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FREIN PERFECTIONNE.
La présente invention concerne les freins pour véhicules et se rapporte en particulier à un frein perfectionné du type dans le- quel les mâchoires du frein sont réunies à un levier de commande monté sur pivot, de façon à pouvoir glisser et basculer.
Alors que les freins de ce type ont donné toute satisfaction par leur fonctionnement et que les principes de ce fonctionnement ont été appliqués avec succès, certains problèmes ont surgi concernant leur con- struction et leur fonctionnement, problèmes que la présente invention a pour but, entre autres,de résoudre. L'invention envisage plus spéciale- ment de fournir des moyens de support perfectionnés des segments de frein, des leviers de commande et des dispositifs d'écartement des segments, de nouvelles mâchoires et de nouveaux leviers de frein et un dispositif per- fectionné de réglage des mâchoires, qui est simple et relativement facile à réaliser.
L'invention a principalement pour objet une plaque de sup- port du mécanisme de frein qui est simple et entièrement fabriquée par emboutissage d'une tôle métallique et dont la fabrication n'exige pas d'autres opérations, telles que forage ou soudage.
Suivant l'invention;le mécanisme de réglage du frein est monté sur cette plaque de telle façon qu'il puisse etre procédé à tout - réglage nécessaire de l'extérieur de la plaque, aucune ouverture spécia- le dans la plaque n'étant nécessaire pour atteindre le mécanisme de ré- glage.
D'autre part cette plaque comporte des surfaces planes et des bossages permettant un nouveau mode de centrage des mâchoires du frein, celles-ci étant guidées d'une manière impérative.
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D'autre part encore le dispositif suivant l'invention est d'un type ramassé de telle façon que des freins de dimension et de capacité ap- propriées puissant être montés dans l'espace limité dont on disposé sur des véhicules destinés à un travail très dur.
Enfin l'invention prévoit également de nouveaux moyens d'ac- couplement compensateurs entre les leviers du frein et leurs dispositifs de commande pour assurer une égale transmission des forces de freinage en- tre lesdits leviers 'leurs mâchoires de frein respectives.
Le dispositif suivant l'invention peut être facilement adapté pour être commandé hydrauliquement, pneumatiquement ou par came.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description donnée uniquement à titre d'exemple qui va suivre.
Au dessin qui s'y rapporte et où les mêmes numéros de référen- ces sont partout utilisés pour désigner les mêmes pièces : - Fig. 1 est la vue de face du mécanisme de frein perfectionné, suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, ce mécanisme étant représenté partiellement en coupe avec arrachement partiel et le tambour du frein étant enlevé ; - Fig. 2 est une coupe selon la ligne 2-2 de la fig. 1, mon- trant la structure de la plaque de butée supérieure ; - Fig. 3 est une coupe selon la ligne 3-3 de la Fig. 1, mon- trant en outre l'action conjointe de la plaque de butée et des leviers ; - Fig. 4 est une coupe selon la ligne 4-4 de la Fig. 1, mon- trant la structure de la butée inférieure ; - Fig est une coupe diamétrale selon la ligne 5-5 de la Fig. 1 ;
- Fig. 6 est une coupe selon la ligne 6-6 de la Fig. 1 mon- trant la structure du pivot du levier ; - Fig. 7 est une vue en élévation de la plaque de support du mécanisme de frein, ce mécanisme étant enlevé ; - Fig. 8 est une coupe diamétrale selon la ligne 8-8 de la Fig. 7 ; -Fig. 9 est une coupe selon la ligne 9-9 de la Fig. 7 ; - Fig. 10 est une coupe selon la ligne 10-10 de la Fig. 7.
Suivant l'exemple d'exécution représenté les parties mobiles du frein sont montées sur un support 10; ce support est de préférence en acier et est embouti en une seule pièce étirée et perforée pendant sa fabrication de façon à ne nécessiter aucun usinage ulérieur pendant sa mise en place. Cette pièce de support 10 comporte une ouverture cen- trale 11 traversée par une partie du logement de l'essieu du véhicule et il est pourvu, autour de cette ouverture centrale, des trous 10 par lesquels passent des rivets ou boulons, non représentés, pour fixer ri- gidement la plaque 10 à une collerette 13 (fig. 5) dont est muni le lo- gement de l'essieu 14 comme connu en soi.
