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"PERFECTIONNEMENTS AUX FREINS POUR VEHICULES" la. présente invention se rapporte à des freins pour véhicules et à pour but d'établir un frein pour véhicules, à commande mécanique et de construction simple, durable et peu coûteuse.
Un frein suivant la présente invention diffère des autres freins du type à expansion par le fait que les segments de frein sont attachés de telle manière qu'on obtient un frein multiplié pour freiner en marche avant, tandis que, pour freiner en marche arrière, on dispose d'un frein non multiplie, lequel, se distingue et d'un frein multiplié et d'un frein
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démultiplié.
Avant d'examiner les divers types de freins, il convient de définir les termes employés dans la présente description.
Par exemple, un frein multiplié est un frein dans lequel l'effort de freinage est appliqué à l'extrémité libre du segment primaire, de telle Manière que la poussée exercée sur ce segment est transmise au segment secondaire, pressant air.si ce dernier au contact du tambour avec une force ampli- fiee. Un frein non multiplié est un frein dans lequel l'un des segments développe une puissance de freinage multipliée, tandis que l'autre est à puissance de freinage démultipliée, de sorte qu'aucun effet d'asservissement n'est réalisé par la rotation du tambour. Dans un frein démultiplié, la poussée résultant de la rotation du tambour est dirigée contre l'or- gane de commande de freins, de sorte que cet organe doit agir dans un sens opposé à celui dans lequel agit l'effort de f reinage.
On conçoit donc, d'après ce qui précède, que, dans le cas d'un frein multiplié, un très léger effort d'application de freins fournira, sur le segment secondaire, une puissance de freinage fortement amplifiée; avec un frein non multiplie, on n'obtient aucune amplification de l'effort de freinage par suite de la rotation du tambour; et, dans le cas d'un frein démultiplié, l'effort d'application de freins doit s'exercer contre le couple produit par le tambour de frein, de sorte qu'une partie seulement de cet effort est utilisée pour arrêter la rotation du tambour.
Jusqu'à présent, on construisait des freins multipliés du type à. segments rigides, dans lesquels deux extrémités adjacentes et respectives des segments étaient réunies entre elles par une liaison flottante, tandis que les autres extré- mités respectives de ces segments étaient appelées à être
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écartées en vue de l'application du frein. Dans ce type de freins, on prévoyait généralement un coin ou une came flot- tante destinée à écarter les extrémités commandées des segments et l'on prévoyait une cheville d'ancrage contre laquelle, ve- nait buter le segment secondaire, de sorte qu'on obtenait un frein multiplié pour les deux sens de marche.
Dans d'autres constructions, l'organe formant coin était ancré de manière à résister au couple exercé par les segmentset, dans ce cas, on obtenait un frein non multiplié appelé à freiner dans les deux sens de marche. Dans d'autres freins encore, l'extrémité du segment secondaire la plus rapprochée du coin ou de la came de commande,, était ancrée et l'effort d'application de freina s'exerçait uniquement sur l'extrémité libre du segment pri- maire, de sorte qu'on obtenait un frein multiplié pour le freinage en marche avant et un frein démultiplié pour le freinage en marche arrière.
Pour des raisons qui seront ex- posées dans la suite, aucun de ces systèmes n'était entière- ment satisfaisant, le frein idéal étant celui qui fournirait une puissance de freinage multipliée en vue du freinage en marche avant, et une puissance non multipliée, lorsqu'il s'agit de freiner en marche arrière.
Dans les freins pour véhicules, il y a avantage à obte- nir une puissance de freinage maximum pour une pression mini- mum. exercée sur la pédale, de sorte qu'on pourrait supposer que le frein idéal serait celui qui agirait avec une puissance multipliée dans les deux sens de marche. Toutefois, un tel frein présente certains inconvénients, dont le principal est celui que, lorsqu'on emploie des garnitures de freins à coefficient de frottement assez élevé, on obtient un effet de blocage, c'est-à-dire que, même pour une légère pression appliquée sur la pédale, le couple exercé par le tambour dé-
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veloppe une force suffisante dans le segment secondaire pour que celui-ci bloque le tambour, déterminant ainsi le patinage de la roue.
