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Roue à frein incorporé.
Cette invention se rapporte aux roues à frein incorporé et elle concerne, plus particulièrement, un frein inscrit en substance dans le cercle d'une roue conjuguée et susceptible d'absorber de grandes quantités d'énergie cinétique.
Le but général de l'invention est de créer une combinaison de roue et de frein où le frein est inscrit en substance dans le cercle d'une roue, mais est capable d'absorber de grandes quantités d'énergie cinétique.
Un autre but de l'invention est de créer une combinaison du type décrit, qui se distingue par son poids relativement faible la rendant applicable aux avions, par son grand pouvoir d'absorption d'énergie permettant d'arrêter un avion lourd sur des distances relativement courtes, et par des propriétés de résistance et de durabilité lui permettant de fonctionner pen- dant de longues périodes avec un minimum d'entretien de répara- tions.
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Un autre but de l'invention est de créer une combinaison de roue et de frein se distinguant par sa simplicité et son coût peu élevé, et comportant des dispositifs d'actionnement commandés hydrauliquement, le frein complet étant contenu à l'intérieur de la roue, pratiquement dans l'espace limité par les flancs de la roue.
On atteint ces buts de l'invention et d'autres encore qui ressortiront de la description ci-après en établissant une.roue à frein incorporé comportant un essieu fixe, des flasques cir- culaires interne et externe, fixés à l'essieu, des roulements montés sur la périphérie des flasques, une roue divisée suscep- tible de recevoir un bandage amovible et portée par les roule- ments de façon à pouvoir tourner, des oreilles de serrage dis- posées en des points répartis circonférentiellement à des distan- ces convenables l'un de l'autre sur la périphérie interne de la roue pour serrer ensemble les éléments de roue de façon que l'on puisse les démonter, des disques de frein placés entre les flas- ques et clavetés aux oreilles de serrage, un croisillon placé entre l'un des flasques et un disque de frein claveté aux oreiller,
un secqnd croisillon placé entre les disques de frein et claveté a l'essieu, des garnitures de friction portées par les bras des différents croisillons et par l'autre flasque et susceptibles de venir en prise avec les disques de frein, et un dispositif à commande hydraulique porté par le flasque considéré pour serrer les garnitures de friction contre les disques de frein.
Afin de bien faire comprendre l'invention on se référera ci-après aux dessins annexés, dans lesquels:
Fig.l est une élévation de côté, avec arrachement d'une roue à frein incorporé établie conformément à l'invention, et
Fig.2 est une vue en coupe verticale de la roue de là fig.1, à peu près suivant la ligne II-II de celle-ci.
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Sur ces dessins, 1 désigne un essieu fixe sur les extré- mités interne et externe duquel sont fixés des flasques pratique- ment circulaires 2 et 3. Dans la forme d'exécution particulière de l'invention ce résultat est obtenu en ménageant sur le flas- que 2 un moyeu 4 qui s'adapte en coulissant sur l'essieu 1 et joue le rôle de pièce d'écartement entre les flasques 2 et 3.
Pour empêcher tout mouvement de rotation entre les flasques 2 et 3 et l'essieu 1, le flasque 2 peut être boulonné, par exemple par des boulons 5, à une bride 6 fixée à l'essieu 1, et en outre, des assemblages à languettes et rainures 7, espacés circonféren- tiellement, sont établis entre la périphérie interne d'un bord du flasque 3 et l'extrémité du moyeu 4. En outre, l'autre côté de la périphérie interne du flasque 3 est pourvu d'une série d'assemblages à languettes et rainures 8 à l'extrémité de l'essieu 1, le système complet ci-dessus décrit étant bloqué sur l'essieu par un écrou 9 vissé à l'extrémité de l'essieu 1 et portant contre le flasque 3, le moyeu 4 et le flasque 2, pour maintenir l'ensem- ble fermement contre la bride 6. Un chapeau 10 entoure l'écrou 9 et est fixé par des vis 11 au flasque 3.