Un tambour de frein cylindrique monté sur la roue, figuré en partie en 15 à la Fig. 5, a son extrémité ouverte obturée par la plaque 10, et le tambour 15 peut tourner par rap- port à la plaque 10. Celle-ci comporte à sa périphérie externe un rebord cylindrique 16, empêchant l'entrée de la boue et de la poussière etqui recouvre partiellement le bord intérieur du tambour de frein 15.
La plaque de support perfectionnée 10 qui sert de base au mé- canisme de frein monté sur elle comporte des bossages solidaires espacés angulairement et destinés à supporter et à guider le mécanisme, de frein Intérieurement au rebord 16, une cavité sensiblement annulaire 17 s'étend
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tout autour de la plaque. A son sommet la plaque 10 comporte un bossage peu profond 18 faisant saillie axialement vers 1?extérieur dans la direction du tambour de frein (Figa 5 et 8) et qui présente une surface radiale plane 19 pour le montage d'un cylindre de frein hydraulique 20.
Le bossage 18 compor- te un trou 21 par lequel passent le support et le raccord d'alimentation en liquide du cylindre 20, et des ouvertures 22 qui coincident avec des trous taraudés (non représentés) dans le corps 23 du cylindre 20 et dans lesquels sont introduits des boulons ou des vis (non représentés) pour main- tenir rigidement le cylindre 20 en position.
Une paroi tronconique 24 (Fig. 8) s9étend axialement vers l'extérièur à partir de la périphérie interne de la cavité annulaire 17, sauf où elle est interrompue par le bos- sage 18 servant au montage du cylindrée Cette paroi tronconique 24 se cou- pant avec la surface radiale plane 25 d'un socle 26 qui se trouve dans un plan perpendiculaire à 19 axe de la plaque de support 10sauf là où il est interrompu par le bossage destiné au montage du cylindre du frein et une série d'autres bossages qui seront décrits ultérieurement..
Un rebord annulaire 8 radial et plat 27, parallèle au voile 26 mais décalé d9une petite distance par rapport à lui vers l'extérieur comporte des ouvertures 11 et 12 et est raccordé au voile 26 par des pa- rois inclinées 28 sauf où celles-ci sont interrompues par divers bossa- ges ainsi qu9on le verra plus loino La surface plane 29 du rebord 28 co- opère avec la surface plane radiale adjacente de la collerette 13 de les- sieu pour maintenir en place dans le sens axial sur le logement de 1-les- sieu la plaque 10 et le mécanisme de frein qui lui est associéo
Vers l'intérieur par rapport au bossage 18 dans le sens ra- dial, la plaque comporte un bossage 31 dirigé vers 1?extérieur et présen- tant une surface radiale plane 32,
disposée à angle droit par rapport à l'axe de la plaque 10 et sur laquelle est montée une plaque de butée pla- ne 33 qui sera décrite ultérieurement plus en détail. La surface 32 se trouve à 19 extérieur par rapport à celle du voile 25. Le bossage 31 com- porte des paires de trous 34 et 35dont la destination apparaîtra mieux plus tard.
Aux extrémités opposées du bossage 31, deux bossages 37 sont formés dans la surface 25 ces bossages comportant des surfaces radiales planes 38, parallèles à la surface 25 et décalées vers l'extérieur dans le sens axial par rapport à cette surface et vers 1?intérieur par rapport à la surface 32. Les bossages 37 servent de guides pour les leviers 39 du frein et coopèrent avec la plaque de butée 33 pour maintenir 1?aligne- ment des leviers 39, ces leviers étant maintenus à glissement entre la plaque de butée 33 et les surfaces planes des bossages 37, comme repré- senté à la Figo 2 et comme il sera décrit plus en détail dans la suite.
Deux bossages 41, diamétralement opposés font saillie à par- tir du voile 26 dans le sens axial ; ils présentent des surfaces radiales planes 42 situées dans le même plan que les surfaces 38 des bossages 37.
Des ouvertures 43, percées dans les bossages 41, sont destinées à rece- voir des boulons de guidage 44 dont la destination sera expliquée plus loin.