Par conséquent, l'abandon de la pédale n'aura pas pour effet de desserrer le frein aussi longtemps que le véhi- cule n'est pas arrêté. Pour cette raison, il est nécessaire, lorsqu'on emploie un frein multiplié, de choisir une garni- ture de frein ayant un coefficient de frottement assez faible pour empêcher le grippage (terme servant à désigner le dit effet de blocage) du tambour par les segments.
Il a été constaté que, dans le cas de freins multipliés, on peut prévoir, pour le freinage en marche avant, une garniture ayant un coefficient de frottement moyen. Après un certain nombre d'arrêts successifs, la garniture et le tambour de frein se trouvent rodés, de telle manière qu'on obtient désor- mais entre ces deux éléments un coefficient de frottement uniforme et qui est inférieur à celui qui aurait produit un effet de blocage. Toutefois, lorsque ces mêmes segments et tambour sont ensuite utilisés pour le freinage en marche arrière, on obtient un coefficient de frottement plus élevé, étant donné que la garniture n'est pos rodée en marche ar- rière, ce coefficient accru pouvant être supérieur à celui qui serait nécessaire pour produire un effet de blocage.
Par conséquent, l'application des freins en vue du ralen- tissement en marche arrière aurait pour effet un grippage des segments. Pour éviter avec certitude le grippage dans n'importe quel sens de marche, on peut utiliser une garni- ture ayant un très faible coefficient de frottement; toutefois, dans ce cas, il n'y aurait pas d'avantage appréciable à uti- liser des freins multipliés pour le freinage en marche avant.
C'est en raison des caractéristiques précitées que l'usage de freins multipliés pour les deux sens de marche
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ne s'est pas, fort répandu jusqu'à présent dans l'industrie automobile.
Lorsqu'il est fait usage d'un frein démultiplié pour freiner en marche arrière, conjointement avec un frein multi- plié pour le freinage en marche avant, il est nécessaire, pour maintenir le véhicule sur une c8te, d'exercer sur la pédale une pression extrêmement élevée. Ceci constitue évi- demment un désavantage. La disposition la plus favorable consiste à prévoir un frein multiplié pour freiner en marche avant et un frein non multiplié pour freiner en marche arrière.
Grâce à l'élévation du coefficient de frottement de la. garni- ture en marche arrière, le frein non multiplié assure un effet de freinage très favorable, mais qui sera toujours légèrement inférieur à. celui obtenu en marche avant, ce qui permet d'uti- liser une garniture à coefficient de frottement assez élevé et d'obtenir ainsi, pour la freinage en marche avant, une puissance de freinage maximum pour une pression minimum sur la pédale.
Ia présente invention consiste donc à prévoir un frein multiplié pour le freinage en marche avant, combiné avec un frein non multiplié pour le freinage en marche arrière.
Une autre caractéristique de la présente invention réside dans la prévision d'un frein multiplié dont les segments pri- maire et secondaire sont pourvus de garnitures ayant un tel coefficient de frottement que l'usure des garnitures s'opère d'une manière uniforme. Cette construction présente l'avantage qu'il suffit d'un seul réglage pour déplacer les. segments d'une quantité correspondante à leur usure, de sorte que le frein peut être mis au point avec précision par un dispositif à monoréglage.
Dans les dessins annexés :
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Fig. 1 est une vue en coupe verticale et longitudinale d'un frein destiné à la roue avant gauche d'un véhicule à moteur;
Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1;
Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1;
Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 1;
Fig. 5 est une vue schématique des. segments de frein dans la position inactive;
Fig. 6 est une vue schématique des segments da frein lors du freinage en marche avant;
Fig. 7 est une vue schématique des segments de frein lors du freinage en marche arrière, et
Fig. 8 est une vue en coupe analogue à celle de la Fig. 2, mais montrant une variante du dispositif de réglage de segmenta de frein.
Les dessins annexés représentent le frein destiné à la roue avant gauche du véhicule, mais il va de soi qu'une dis- position semblable de plaque d'ancrage peut être adoptée pour la roue arrière de droite, et, dans ce cas, seuls les. ressorts des segments de frein devront être inversés.
