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Monsieur Pierre PARKAS
La présente invention a trait aux freins auto-serreurs comportant des mâchoires contrôlées par un dispositif d'écartement et réunies par un dispositif articulé et réglable diamétralement opposé au dispositif d'écartement, dans lesquels, lors de l'ac- tionnement du frein, la première mâchoire après le dispositif d'écartement, dans le sens de la rotation, qui est amenée en contact avec le tambour par le dispositif d'écartement, est sol- licitée par la rotation et vient appuyer sur la seconde mâchoire en transmettant à celle-ci l'effort de freinage en fonction de la friction produite sur la première mâchoire.
Dans les freins actuellement connus de ce type, la seconde mâchoire produit une action de freinage beaucoup plus intense que la-première., parce qu'outre l'effort de poussée exercé sur elle par cette dernière, cette seconde mâchoire vient se coincer par son extrémité contre la butée de fin de course et se trouve ainsi puissamment comprimée en cet endroit contre le tambour de frein. La seconde mâchoire est donc beaucoup plus
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sollicitée que la première. Cette irrégularité de l'action de freinage présente de nombreux inconvénients et, en particulier, elle occasionne une usure inégale des garnitures.
La présente invention a pour objet un frein auto- serreur ne comportant pas ces inconvénients, qui est caractérisé notamment en ce que les deux extrémités des mâchoires contiguës à la butée sont reliées par un dispositif d'écartement flottant constitué par une genouillère mécanique, hydraulique ou autre, tendant, lorsqu'elle est actionnée, d'une part, à repousser l'extrémité de la mâchoire primaire contre le tambour et, d'autre part, à réduire la pression de l'extrémité de la mâchoire secon- daire contre le tambour et contre la butée, en produisant ainsi un effet différentiel qui tend à égaliser l'action circonféren- tielle des deux mâchoires contre le tambour.
L'invention a trait également à un dispositif de réglage de freins auto-serreurs du type indiqué, caractérisé en ce qu'un organe d'assemblage réglable des deux mâchoires est en prise avec un organe de maintien élastique assurant à la fois le rappel des mâchoires à la position initiale dans le cas des faibles déplacements normaux produits en service, ainsi que leur réglage automatique et leur maintien dans la position réglée pour compenser l'usure de la garniture de la mâchoire secondaire.
Suivant une variante, le dispositif de réglage est cons- titué par une ou de préférence deux cames dont la périphérie en forme d'escargot est composée de crans successifs et qui sont montées sur un arbre supporté à une extrémité de l'âme d'une des mâchoires, les crans de ces escargots pouvant être amenés sélec- tivement, en tournant ledit arbre, en prise avec des têtons disposés sur l'extrémité adjacente de l'âme de l'autre mâchoire, de façon à permettre d'écarter sélectivement les extrémités adja- centes des deux mâchoires.
Le nouveau frein est avantageusement constitué par des segments auto-centreurs en plusieurs parties reliés entre elles par des organes de maintien et, suivant une autre caracté- ristique de,l'invention, les divers éléments des segments n'ont entre eux qu'un contact punctiforme afin de faciliter leur uosmmanue au ce dde Tea @@x @x@@em@@@ @@@ @
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pivotement relatif.
L'invention prévoit enfin la fermeture étanche du car- ter d'un frein auto-serreur à l'aide d'un couvercle périphérique élastique placé sur le tambour et constitué de façon à se soule- ver légèrement de la partie périphérique du carter fixe pendant la marche par action centrifuge.
L'invention s'étend d'ailleurs à d'autres caractéristi- ques nombreuses qui ressortent de la description détaillée qui suit de formes de réalisation décrites, à titre d'exemples non limitatifs, à l'aide des dessins annexés, dans lesquels :
La fig. l est une élévation latérale, partie en coupe, d'un frein mécanique conforme à l'invention.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fige 1.
La fig. 3 est une coupe à plus grande échelle suivant la ligne III-III de la fig. 1.
La fig. 4 est un plan, à plus grande échelle, partie en coupe, des organes de réglage.
La fig. 5 est une vue analogue à la fig. l, montrant une forme de réalisation hydraulique du nouveau frein.
La fig. 6 est une coupe VI-VI suivant la ligne brisée a-b-c-d-e-f de la fig. 5.