La plaque 10 est essentiellement symétrique par rapport à 1?axe vertical 5-5 (Figo 1). A la base de la plaque 10, dépassant, dans le sens de l'axe vers l'extérieur le voile 26 et situé, dans le sens ra- dial, entre le rebord 27 et la cavité périphérique annulaire 17, se trou- ve un bossage 45 en forme de secteur, ouvert intérieurement et qui présen- te à ses extrémités des ouvertures 46 par lesquelles passe le mécanisme de réglage des mâchoires du frein. Ainsi qu'on le verra, ceci permet le ré- glage des freins par le côté arrière de la plaque de support 10, ou par la droite de celle-ci suivant la fige 5.
Aucun passage à travers la plaque de support n'est nécessaire et celle-ci peut rester fermée pendant le ré- glage ; les ouvertures 46 sont fermées par le mécanisme de réglage du frein qui sera ultérieurement décrit en détail. Deux ouvertures rectangulaires
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47 sont prévues dans le bossage 45, ouvertures dans lesquelles sont montées deux crochets de ressorts de rappel 48.
La plaque 10 est obtenue par étirage et estampage d'une seule pièce de métal au cours d'opérations dans lesquelles les différentes sur- faces 32, 37 et 42 sont correctement façonnées et définies l'une par rapport à l'autre, sans que cela nécessite des opérations d'usinage subséquentes.
Le mécanisme de frein comprend essentiellement une paire de mâ- choires 49 agencées pour se déplacer en se rapprochant et en s'éloignant de la surface intérieure cylindrique du tambour de frein 15, chaque mâ- choire étant actionnée par l'un des leviers 39, leviers qui:, à leur tour, sont actionnés simultanément et en sens opposés par un mécanisme convena- ble approprié, tel que le cylindre hydraulique représenté au dessin ou par un dispositif de commande pneumatique ou manuel.
Les mâchoires du frein peuvent être de toute construction dési- rée, mais, dans l'exemple de réalisation représenté, chacune d'elles com- porte un voile radial plan 51 et un patin arqué 52, venu d'une seule pièce avec le voile et muni d'une garniture fixée à sa surface extérieure de fa- çon appropriée, comme, par exemple, par des rivets ou moyens analogues, et qui peut comporter deux tronçons ou-plus. Le voile 51 de chaque mâchoire est pourvu, à son extrémité supérieure, d'une face de butée 54 qui coopère avec un bord plat rectiligne 55 de l'extrémité adjacente de la plaque de butée 33 pour limiter le mouvement vers l'intérieur et dans le sens radial, de l'extrémité supérieure de la mâchoire.
Un trou 56 (fig. 6) est prévu dans chacun des voiles des ma- choires 51. A travers chacun de ces trous passe librement un boulon 44, le montage étant tel que ces trous sont diamétralement opposés 1-'un à 1-'autre.
La plaque de butée supérieure 33 est faite d'une simple pièce de métal plate et elle est mise en place sur le bossage 31 au moyen d'élé- ments en saillie 57, en une seule pièce avec elle et qui pénètrent dans les trous 34 que comporte le bossage 3 la La plaque 33 est rigidement fixée à la plaque de support 10 par une combinaison de goupilles et de rivets 58.
Les rivets 58 servent aussi à fixer en place une extrémité de chacun des deux ressorts de rappel 59. Chaque ressort de rappel 59 est fixé par son autre extrémité dans une ouverture 61 que comporte le voile 51 d'une des mâchoires du frein. Chaque ressort 59 tend à maintenir la surface de bu- tée supérieure 54 du voile 51 correspondant contre le bord 55 de la plaque de butée 33 et coppère avec le bossage 31 pour maintenir la mâchoire du frein et le levier 39 en alignement.
Chaque butée inférieure 62 est constituée par une vis présen- tant une tête plate 63 à l'extérieur du bossage 45, vis qui sert de pivot à l'extrémité inférieure d'un levier 39. Chaque pièce 62 est pourvue d'une large collerette 64 échancrée en forme d'arc en 64a et d'un corps fileté 65 passant à travers une douille de support filetée intérieurement 66, montée dans'une ouverture 46 pratiquée dans le bossage 45 et se ter- minant par une partie hexagonale ou d'une autre forme non circulaire 67 à l'intérieur du bossage 45 et par conséquent à l'extérieur du frein et destinée à être saisi par une clé à écrous. Les pièces de butée 62 font des angles égaux avec l'axe vertical de lensemble.