Comme montré aux dessina, un pivot de roue avant 11 est monte à articulation sur un essieu avant 10 au moyen d'un pivot de fusée 12, de la manière usuelle. Sur le pivot 11 se trouve monté à rotation un moyeu 13, dont est solidaire un tambour de frein 14, ces deux derniers éléments étant venus de fonderie en une seule pièce. Le pivot 11 est pourvu d'un flasque 16 auquel vient se fixer un plateau d'ancrage de frein 17. Les segments de frein, l'organe de commande du. frein et l'organe de réglage du frein sont tous montés sur cette plaque d'ancra- ge 17, coma dans le frein usuel pour véhicules.
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Le frein perfectionné suivant l'invention est du type dit à commande par câble, et, conformément à la disposition de celui-ci, une gaine flexible 18 est fixée au plateau d'ancrage 17 et traverse celui-ci, tandis que l'autre extré- mité. de cette gaine est fixée au châssis du véhicule. Un câble 19, traversant la gaine 18 et le plateau d'ancrage, est réuni à. articulation à l'extrémité libre d'un levier 20 monté à pivotement, en 21, sur le plateau d'ancrage. L'autre extrémité du câble 19 reçoit l'effort de traction exercé en vue de l'application des freins.
Une came flottante est montée, au moyen d'un joint à rotule, sur l'extrémité intérieure du levier 20, cette came étant pourvue d'une ouverture relativement grande, que traverse une cheville d'ancrage de frein 23. Lorsqu'on tend le câble 19, le levier 20 exécute un mouvement angulaire autour du pivot 21, de manière à refouler la came 22 dans le sens ra- dial. Un jeu est prévu entre la cheville 23 et la came 22, de sorte que cette dernière peut exécuter des déplacements périphériques et radiaux sans être gênée par la cheville 23.
Cette construction tombe sous la dénomination de **came flot- tante", étant donné que le couple qui s'exerce sur les seg- ments ne réagit jamais sur la came, cette dernière ne servant qu'à appliquer les extrémités libres des segments de frein contre le tambour de frein.
Comme montré dans la Fig. 3, une plaque de renforcement 24 est fixée sur la face extérieure, du plateau d'ancrage 17, autour des chevilles 21 et 23, dans le but d'augmenter la ré- sistance du plateau d'ancrage en ces points et d'empêcher ce dernier de se plier sous la poussée des segmenta de freins s'exerçant sur la cheville d'ancrage 23.
Deux segments de frein, un primaire et un secondaire, 25
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et 26 respectivement, à section en T et de forme générale semi-circulaire, sont montés sur le plateau d'ancrage 17, la came 22 et la cheville d'ancrage 23 étant situées entre. deux extrémités en regard des segments de frein. Comme montré dans la Fig. 3, l'extrémité de chaque segment la plus rap- prochée de la cheville 23 est fourchue et est munie d'un galet monté sur un pivot approprié entre les branches de chaque extrémité de segment fourchue.
La came 22 est montée de manière à pouvoir coulisser entra les branches de chacune des dites extrémités fourchues, cette came présentant des bords à profil convergent approprié, lesquels agissent sur les galets 45, en écartant les extrémités en regard des seg- ments, de sorte que ces derniers sont amenés en contact avec le tambour. Les extrémités fourchues des segments de frein sont pourvues chacune d'un siège semi-circulaire, ces extré- mités des segments étant pressées respectivement à l'aide de deux ressorts de traction 27 et 28, contre la cheville 23.
Les nervures centrales ou âmes des segments 25,26 sont engagées dans des entailles pratiquées dans les extrémi- tés extérieures de deux broches 30. Ces dernières se diri- gent vers l'intérieur, en partant de deux côtés opposés, à travers une ouverture appropriée 44 prévue dans un support 31, rivé au plateau d'ancrage 17. Les tiges proprement dites des broches 30 présentent un diamètre réduit, de sorte que les têtes de ces broches peuvent exécuter des mouvements radiaux de grande amplitude.