La fig. 7 est une coupe longitudinale à plus grande échelle du cylindre hydraulique muni d'un purgeur extérieur au carter.
La fig. 8 est une coupe transversale correspondante à plus grande échelle.
La fige 9 est une coupe longitudinale à plus grande échelle montrant une variante.
La fige 10 est une coupe transversale correspondante à plus grande échelle.
La fig. 11 est unue en plan suivant la flèche F de la fige 2 'montrant le couvercle de fermeture étanche.
La fig. 12 est une coupe analogue à la fig. 3 montrant une variante du dispositif de replace.
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La fig. 13 représente une autre variante du frein, applicable notamment pour de petites constructions, par exemple pour motocyclettes.
La fig. 14 est une coupe suivant la ligne A-B-C-D-E-F-G-H de la fig. 13.
La fig. 15 est une coupe suivant la ligne I-J des figs.
12 et 13.
Le frein comporte, de la façon usuelle, un tambour 1, solidaire de la roue, et un carter 2, sur lequel sont fixés la butée 3 des segments, le dispositif de réglage 4 et le guide de butée de gaine 5. Deux mâchoires 6 et 7 sont reliées entre elles par des ressorts de rappel 8,9, 10. La flèche de la fig. 1 indique le sens de rotation du tambour en marche avant.
Suivant la forme de réalisation représentée par les figs. 1 et 2, la commande est constituée par un câble 11, ren- fermé dans une gafne 12 et attaquant une tête fourchue 13, se terminant par des crochets 14, 14'. Un ressort de rappel 15 est comprimé entre un collet 16 du guide fixe 5 et un collet 17 de la bote 13. Les crochets 14, 14' de la téte 13 attaquent le dispositif d'écartement des mâchoires, constitué, selon l'in- vention, par une genouillère flottante composée de deux leviers coudés parallèles 18-19 et de deux biellettes parallèles 20. Une rondelle 73 ou organe analogue montée sur une partie fixe guide latéralement les genouillères 18,19, 20. On peut voir sur la fig.
2 les deux bras18, 18' des deux leviers coudés parallèles. Les leviers coudés sont articulés en 21, par l'extrémité de leurs bras 19, à l'extrémité de la mâchoire 7 adjacente à la butée 3, puis les biellettes 20 sont articulées à une extrémité en 22 au sommet de l'angle des leviers coudés et à l'autre extrémité en 23 à l'extrémité de la mâchoire 6 adjacente à la butée 3.
La butée 3 comporte deux faces latérales 24, 25 suivant des rayons du tambour 1. ily a lieu.de remarquer que les trois points d'articu- lation 21, 22, 23 sont entièrement flottants. Ainsi, lorsque pour freiner on tire par le câble 11 sur la tête 13, les leviers
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coudés 18-19 pivotent autour de leur articulation flottante 21, qui prend appui contre la mâchoire 7 qu'elle tend à repousser en arrière vers le dispositif articulé 4 ; au cours de ce pivotement l'articulation 22 repousse, par la biellette 20, la mâchoire primaire 6 qui est ainsi serrée de suite contre le tambour.
Dès le début de 'son application, la mâchoire primaire subit l'ef- fort d'entraînement du tambour tournant avec la roue et elle pous- se en conséquence, par l'intermédiaire du dispositif articulé 4, la mâchoire secondaire 7 qui se trouve ainsi appliquée fermement contre le tambour 7 et poussée vers la butée 3.
Mais, alors que dans les freins antérieurement connus, ceci avait pour effet de coincer l'extrémité de la mâchoire secondaire 7 contre cette butée 3, en localisant la majeure partie de l'effort de freinage et par suite l'usure dans la partie de cette mâchoire adjacente à la bu- tée, avec le dispositif conforme à l'invention cette action locali- satrice est contrecarrée par celle des bras de levier 19 qui ten- dent à repousser la mâchoire 7 en arrière et à desserrer son ex- trémité du tambour par une certaine traction exercée sur elle; ceci produit en fait une réaction de la mâchoire 7 par rapport à la mâchoire 6, qui a pour effet d'uniformiser l'action de freinage sur toute la périphérie du tambour. Non seulement l'on obtient ainsi un freinage plus progressif et plus régulier, mais l'usure des garnitures est également plus uniforme.