Dans l'exemple de réalisation représenté, chacune des douilles 66 comporte une collerette plus large 68 prenant appui sur la périphérie de l'ouverture 46 à l'in- térieur du bossage 45 et une rainure 69 dans laquelle est ajustée une bague élastique 71 pour fixer la douille sur le bossage 45 de façon qu'el- le ne puisse pas tourner. La bague élastique 71 présente une conforma- tion extérieure appropriée pour s'engager dans une partie de la plaque 10 en vue d'empêcher la douille de tourner quand le boulon 62 tourne. Si on le préfère, la douille 66 peut être soudée ou fixée autrement, sans pouvoir tourner, à l'intérieur de l'ouverture 46.
Un ressort de rappel inférieur 72 est fixé'par une de ses ex-
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trémités dans un trou 73 percé dans le voile 51 de éhaque mâchoire et par 1?autre extrémité à un support 48 qui est fixé au bossage 45. Chacun de ces ressorts 72 passe dans une des parties échancrées 64a d'une des colleret- tes 64 (fig. 4). Ces ressorts agissant essentiellement pour maintenir-les faces de butée 54 des mâchoires qui'leur.sont associées,et qui sont les mêmes que les faces supérieures 54 au contact des bords 55, en contact avec les extrémités planes des pièces de butée inférieures 62.
Au moyen d'une clé à écrous appliquée à la partie hexagonale 67, on peut faire tourner le corps fileté 65 et le déplacer ainsi axialement dans la douille 66 pour ef- fectuer le réglage de la mâchoire dans le plan de son mouvement. Les méca- nismes respectifs de chaque mâchoire étant identiques et symétriques par rapport à l'axe vertical, ils peuvent être réglés indépendamment l'un de l'autre. Le passage de chacun des ressorts 72 dans l'une des quatre échan- crures 64a (ou davantage) de la collerette 64 assure un moyen élastique de réglage et de blocage de chacune des vis de butée 62.
Les leviers de frein 39 sont constitués chacun par une plaque de métal à faces planes disposée entre le voile d'une mâchoire 51 et la plaque 10. Chacun de ces leviers présente un trou central 40 de même di- mension que le trou 56.
Comme le montre la figo 6, les trous 40 et 56 sont suffisamment plus larges que le boulon 44, pour permettre au levier et à la mâchoire de se déplacer l'un par rapport à l'autre et par rapport au boulon, et une rondelle 50, maintenue sur le boulon par un écrou 60 est plus large que ces ouvertures, de sorte que la surface 42 et la rondelle à faces planes 50 maintiennent à glissement et guident l'ensemble formé par la machoire et le levier durant leur fonctionnement. Chacun des leviers 39 est pourvu d'une échancrure 74 sur son bord (fig. 1) et d'un bord courbe 75 de même forme que la surface 54.
Chaque échancrure 74 entoure partiellement la tête 63 d'une des pièces de butée inférieures afin de maintenir sa posi- tion sur celle-ci et le bord courbe 75 du fond de 1-'échancrure à un point de contact avec la tête plate de la pièce de butée 62 et fournit ainsi un point de pivotement sur celui-ci.
Des plaques de pression centrales 77 sont rigidement fixées aux leviers 39 au milieu de leur longueur. Chacune de ces plaques présen- te une face plane78 portant sur une saillie arrondie 79 du voile de la mâ- choire correspondante. Les extrémités opposées des leviers 39 comportent des découpes 81 destinées à recevoir les extrémités bifurquées de tiges de piston 82. A titre d'exempleon a représenté un dispositif de comman- de hydraulique 20 comprenant un corps de cylindre 23 qui contient un res- sort hélicoïdal 83,des pistons 84 et des tiges de piston 82.