En considérant les Figs. 2 et 3, on voit qu'une vis de réglage 32 est vissée dans le sup- port 31, de nanière à être orientée transversalement par rapport à l'ouverture 44 destinée à recevoir les dites bro- ches, la vis de réglage faisant saillie vers l'extérieur à travers le plateau d'ancrage, de manière à pouvoir être
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tournée depuis l'extérieur du frein. L'extrémité intérieure de la vis 32 est pourvue d'une tête 33 dont la face en bout porte une couronne d'entailles. En tournant la vis 32, on peut déplacer la tête 33 dans l'un ou l'autre sens dans l'ouverture 40 prévue dans le support 31 et qui fait inter- section avec l'ouverture 44 du dit support.
Un bloc de réglage de frein, de forme cylindrique, est mbrité à déplacement dans les deux sens dans l'ouverture 40, à proximité de la tête 33, la face de ce bloc s'appuyant sur les nervures qui séparent les entailles pratiquées dans la dite tête 33. Les extrémités intérieures des broches 30 sont coupées obliquement, de même que les faces du bloc 35 situées en regard de ces extrémités des dites broches. Par conséquent, lorsque la vis de réglage est vissée vers l'intérieur, la tête 33 refoule le bloc 35, de manière à séparer les broches 30 et à écarter ainsi les extrémités en regard des segments de frein.
Deux ressorts 36 et 37 sont fixés, d'une part, au support 31 et, d'autre part, aux dits segments respectivement, de manière à solli- citer élastiquement les extrémités en regard de ces segments vers l'intérieur. Il résulte de ce qui précède que lorsque la vis de réglage 32 est vissée vers l'intérieur, le bloc 35 se déplaca graduellement dans le même sens, de manière à écarter progressivement les extrémités des segments.
Il est avantageux de prévoir des moyens destinés à empêcher le relâchement de la vis de réglage sous l'effet des vibrations du véhicule, ce qui aurait eu pour effet un déréglais des freins. A cet effet, l'invention prévoit des moyens destinés à maintenir élastiquement le ressort de réglage dans la position voulue. Ces moyens consistent en un ressort plat 38 monté à pivotement sur l'axe de la vis 32, de telle manièra que les extrémités de ce ressort agissent
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sur les entailles .34.. La surface plane adjacente, du bloc 35, est pourvue d'une rainure diamétrale 39, dans laquelle vient s'engager le ressort 38.
Etant donné que la rotation du bloc 35 est empêchée, du fait que les faces obliques de ce bloc s'appuient contre les extrémités obliques des broches 30, la rotation du ressort 38 engagé dans la dite rainure se trouve également empêchée. Par conséquent, lorsqu'on tourne la vis de réglage 32, les entailles qui passent au droit du dit ressort doivent d'abord dévier les extrémités libres de celui-ci. De cette façon, le ressort empêche efficacement le relâchement de la vis de réglage, une fois la mise au point opérée.
La construction qui vient d'être décrite a pour but de permettre un déplacement du bloc 35 dans un sens parallèle aux broches 30, de façon que ces dernières puissent se dépla- cer périphériquement avec le dit bloc, canne un ensembla unique. Ce déplacement peut s'effectuer grâce au fait que le ressort 38 est monté à coulissement dans la rainure 39, la- quelle est orientée parallèlement aux broches 30. Un côté du bloc 35 est dépouillé suivant un rayon égal au rayon de l'alé- sage 40. On obtient ainsi un jeu d'environ 0,1 de pouce entre le bord dépouillé du dit bloc et la paroi adjacente de l'alé- sage 40.
Avant d'aborder le fonctionnement du frein décrit jus- qu'ici, il convient d'ajouter que le ressort 28 est assez puissant et qu'il tend à maintenir le contact entre la che- ville d'ancrage de frein 23 et l'extrémité adjacente du seg- ment de frein secondaire 26. Le ressort 27 est beaucoup plus faible et applique l'extrémité correspondante du segment pri- maire 25 contre la dite cheville avec une pression moindre.
Par conséquent, lors de l'actionnement de la came 22, l'ex- trémité attaquée du segment primaire 25 sera la première à être refoulée vers l'extérieur, pour être amenée au contact du
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tambour, et se déplacera ensuite dans le sens périphérique - lorsqu'il s'agira da freiner en marche avant - en vue d'exercer une poussée sur l'extrémitéréglable du segment secondaire 26.