En outre, il suffit d'exercer une force très faible sur la commande, car dès que la mâchoire primaire vient en prise avec le tambour, la rotation de ce dernier assure immédiatement l'auto- serrage parfaitement unif orme.
Le dispositif articulé 4 reliant les deux mâchoires 6 et 7 est constitué sous forme de dispositif de réglage renfermé de façon étanche dans un carter composé de deux moitiés maintenues assemblées par des étriers élastiques 27, 28.
Les mâchoirex 6, 7 sont engagées librement dans le sens périphérique entre les branches 29, 29', 30, 30' de chapes 29, 30 qui les guident latéralement et qui sont solidaires de deux doigts filetés à pas contraires 31, 32, engagés dans un manchon
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unique de liaison 33, comportant de façon correspondante des tarau- dages de sens contraires. Ce manchon présente extérieurement une partie de section polygonale 33', sur laquelle est enfilé un pignon conique 34, qui peut ainsi coulisser sur ce manchon, mais qui tourne avec lui. Ce pignon 34 engrène avec un pignon conique 35, solidaire d'une tige 36, tourillonnant dans le carter 4 et comportant à son extrémité une partie carrée 37 ou autre analogue destinée à recevoir une clef de manoeuvre.
Le pignon 34 est encas- tré dans un logement 38 du carter fixe 4, de sorte qu'il ne peut pas se déplacer. Par contre, le manchon 33 peut coulisser dans ce pignon. Dans un second logement à section en forme de losange 39 du carter 4, un ressort spiral 40 est disposé sur la partie ronde 33" du manchon 33; la spire intérieure 40' de ce ressort est serrée à force sur la partie 33" du manchon, de sorte que lorsque le man- chon est déplacé de droite à gauche, ou inversement, suivant les figs. 1 et 3, ce ressort est tiré par le manchon. Tant que ce déplacement ne dépasse pas la distance ménagée entre le milieu du logement 39 et la paroi latérale de ce logement, le ressort fonc- tionne comme ressort de rappel et ramène le manchon à sa position initiale dès que l'effort qui l'a déplacé cesse, ce déplacement correspondant au jeu de freinage normal.
Par contre, lorsque, par suite d'usure de la garniture de la mâchoire 7, ou 6, le manchon est tiré au cours du freinage dans une mesure supérieure à la distance séparant le milieu de la paroi de droite, ou de gauche, du logement 39, la spire intérieure 40' du ressort 40 est arrêtée contre cette paroi et le manchon 33 continuant à coulisser, cette spire glisse sur ce manchon en reculant de droite à gauche, ou inversement, sur lui de la mesure de ce déplacement supplémentaire qui est permanent.
Le ressort 39 fonctionne ainsi à la fois comme organe de rappel lors du déplacement normal de freinage et comme organe de réglage automatique lors d'un déplacement du manchon dépassant ce mouvement normal.
".ce réglage s'opère le plus souvent par déplacement du manchon 53 vers la droite, parce que le freinage s'effectuant
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plus souvent en marche avant, la garniture de la mâchoire secondai- re 7 s'use en général plus rapidement que l'autre, Mais il est évident qu'au cas où la garniture de la mâchoire primaire 6 s'userait plus rapidement, le manchon 33 coulisserait dans le res- sort en sens inverse, soit de droite à gauche.
La fig. 12 représente une variante de ce dispositif, suivant laquelle le ressort 40 est remplacé par une rondelle élastique 67, en acier par exemple, prenant appui par sa péri- phérie intérieure dans la gorge 68 d'un collier 69, fendu en 70, serré élastiquement sur la partie ronde 33" du manchon 33, puis par sa périphérie extérieure dans le fond du logement en losange 39 du carter 4. Le collier fendu 69 remplace ici la spire inté- rieure 40' du ressort 40 et la rondelle élastique 67 joue le rôle de ce ressort, le fonctionnement étant le même qu'avec ce dernier.
Dans la variante des figs. 5 à 10, le frein est constitué de la marne manière que dans les figs. 1 à 4, sauf que la commande mécanique est remplacée par une commande hydraulique.