Les périphéries externes des flasques pratiquement circu- laires 2 et 3 sont aménagées de manière à recevoir et supporter des roulements 12 et 13 qui supportent à leur tour une roue divi- sée désignée dans son ensemble par le chiffre 14. La roue 14 est divisée ores de son milieu en deux parties 15 et 16, dont chacune présente intérieurement une nervure pratiquement continue, 17 et 18, respectivement, avec des oreilles de serrage 19 convenable- ment espacées l'une de l'autre dans le sens circonférentiel et destinéesà recevoir des boulons 20 pour serrer les parties de roue 15 et 16 ensemble d'une manière amovible. La roue 14 présente des rebords latéraux 21 et 22 pour retenir un bandage pneumatique monté d'une manière amovible sur la roue.
Des garnitures d'étan- chéité annulaires 23 et 24 portées par les sections de roue 15 et 16,, respectivement, portent contre les flasques 2 et 3, res-
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pectivement, pour protéger les roulements à rouleaux 12 et 13.
Une bague d'arrêt 25, vissée d'une manière amovible sur le flas- que 3, fixe le roulement 13 en place de même que le restant du dispositif de roue placé sur les flasques 2 et 3.
Un ou plusieurs, mais habituellement deux disques de frein 26 et 27 sont placés entre les flasques et portés par le roue 14 de manière à tourner avec celle-ci. On fixe de préférence les disques de frein 26 et 27 à la roue 14 en utilisant les oreilles de serrage 19 qui font office de clavettes engagées dans des rainures 28 ménagées en des points convenablement espacés dans le sens circonférentiel autour de la périphérie externe des dis- ques de frein 27 et 26, ces derniers étant ainsi assemblés à la roue 14 mais pouvant se déplacer axialement par rapport à celle- ci. On remarquera que les disques de frein ont pratiquement le même diamètre que les flasques 2 et 3.
Un croisillon 29 dont la partie centrale est assemblée axialement à cannelures en 30, au moyeu 4 et qui possède ha- bituellement trois bras espacés circonférentiellement et dirigés radialement vers l'extérieur sur une distance approximativement égale au diamètre des disques de frein 26 et 27 est monté à côté d'un des flasques circulaires, par exemple, le flasque 2. Entre les disques de frein 26 et 27 se trouve un second croisillon 31, dont la partie centrale est assemblée à cannelures, en 32, au moyeu 4 et qui possède le même nombre de bras que le croisillon 29, les bras des deux croisillons se trouvant dans l'alignement les uns des autres.
Des garnitures de friction 33, 34, 35 et 36 sont fixées aux croisillons 29 et 31, et à l'autre flasque 3, ces garnitures ayant habituellement la forme de disques circu- laires présentant des parties de diamètre réduit s'engageant dans des emboîtures ménagées dans les pièces qui les supportent, ces garnitures de friction étant destinées à frotter contre les faces latérales en regard des disques de frein 26 et 27 lorsqu' on serre le frein.
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Des mécanismes hydrauliques sont utilisés pour serrer le frein ; ces mécanismes comportent ordinairement trois cylindres hydrauliques conjugués avec le flasque 2, ces cylindres étant espacés circonférentiellement l'un de l'autre autour du flasque, dans le même alignement que les bras du croisillon, et étant pourvus de pistons attaquant chacun un bras du croisillon 29.
Plus particulièrement, le flasque est convenablement usiné pour former un cylindre 37 dans lequel peut coulisser un piston 38.
Une petite plaque circulaire 39 est placée à l'intérieur de la tête du piston et fixée à une tige 40 portée à l'intérieur d'un moyeu 42 s'étendant également à l'intérieur du piston. Le moyeu 42 porte un bourrage 43 serré par un écrou 44, de telle sorte qu'une pression réglable est exercée par le bourrage sur la tige 40 pour la maintenir normalement par friction dans une position fixe. Un manchon d'écartement 45 est monté entre la plaque d'é- cartement 39 et une bague de butée 46 fixée à l'intérieur de la jupe du piston 38 et un ressort de compression 47 porté par le manchon d'écartement 45, entre la plaque 39 et un épauelement 50, exerce son action sur le manchon 45.
Le dispositif à piston et cylindre ci-dessus décrit assure un réajustement automatique de la position du piston lorsque les garnitures de friction 33, 34, 35 et 36 s'usent par suite de l'usage du frein,de telle sorte que la puissance de freinage est donnée par la même amplitude de la course de la pédale. Plus spécialement, lorsque les organes occupent la po- sition représentée sur la fig.2, qui montre le dispositif juste après que la pression de freinage hydraulique a été appliquée aux cylindres de pression 47, le fait de lâcher la pédale de frein aura pour effet de permettre au ressort de pression 47 de déplacer le manchon d'écartement 45 vers l'arrière, c'est-à-dire vers la gauche, de façon à faire mouvoir le piston 38 dans cette direction jusqu'à ce que sa face interne rencontre la plaque 39.