L'extrémité encrés du segment secondaire se trouve constam- ment maintenue contre la cheville d'ancrage au moyen du puis- sant ressort 28, L'extrémité réglable du segment primaire est retenue par un ressort relativement faible 37, tandis que l'extrémité réglable du segment secondaire est maintenue par un ressort beaucoup plus puissant 36, de manière que la broche 30 associée avec le segment secondaire soit refoulée vers l'in- térieur, contre le bloc 35, avec une force supérieure à celle qui est exercée dans le sens opposé par le ressort 37. Par suite de cette disposition, le bloc 35 est maintenu élastique- ment, en raison de la pression différentielle exercée par les ressorts 36 et 37, dans la position montrée dans la Fig. 1.
On considérera maintenant les. Figures schématiques 5,6 et 7. La première da celles-ci montre la position immobile ou inactive du frein, dans laquelle les extrémités commandées des segmenta, primaire et secondaire sont appliquées contre la cheville d'ancrage 23, tandis que le bloc de réglage 35 est pressé contre le côté segment primaire de l'ouverture 40.
Lorsque le bloc 35 occupe cette position, les faces de ré- glage obliques de ce bloc agissent de manière à maintenir les broches dans une position telle que les segments soient exactement concentriques au tambour de frein,. laissant ainsi un espace uniforme entre ce, dernier et les dits segments.
La marche avant du véhicule est représentée par le mou- vement du tambour de frein dans le sens indiqué par la flèche 42, de sorte que, lorsque les extrémités commandées des segments sont écartées, l'extrémité commandée du segment pri- maire 25 se déplace vers l'extérieur pour entrer en contact
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avec le tambour de frein, l'extrémité commandée du segment secondaire 26 étant maintenue appliquée contre la cheville d'ancrage 23 par le ressort puissant 8. Pour accomplir ce mouvement de commande, la came 22 doit forcément se déplacer périphériquement d'une certaine distance.
Par suite de la rotation du tambour de frein, le segment primaire 25 exerce une poussée contre le bloc 35, laquelle surmonte la, pression assez élevée du ressort 36, de sorte que cette poussée se trouve transmise au segment secondaire 26. Ce dernier est ainsi pressé contre le tambour. De cette façon, lorsque le tambour tourne dans le sens de la marche avant, on obtient un frein multiplié.
Si, au contraire, le frein doit servir à freiner en marche arrière, comne indiqué par la flèche 43, les segments se dé- placent vers la position montrée dans la Fig. 7. La came 22 est déplacée vers l'extérieur, ca qui oblige l'extrémité com- mandée du segment primaire à entrer en contact avec le tambour. la. poussée qui s'exerce sur le segment par suite du frottement de ce dernier contre le tambour est dirigée contre la came de commande, de façon à déplacer cette came dans le sans de la flèche 43 et à vaincre la résistance du puissant ressort 28.
L'extrémité commandée du segment 26 est ainsi amenée en contact avec le tambour. Le sabot 26 développe deésommais une puissance de freinage multipliée et, par conséquent, fournit la majeure partie de l'effort de freinage. Le segment 26 prend appui sur le bloc 35, lequel occupe la même position que lors- que le frein est au reposo Etant donné que l'effort de frei- nage développé par le segment 26 est supérieur à celui fourni par le segment 25, le bloc 35 n'a pas tendance à se déplacer vers la position médiane représentée dans la Fig. 6. Les seg- ments occupent alors la position montrée dans la Fig. 7, dans
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laquelle leurs extrémités commandées sont écartées et leurs extrémités réglables prennent appui sur le bloc de réglage.
On obtient ainsi un frein non multiplié, le segment 26 étant multiplié, tandis que le segment 25 est démultiplié.
Lors du freinage en marche arrière, la pression sur les segments n'est que légèrement supérieura. à la moitié de celle développée.lors d'un freinage en marche avant; néanmoins, et grâce au coefficient de frottement plus élevé de la garniture de frein, qui intervient pendant le freinage en marche arrière, on obtient un rendement maximum d'environ deux tiers lors du freinage en marche arrière.