A cette fin, un levier coudé 41, articulé à la mâchoire secondaire 7 en 21 et prenant appui contre le bord de cette mdchoi- re par un ergot 42, vient en prise, par une vis de réglage 43 avec le fond 44 d'un cylindre hydraulique 45, qui contient un piston 46 relié à l'axe d'articulation 23. Une enveloppe extensible, en caoutchouc par exemple, 47, assure l'étanchéité entre le piston et le cylindre. Un faible ressort 48 tend à maintenir le caoutchouc d'étanchéité 46' sous tension.
Au moment du freinage, le liquide de commande est envoyé par une canalisation 49 à la chambre 50 ménagée par le ressort 48 entre le fond du cylindre et le piston et il écarte ces deux élé- ments. Le piston 46 agit alors par l'articulation 23 sur la mâchoire primaire 6, tandis que le fond du cylindre produit, par l'articulation 21 et la butée 42, une action sur la mâchoire secon- daire 7 tendant à repousser cette dernière vers le dispositif articulé 4, d'une part, et à soulager par une légère traction l'extrémité 7' de la mâchoire 7 de la forte pression exercée sur elle par l'effort de freinage sus-décrit, d'autre part. Un
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canal de purge 51 conduit à un trou de purge fermé par un bouchon vissé 52 situé à l'extérieur du carter 2 (fig. 8) ou à l'intérieur de ce carter (fig, 10).
Il y a lieu d'observer que le dispositif hydraulique est supporté de façon tout--fait flottante dans le sens périphérique par les articulations sus-mentionnées, tout comme le dispositif mécanique des figs. 1 et 2. Un guidage latéral est assuré par deux rondelles 74, 75 et un ressort 76.
Les figs. 13 à 15 représentent une variante dans laquelle on évite la commande de la genouillère d'écartement par un câble entrant dans le carter. A cette fin, un bras 68 est articulé en 69 à l'extrémité libre du levier coudé 18. Ce bras 68 comporte une fente 70, dans laquelle s'engage un crochet 71 d'un levier 72, pouvant pivoter en 73 contre la paroi 2 du carter.
Il suffit donc de tirer le levier 72 dans le sens de la flèche! (fig. 16) pour manoeuvrer le levier coudé 18 commandant le dispositif d'écartement, qui est par ailleurs semblable à celui décrit ci-dessus et fonctionne de la marne manière. Toutefois, pour guider latéralement les mâchoires, on utilise l'un des axes 21, qui est prolongé à travers le carter 2 par une ouverture 86 ménageant le jeu nécessaire. Des rondelles 87, 88 sont placées sur cet axe de part et d'autre de la paroi 2, de façon à aveugler l'ouverture 86 et à pouvoir glisser sur cette paroi. Un ressort 89 prenant appui, d'une part, contre le levier 18 et, d'autre part, contre la rondelle 87, maintient celle-ci appliquée contre l'inté- rieur de la paroi 2. D'autre part, un jonc 90 placé sur la tête extérieure de l'axe 21 maintient la rondelle 88 appliquée contre la face extérieure de la paroi 2.
L'axe 21 guide ainsi latéralement le système de mâchoires. A la place du jonc 90, on pourrait uti- liser une goupille ou tout autre organe d'arrêt.
La commande du levier 72 peut évidemment se faire par l'intermédiaire d'une transmission quelconque, telle que câble, timonerie, etc.. ,
En outre, suivant une autre variante de l'invention, le dispositif de réglage est constitué par deux cames 74, 75, dont la
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périphérie est composée de crans successifs et qui affectent la forme d'escargots. Ces cames sont montées sur un arbre 76 disposé sur l'extrémité de l'âme 77 de la mâchoire 6. L'arbre 76 passe en outre par une ouverture 78 du carter 2. Deux rondelles 79,80 sont enfilées librement sur l'arbre 76 de part et d'autre de la paroi du carter 2. Ces deux rondelles, pouvant glisser le long de cette paroi, servent ainsi à aveugler l'ouverture en empêchant l'entrée de poussière dans l'intérieur du frein.
La rondelle exté- rieure 80 est maintenue contre la paroi 2 par la tête extérieure de l'arbre 76. En outre, la rondelle intérieure 80 sert de butée à un ressort 81 interposé entre elle et l'escargot 74; ce ressort la maintient ainsi appliquée contre l'intérieur de la paroi 2.