A ce moment, il n'y a plus de pression de freinage entre les garnitures de friction et les disques de frein, et la roue
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tourne librement.
D'autre part, quand on rétablit la pression dans le cy- lindre 37, derrière le piston 38, ce dernier se déplace vers l'extérieur pour attaquer les bras du croisillon 29 et appli- quer de nouveau la pression de freinage entre les garnitures de friction et les disques de frein. Le piston 38 se déplaçant vers l'extérieur, l'épaulement 46 entraîne le manchon d'écartement 45 et le déplace vers la plaque 39 en comprimant le ressort 47.
Ordinairement, le jeu entre l'extrémité du manchon d'écartement 45 et la plaque 39 est suffisant pour permettre l'application de la pression de freinage sur les disques de frein. Toutefois, lorsque les garnitures de friction s'usent, le piston 38 devra se déplacer d'une plus grande quantité vers l'extérieur pour exercer la pression de freinage et l'extrémité du manchon d'é- cartement 45 rencontrera la plaque 39 et la pression sur celle- ci sera suffisante pour vaincre la résistance de frottement du bourrage 43 aménagé sur la tige 40, de sorte que la plaque 39 sera écartée du moyeu 42 dans une nouvelle position. Lorsque ceci se produit, la course de retour du piston 38 dans le cy- lindre 37 ne sera plus aussi grande étant donné que le piston heurte plus tôt la plaque réajustée 39.
De cette façon, la course des pistons 38 pour exercer les pressions de freinage sur les disques de frein est toujours sensiblement la même quel que soit le degré d'usure des garnitures de friction.
On comprendra que les cylindres hydrauliques disposés en des points circonférentiellement espacés l'un de l'autre au- tour de la bride 2, agissent tous trois d'une manière similaire, et fonctionnent simultanément. Le fonctionnement simultané des trois cylindres hydrauliques est assuré par l'interconnexion des cylindres au moyen des conduits 51 et 52.
Il ressort de ce qui précède que les différents buts visés par l'invention sont atteints par l'emploi d'un système combiné de roue et frein, de poids relativement léger, mais de
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construction résistante et durable, caractérise par la compacité de l'ensemble du dispositif qui est aménagé en substance à l'intérieur du cercle de la roue. Le freinage possède un pouvoir d'absorption d'énergie très élevé, son usure est lente et son fonctionnement durable, pratiquement sans entretien ni réparations.
Bien qu'on ait représenté à titre d'exemple une forme d'exécution de l'invention et certains détails, il est bien évi- dent que divers changements et modifications peuvent y être apportés sans s'écarter de l'invention.
REVENDICATIONS
1) Roue à frein incorporé du type monté directement sur un essieu fixe, caractérisée en ce qu'une roue divisée, suscep- tible de recevoir directement un bandage pneumatique est pourvue d'oreilles convenablement espacées l'une de l'autre, circonfé- rentiellement, sur la périphérie interne de la roue et suscep- tibles de serrer ensemble les parties de la roue d'une manière amovible, qu'une série de disques de frein sont clavetés aux oreilles de manière à pouvoir coulisser en tournant conjointement avec la roue, que tous ces éléments sont montés sur l'essieu par l'intermédiaire de flasques circulaires ou l'équivalent qui sont fixés à l'essieu et autour desquels la roue tourne et que l'essieu est pourvu de dispositifs pour serrer à friction les disques de frein contre les flasques.
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Wheel with incorporated brake.
This invention relates to wheels with built-in brake and more particularly relates to a brake substantially inscribed in the circle of a conjugate wheel and capable of absorbing large amounts of kinetic energy.
The general object of the invention is to create a wheel and brake combination where the brake is substantially inscribed in the circle of a wheel, but is capable of absorbing large amounts of kinetic energy.
Another object of the invention is to create a combination of the type described, which is distinguished by its relatively low weight making it applicable to airplanes, by its great power of energy absorption making it possible to stop a heavy airplane over distances. relatively short, and by properties of strength and durability allowing it to operate for long periods of time with minimal maintenance of repairs.