Il y a lieu de noter que le rendement du frein en marche arrière est toujours inférieur au rendement en marche avant, de sorte qu'on peut utiliser une garniture qui possède un coefficient de frottement maximum admissible avec un frein multiplié, sans donner lieu à un grippage ou blocage du frein lorsque ce.dernier est utilisé pour freiner en marche arrière.
Etant donné qu'un frein de véhicule est utilisé nonante neuf fois sur cent pour freiner en marche avant, la garniture du segment secondaire 26 subira généralement une plus forte usure que la. garniture du segment primaire 25. Pour cette raison, il est préférable de choisir pour le segment secondaire 26 une garniture en une matière ayant un coefficient de frotte- ment relativement peu élevé, mais offrant une haute résistance à l'usure, de manière que l'usure des deux segments soit sen- siblement uniforme. L'usure est compensée par le bloc de ré- glage 35, moyennant rotation de la vis 32, de manière, à obtenir la mise au point exacte des deux segments.
Lorsqu'on désire utiliser des garnitures de frein ana- logues., pour des raisons d'interchangeabilité, il est préfé- rable d'adopter la construction montrée dans la Fig. 8. Dans ce cas, la face du bloc de réglage adjacente au segment 26
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présente une plus forte inclinaison que la face qui sert d'appui au segment 25. Lorsqu'on procède au réglage, le seg- ment secondaire se déplace vers l'extérieur d'une plus grande quantité que le segment primaire, de sorte qu'après chaque opération de réglage, ces deux segments se trouvant presque exactement centrés dans le tambour de frein.
Parmi les nombreux avantages résultant de, l'emploi de la construction perfectionnée suivant l'invention, il y a lieu de mentionner le fait qu'on obtient un frein multiplié pour le freinage en marche avant et un frein non multiplié pour le freinage en marche arrière.
Un autre avantage résultant de cette construction consiste en ce que la vis de réglage de frein est maintenue élastiquement dans une quelconque de ses positions de réglage, tout en permettant d'écarter graduellement les extrémités des segments de frein de quantités correspondant aux distances de réglage déterminées par les intervalles entre entailles successives de la vis de réglage. Ainsi, cette dernière peut être tournée jusqu'à ce que les segments soient appliqués à contact étroit contre le tambour de frein, après quoi on tournera la vis en arrière d'environ trois entailles, ce qui donnera un écart déterminé entre les segments et le tambour.
Cet écart sera le même pour tous les freins de cette cons- truction, ce qui rendra superflue la prévision de compensateurs dans la timonerie de commande des freins.
Un autre avantage de cette construction réside dans le fait que, grâce à l'inclinaison dissymétrique des surfaces actives prévues dans un mode de réalisation du bloc de réglage, on obtient l'interchangeabilité des segments primaira et secondaire, la disposition étant telle qu'un seul réglage suffit pour compenser l'usure, plus importante, subie par le
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segment secondaire, de aorte qu'on obtient un réglage presque parfait à l'aide d'une seule vis de réglage. Cet avantage présente une grande importance pour les freins de véhicules, étant donné que ceux-ci sont souvent appelés à être réglés par des personnes non spécialisées auxquelles on peut appren- dre la manière d'actionner une seule vis de réglage, mais non pas la manière d'opérer, d'une façon satisfaisante, plusieurs réglages sur chaque frein.
Certaines modifications peuvent être apportées à la dis- position, la construction et la combinaison des divers organes du frein perfectionné suivant l'invention, sans s'écarter de l'esprit de celle-ci, et les revendications qui suivent sont censées couvrir toutes les modifications'.susceptibles d'être comprises dans le damaine de la dite invention.
REVENDICATIONS.
1 - Un frein pour véhicules, comprenant des segments attachés, de telle manière qu'on obtient un frein multiplié pour le freinage en marche avant et un frein non multiplié pour le freinage en marche arrière.
2 - Un frein pour véhicules, comprenant des segments de frein primaire et secondaire, dont les extrémités, une par segment, sont appliquées élastiquement, avec des pressions différentes, contre une cheville d'ancrage, tandis que les autres extrémités des dits segments sont appliquées élasti- quement, également avec des pressions différentes, contre. une vis de réglage, les ressorts agissant sur le segment pri- maire étant dans chaque cas plus faibles que ceux agissant sur le segment secondaire.