L'extrémité de l'arbre 76 faisant saillie à l'extérieur du carter 2 porte une manette 82 permettant de tourner cet arbre, ainsi que les escargots 74,75 qui en sont solidaires. Ces derniers coopè- rent avec deux tâtons 83 placés de part et d'autre de l'âme de la mâchoire 7, à l'extrémité de cette âme qui est adjacente à l'âme 77 de la mâchoire 6 portant les escargots 74,75 et leur arbre 76.
L'arbre 76 assure également le guidage latéral du système de mâchoires comme décrit ci-dessus pour l'axe 21.
Ainsi, lorsque les garnitures 84 sont neuves, les escar- gots sont placés en engageant leur cran le plus rapproché de l'axe de leur arbre 76 sur les tâtons 83, puis, au fur et à mesure de l'usure des garnitures, on tourne les escargots, au moyen de la manette 82 et de leur arbre 76, dans le sens contraire aux aiguil- les d'une montre suivant la fig. 13, afin d'amener successivement leurs crans suivants, de plus en plus distants de l'axe de l'arbre 76, en prise avec les tâtons 83. De cette manière, on peut écarter à volonté les extrémités des deux mâchoires 6 et 7 en ramenant la surface périphérique des garnitures à la circonférence optimum.
Les escargots comportent une excentricité progressive calculée de façon à permettre le réglage jusqu'à l'usure complète des garni- tures.
85 désigne une patte pouvant servir à la fixation du carter 2 au cadre d'une motocyclette par exemple.
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Il est évident qu'au' lieu de prévoir la manette 82, on pourrait conformer l'extrémité de l'arbre 76 en six-pans ou carré, pour le tourner à l'aide d'une clef.
L'invention est applicable avec des mâchoires 6 et 7 chacune en une seule pièce. Il est toutefois rationnel d'établir des mâchoires à auto-centrage, comme représenté, en les divisant par une ou plusieurs fentes transversales 53, 54, maintenues par des plaquettes 55, 55', 56, serrées par des boulons 57, 58. Les fentes 53, 54 sont de préférence pratiquées de manière à établir un contact punctiforme 59, 60 entre les âmes des mâchoires, afin de faciliter leur pivotement l'une contre l'autre et l'application des secteurs de couronnes des mâchoires.
Les éléments des mâchoires 6, 7 séparés par les fentes, que ces mâchoires soient divisées en deux ou plus de deux parties, sont interchangeables, ce qui permet leur standarisation et une fabrication en série particulièrement facile.
La disposition conforme à l'invention permettant une application générale et constante de toute la surface de la gar- niture, le frein utilise la plus grande surface possible du tam- bour, ce qui évite toute déformation et permet de ce fait de fabriquer des tambours plus légers.
Enfin, l'invention prévoit une fermeture étanche entre le tambour et le carter, qui est constituée par une ceinture annulaire 61 (figs. 2 et 6) composée d'éléments individuels main- tenus par un cordon élastique, par exemple un ressort spiral 62 entourant toute la périphérie du tambour. Selon l'invention, cette ceinture couvre-joint est établie de façon à pouvoir basculer transversalement sur la crête d'une ailette 63 du tambour et son bord en contact avec le carter est chargé par un bourrelet 64 faisant écarter légèrement ce bord, sous l'action de la force centrifuge, pendant la marche à partir d'une certaine vitesse, l'extrémité opposée 65 de ce couvre-joint, normalement écartée d'une ailette 66 du tambour, venant alors s'appliquer contre cette ailette.
Alors que la partie 61 formant couvre-joint proprement dit est composée d'éléments juxtaposés, la partie d'appui 65 est de préférence constituée par de simples pattes
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individuelles, comme le montre /la fig. 11.
L'invention n'est d'ailleurs pas limitée' aux exemples de réalisation décrits. C'est ainsi que la commande hydraulique pourrait être remplacée par une commande à air comprimé.
En outre, de nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples décrits sans sortir du cadre de l'invention.
Les freins de l'invention sont applicables à tous véhi- @ ouïes, ainsi qu'aux machines fixes de toute nature.