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Another object of the invention is to create a combination of wheel and brake distinguished by its simplicity and low cost, and comprising actuation devices controlled hydraulically, the complete brake being contained inside the wheel. , practically in the space limited by the sides of the wheel.
These objects of the invention and others which will emerge from the following description are achieved by establishing a self-braking wheel comprising a fixed axle, inner and outer circular flanges attached to the axle, bearings mounted on the periphery of the flanges, a divided wheel capable of receiving a removable tire and carried by the bearings so as to be able to turn, clamping lugs arranged at points distributed circumferentially at suitable distances one from the other on the inner periphery of the wheel to clamp the wheel elements together so that they can be dismantled, from the brake discs placed between the flanges and keyed to the clamping lugs, a cross member placed between one of the flanges and a brake disc keyed to the pillow,
a second cross placed between the brake discs and keyed to the axle, friction linings carried by the arms of the various cross braces and by the other flange and capable of engaging the brake discs, and a control device hydraulic carried by the flange considered to tighten the friction linings against the brake discs.
In order to make the invention fully understood, reference will be made hereinafter to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a side elevation, broken away, of a wheel with integral brake constructed in accordance with the invention, and
Fig.2 is a vertical sectional view of the wheel from there fig.1, approximately along the line II-II thereof.
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In these drawings, 1 designates a fixed axle on the inner and outer ends of which are fixed practically circular flanges 2 and 3. In the particular embodiment of the invention this result is obtained by sparing the flange - that 2 a hub 4 which fits by sliding on the axle 1 and acts as a spacer between the flanges 2 and 3.
To prevent rotational movement between the flanges 2 and 3 and the axle 1, the flange 2 can be bolted, for example by bolts 5, to a flange 6 attached to the axle 1, and in addition, joints to tongues and grooves 7, spaced circumferentially, are established between the inner periphery of an edge of the flange 3 and the end of the hub 4. In addition, the other side of the inner periphery of the flange 3 is provided with a series of tongue-and-groove assemblies 8 at the end of axle 1, the complete system described above being locked on the axle by a nut 9 screwed to the end of axle 1 and bearing against the flange 3, the hub 4 and the flange 2, to hold the assembly firmly against the flange 6. A cap 10 surrounds the nut 9 and is fixed by screws 11 to the flange 3.
The outer peripheries of the substantially circular flanges 2 and 3 are arranged to receive and support bearings 12 and 13 which in turn support a divided wheel denoted as a whole by the numeral 14. The wheel 14 is divided ores of its middle in two parts 15 and 16, each of which has an internally substantially continuous rib, 17 and 18, respectively, with clamping ears 19 suitably spaced from one another in the circumferential direction and intended to receive bolts 20 for clamping the wheel parts 15 and 16 together in a removable manner. The wheel 14 has lateral flanges 21 and 22 for retaining a pneumatic tire removably mounted on the wheel.
Annular seals 23 and 24 carried by the wheel sections 15 and 16, respectively, bear against the flanges 2 and 3, res-
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respectively, to protect roller bearings 12 and 13.
A stop ring 25, removably screwed onto the flange 3, fixes the bearing 13 in place as well as the remainder of the wheel device placed on the flanges 2 and 3.
One or more, but usually two brake discs 26 and 27 are placed between the flanges and carried by the wheel 14 so as to rotate with the latter. Preferably, the brake discs 26 and 27 are fixed to the wheel 14 using the clamping ears 19 which act as keys engaged in grooves 28 formed at points suitably spaced circumferentially around the outer periphery of the discs. brake ques 27 and 26, the latter being thus assembled to the wheel 14 but being able to move axially with respect to the latter. It will be noted that the brake discs have practically the same diameter as the flanges 2 and 3.
A cross member 29, the central part of which is axially assembled with splines at 30, to the hub 4 and which usually has three arms spaced circumferentially and directed radially outwards over a distance approximately equal to the diameter of the brake discs 26 and 27 is mounted next to one of the circular flanges, for example, the flange 2. Between the brake discs 26 and 27 is a second spider 31, the central part of which is assembled with splines, at 32, to the hub 4 and which has the same number of arms as the spider 29, the arms of the two braces being in alignment with each other.
