 and the operation of the cam 9; this sight 23 is closed by a cover 24.
It can be seen in FIG. 8 that the greasing of the friction surfaces is carried out by wicks, the reservoir being constituted by the hollow part of the pads. This hollow part is filled with a. suitable lubricant fixed by cotton 27 - or similar material - which constitutes the wicks 28 passing through, by ad hoc perforations, the pad 6 and the ferodo 10 and bringing the lubricant to the rubbing surfaces. The lubrication thus obtained is long lasting and evenly distributed.
To facilitate the positioning of the brake shoes, in particular when the protrusions of the floating surfaces are very accentuated, the brake drum integral with the wheel or the hub can be established in two parts.
It is constituted, for example, as an ordinary drum, but cut into two parts by a diametral plane, each of these parts comprising ears which are joined by bolts to form a complete and undeformable drum.
As a whole, this drum carries the usual means of
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fixing to the wheel or to the hub, depending on the type of construction thereof.
A great ease of assembly and precise adjustment of the brake are also obtained by means of the cam head with take-up play shown in FIG. 9 showing on the right an end view and on the left a view in longitudinal section along the plane ab . The seat 29 of the cam 9, instead of being fixed relative to the brake pad 6, is formed by a steel plate secured to two parts 30 having a T-shaped section; these parts slide in corresponding grooves of the pad head 6. The position of the seat 29 relative to the end of the pad is adjusted by a screw 31 which rests on the seat 29 and is screwed into the pad 6. It is can turn this screw by means of a spindle inserted in holes 32 drilled for this purpose in the screw 31.
Finally, to keep the edges of the cut 11 close together when the brake pads are in place and during braking, a cover plate 25 (FIG. 1) is placed above it, held by suitable means, screws 26 or studs. for example.
One can also use one of the devices shown in Figures 10 and 11. In the first of these devices, the jaws 2 carry on each side of the cut 11 semi-cylindrical projections 33 which are kept close together, when the assembly is in place, by the circular rings 34.
According to Figure 11, one of the jaws 2 carries a tenon 35 which fits into a corresponding eye 36 of the other jaw 2b, so as to constitute a joint.
We could also use any other system of articulation of the two jaws between them.
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When the friction surfaces are traced so as to obtain an extremely energetic tightening, this tightening can be given the necessary progressiveness by means of the device of figure 12, in which the brake pedal 12, rotating around the fixed point, 13, acts by the cable 14 passing over the pulley 15 and by the lever 16 on the cam 9 of the device described above (fig. 1).
Between two points 17 and 18 of this cable, a coil spring 19 is interposed strong enough to bring the two points 17 and 18 together and ensure braking when one begins to act on the pedal 12; but as soon as the friction surfaces of the brake are in contact, if we continue to move the pedal 12, the spring 19 is stretched more and more, which lengthens and it is thus possible to also tension the part 14a of the cable 14 located between the points 17 and 18.
From this moment, everything takes place as if the spring 19 did not exist and the driver acts on the brake -without elastic intermediary; he feels, moreover, very clearly the passage from one regime to another.
FIG. 13 is a variant of this device where the spring 19a works in compression in a cylinder 20; when the spring is fully compressed, the disc 21 directly drives the cylinder 20, without elastic intermediate.
Of course, without departing from the limits of the invention, it is possible to make to it all the modifications which do not alter the spirit thereof and to use any suitable materials for its production, just as the shapes described and shown can vary. , subject to meeting the conditions indicated and achieving the desired goal.
Thus, the fixing of the circle 2 inside the drum 1 can be done in a different way, for example by multiple screws or by concentric tightening of the drum 1 cut at one or more points.