Dans la position de repos du frein représentée à la fig. 1, le ressort 83, partiellement comprimé à l'assemblage, agit par l'interme- diaire des pistons 84 et des tiges de piston 82 et tend à faire basculer les leviers 39 à l'opposé l'un de 19autre, chacun sur sa surface infé- rieure de pivotement ou bord courbe 75 appuyé à la pic de butée infé- rieure 62. Cette force est équilibrée par la réaction des plaques de pres- sion 77 sur la saillie 79 sur chaque voile 51. Ces voiles 51 sont étroi- tement maintenus contre les extrémités de la plaque de butée 33 et les piè- ces de butée 62 par les ressorts de rappel-59 et 72.
Les lignes d'action des ressorts de rappel 59 et 72 sont sensiblement les mêmes dans les deux directions et se rapprochent de la direction des forces de freinage sur les surfaces de butée ; il n'est en conséquence pas nécessaire d'équili-, brer délicatement les ressorts de façon à maintenir le centrage des mâ- choires de frein.
Lorsque le frein ést en fonctionnement, un liquide sous pres- sion est sélectivement introduit dans l'espace central du cylindre 23 pour provoquer le déplacement des tiges de piston 82 vers l'extérieur et le bas- culement des leviers 39 en sens opposés. Ceci amène les leviers 39 à pi- voter sur les butées inférieures 62 et la force due à la pression du liqui-
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de, multipliée par les leviers 39 est transmise à chaque segment de frein par 1?intermédiaire des plaques de pression 77 ; segment de frein est ainsi déplacé radialement vers 1-'extérieur à 1?encontre des ressorts 59 et 72 en s'éloignant des butées extrêmes 33 et 62 pour venir en contact avec le tambour de frein 15.
Pendant ce déplacement vers l'extérieur, le mouve- ment des leviers 39 est guidé et maintenu sensiblement dans un même plan par les surfaces 38 et 42, la plaque 33 et l'assemblage boulon et rondel- le en 44,50, qui coopère avec elles.
Les plaques de pression 77 tournent par rapport aux bords ar- rondis 79 des mâchoires de frein, assurant ainsi automatiquement une trans- mission de force équilibrée. Les mâchoires de frein, constituant chacun m organe librement mobile, basculent et tendent à glisser légèrement sur les faces 78 dans le sens de la rotation du tambour de frein, se maintenant ainsi solidement en contact avec 1?une ou l'autre des pièces de butée selon le sens de rotation du tambour. Le moment de freinage est ainsi transmis de la mâchoire de frein à la plaque de support par l'intermédiaire d9une des pièces de butée, et par conséquent au logement de l'essieu.
Chaque boulon 44, tout en maintenant lE\ centrage et l'assemblage du levier et de la mâchoire du frein correspondant permet le libre basculement voulu parce que les ouvertures 40,56, sont beaucoup plus grandes que ce boulon. Ce basculement permet à toute la surface de freinage de la garniture du frein de se centrer automatiquement elle-même et de venir en contact avec la sur- face du tambour, en permettant ainsi une usure uniforme en cours de frei- nage.
Lorsque cesse la pression du liquide, les ressorts de rappel réagis- sent pour rétablir le mécanisme dans son état statique initial, les mâchoi- res portant contre les surfaces de butéeo
Les lignes d'action des ressorts 59 se coupent sur 1?axe ver- tical du frein; il en est de même des lignes d'actrion des ressorts 72, de sorte que 1?ensemble est toujours symétrique et son fonctionnement équili- bré.
On notera, diaprés la fig. 6, que chaque plaque de pression 77 est soudée, ou fixée à demeure, par un autre moyen, sur la face externe d'un levier 39 dont la face interne peut glisser sur la plaque 10.
Le nouveau mode de commande des mâchoires de frein décrit ici élimine la nécessité d'avoir deux leviers parallèles encadrant et surmon- tant le voile du segment de frein, comme dans le mécanisme décrit dans le brevet des U.S. n 2.435.955 du ce qui permet d'obtenir un mécanisme de frein comparativement plus léger, plus simple et plus éco- nomique à fabriquer et à utiliser. Les boulons 44 sont placés de préféren- ce diamétralement à l'opposé l'un de l'autre au repos (figo 1), les sur- faces 78 sont parallèles 1-'une à 1%autre et perpendiculaires au diamètre passant par les boulons 44.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode d'exécu- tion représenté et décrit qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.