Friction linings 33, 34, 35 and 36 are fixed to the cross members 29 and 31, and to the other flange 3, these linings usually having the form of circular discs having parts of reduced diameter engaging in sockets. formed in the parts which support them, these friction linings being intended to rub against the side faces facing the brake discs 26 and 27 when the brake is applied.
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Hydraulic mechanisms are used to apply the brake; these mechanisms usually comprise three hydraulic cylinders conjugated with the flange 2, these cylinders being spaced circumferentially from one another around the flange, in the same alignment as the arms of the spider, and being provided with pistons each attacking an arm of the spider 29.
More particularly, the flange is suitably machined to form a cylinder 37 in which a piston 38 can slide.
A small circular plate 39 is placed inside the head of the piston and attached to a rod 40 carried inside a hub 42 also extending inside the piston. The hub 42 carries a stuffing 43 tightened by a nut 44, so that an adjustable pressure is exerted by the stuffing on the rod 40 to hold it normally by friction in a fixed position. A spacer sleeve 45 is fitted between the spacer plate 39 and a stop ring 46 fixed inside the skirt of the piston 38 and a compression spring 47 carried by the spacer sleeve 45, between the plate 39 and a shoulder 50, exerts its action on the sleeve 45.
The piston and cylinder device described above provides automatic readjustment of the position of the piston when the friction linings 33, 34, 35 and 36 wear due to the use of the brake, so that the power of braking is given by the same amplitude of the pedal stroke. More specifically, when the components occupy the position shown in fig. 2, which shows the device just after the hydraulic brake pressure has been applied to the pressure cylinders 47, releasing the brake pedal will have the effect of releasing the brake pedal. to allow the pressure spring 47 to move the spacer sleeve 45 backwards, i.e. to the left, so as to move the piston 38 in that direction until its internal face meets plate 39.
At this time, there is no more brake pressure between the friction linings and the brake discs, and the wheel
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turns freely.
On the other hand, when the pressure is reestablished in the cylinder 37, behind the piston 38, the latter moves outward to engage the arms of the spider 29 and reapply the braking pressure between the linings. friction and brake discs. As the piston 38 moves outwardly, the shoulder 46 drives the spacer sleeve 45 and moves it toward the plate 39 by compressing the spring 47.
Usually, the clearance between the end of the spacer sleeve 45 and the plate 39 is sufficient to allow the application of brake pressure to the brake discs. However, as the friction linings wear out, the piston 38 will have to move more outward to exert the brake pressure and the end of the gap sleeve 45 will meet the plate 39 and the pressure thereon will be sufficient to overcome the frictional resistance of the packing 43 arranged on the rod 40, so that the plate 39 will be moved away from the hub 42 in a new position. When this occurs, the return stroke of piston 38 in cylinder 37 will no longer be as great as the piston hits the readjusted plate 39 sooner.
In this way, the stroke of the pistons 38 to exert the braking pressures on the brake discs is always substantially the same regardless of the degree of wear of the friction linings.
It will be understood that the hydraulic cylinders disposed at circumferentially spaced points from each other around the flange 2, all three act in a similar manner, and operate simultaneously. The simultaneous operation of the three hydraulic cylinders is ensured by the interconnection of the cylinders by means of the conduits 51 and 52.
It emerges from the foregoing that the various aims of the invention are achieved by the use of a combined wheel and brake system, of relatively light weight, but of
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resistant and durable construction, characterized by the compactness of the whole device which is arranged essentially inside the circle of the wheel. Braking has a very high energy absorption power, it wears slowly and it works long-lasting, practically without maintenance or repairs.
Although one embodiment of the invention and certain details have been shown by way of example, it is obvious that various changes and modifications can be made thereto without departing from the invention.
CLAIMS
1) Wheel with built-in brake of the type mounted directly on a fixed axle, characterized in that a divided wheel, capable of directly receiving a pneumatic tire is provided with ears suitably spaced from one another, circumferentially Essentially, on the inner periphery of the wheel and capable of clamping the parts of the wheel together in a removable manner, that a series of brake discs are keyed to the lugs so as to be able to slide while rotating together with the wheel , that all these elements are mounted on the axle by means of circular flanges or the equivalent which are attached to the axle and around which the wheel turns and that the axle is provided with devices for frictionally tightening the discs brake against the flanges.