Frein<B>à</B> disques<B>à</B> commande électromagnétique La présente invention a pour objet un frein<B>à</B> disques<B>à</B> commande électromagnéti que pour arrêter un élément rotatif mobile par rapport<B>à</B> un axe fixe.
Suivant l'invention, ce frein<B>à</B> disques est caractérisé par le fait qu'il comprend des dis ques dont l'un au moins ne peut pas tourner par rapport<B>à</B> l'axe fixe, et portant des garni tures de friction parallèles aux faces intérieu res d'un carter solidaire de l'élément rotatif mobile, la pression sur les disques étant obte nue au moyen d'un électro-aimant dont l'exci tation provoque le déplacement axial desdites garnitures par rapport auxdites faces intérieu res, de manière<B>à</B> les appliquer contre ces der nières, et par le fait qu'il comprend au moins une pièce qui, lors de ladite excitation, est<B>dé-</B> calée angulairement par rapport<B>à</B> au moins un organe avec lequel elle est en contact,
l'un au moins de ces deux derniers éléments étant muni de rampes agencées de manière que ce décalage angulaire provoque ledit déplacement axial.
Les dessins annexés représentent,<B>à</B> titre d'exemple, différentes formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. <B>1</B> représente en coupe axiale par I-1 de la fig. 2 une première forme d'exécution comportant quatre surfaces<B>de</B> friction, lélec- tro-aimant étant placé vers le centre (le frein est représenté en position de repos).
La fig. 2 est une demi-coupe par H-H de la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>3</B> est une demi-coupe par III-III <I>de</I> la fig. <B>1.</B>
La fig. 4 est une demi-coupe par IV-IV <I>de</I> la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>5</B> est une vue semblable<B>à</B> la fig. <B>1,</B> mais lorsque le frein se trouve en position de freinage.
La fig. <B>6</B> représente<B>le</B> dispositif d'écarte ment des plateaux en position<B>de</B> repos.
La fig. <B>7</B> représente le même dispositif d'écartement en position de freinage.
La fig. <B>8</B> représente, en demi-coupe axiale et en position de repos, une deuxième forme d# exécution du frein conforme<B>à</B> l'invention,<B>à</B> savoir un frein<B>à</B> deux surfaces<B>de</B> friction et<B>à</B> électro-aimant placé<B>à</B> la périphérie.
La fig, <B>9</B> est une vue semblable<B>à</B> la fig. <B>8,</B> le frein étant en position de freinage.
La fig. <B>10</B> est une coupe par X-X de la fig. <B>8.</B> La fig. <B>11</B> est une coupe longitudinale d'un moyeu de véhicule muni d'un frein selon une troisième forme d'exécution de l'invention.
La fig. 12 est une coupe par XII-XII <I>de</I> la fig. <B>11.</B> La fig. <B>13</B> représente les rampes en posi tion de repos dans la forme d#exécution des fig. <B>11</B> et 12. La fig. 14, enfin, représente les rampes en position de freinage dans la forme d'exécution des fig. <B>11</B> et 12.
On va décrire d'abord la première forme d'exécution représentée sur les fig. <B>1 à 7.</B> Ce frein comporte (fig. <B>1 à</B> 4 et<B>6)</B> un car ter en trois éléments<B>1,</B> 2,<B>3</B> qui est fixé, sur un moyeu 4 au moyeu de goujons<B>5</B> et tourne avec ce moyeu 4.
L'élément central 2 du car ter sert<B>à</B> centrer les éléments extrêmes<B>1</B> et<B>3</B> et comporte des créneaux<B>6</B> et<B>7</B> dans lesquels s'engagent des tenons<B>8</B> et<B>9</B> solidaires des pla teaux de serrage<B>10</B> et<B>11.</B> On réalise ainsi le centrage de ces plateaux<B>10</B> et<B>11</B> et leur en traînement en rotation par le carter<B>1,</B> 2,<B>3 -</B> cependant, ces plateaux de'serrage <B>10</B> et li peuvent coulisser axialement par rapport au carter.
Entre la face interne 12 de l'élément<B>1</B> de carter et la face<B>13</B> du plateau de serrage<B>10,</B> on a prévu un disque 14 muni sur ses faces de garnitures de friction<B>15</B> et<B>16 ;</B> de même, entre la face interne<B>17</B> de l'élément<B>3</B> du carter et la face<B>18</B> du plateau de serrage<B>11,</B> on a dis posé un disque<B>19</B> muni également sur ses faces de garnitures de friction 20 et 21. Les deux disques 14 et<B>19</B> peuvent se déplacer axialement, mais non tourner sur des supports 22 et<B>23</B> respectivement, grâce aux cannelures 24 et<B>25.</B> Ces supports 22 et<B>23</B> sont fixés<B>à</B> un essieu fixe<B>26</B> par un plateau<B>27.</B>
La commande des plateaux de serrage<B>10</B> et<B>11</B> est réalisée au moyen d'un dispositif<B>à</B> rampes représenté sur la fig. <B>6</B> et solidaire de l'armature<B>28</B> d'un électro-aimant<B>29. A</B> cet effet, deux anneaux<B>30</B> et<B>31</B> munis de rampes symétriques a<I>et</I><B>b</B> font partie intégrante des plateaux de serrage<B>10</B> et<B>Il</B> respectivement. Un disque ondulé<B>32</B> présentant les mêmes rampes a<I>et</I><B>b</B> que les anneaux<B>30</B> et<B>31</B> est engagé entre ceux-ci.
Ce disque ondulé<B>32</B> est solidaire de l'armature<B>28</B> et il est maintenu latéralement entre les plateaux de serrage<B>10</B> et<B>11</B> par des ressorts<B>33</B> et 34 assurant le rap pel des plateaux<B>10</B> et<B>11.</B> Deux autres ressorts <B>35</B> et<B>36</B> disposés circulairement rappellent le disque ondulé<B>32</B> dans sa position initiale s'il s'est déplacé en rotation par rapport aux pla teaux de serrage<B>10</B> et<B>11.</B> Lorsque le moyeu 4 de la roue du véhicule tourne normalement, l'ensemble constitué par les trois éléments de carter<B>1 '</B> 2 et<B>3,</B> par les plateaux de serrage<B>10</B> et<B>11</B> et par le disque ondulé<B>32</B> avec son ar mature<B>28</B> tourne d'un bloc, les disques de fric tion 14 et<B>19</B> n'étant pas comprimés.
Pour réaliser le freinage et amener le frein de la position représentée sur les fig. <B>1 à</B> 4 et <B>6</B> dans la position représentée sur les fig. <B>5</B> et<B>7,</B> on doit ralentir le mouvement de rotation de l'armature<B>28</B> et du disque ondulé<B>32,</B> la roue du véhicule continuant<B>à</B> tourner; les rampes a<I>et</I><B>b</B> des anneaux<B>30</B> et<B>31</B> auront tendance<B>à</B> se déplacer par rapport aux rampes * et<B>b</B> correspondantes du disque ondulé<B>32</B> et <B>*</B> provoquer ainsi un mouvement axial symé trique des deux plateaux de serrage<B>1.0</B> et<B>Il</B> proportionnel<B>à</B> l'effort de freinage appliqué<B>à</B> l'armature<B>28</B> et<B>à</B> l'inclinaison des rampes a et<B>b</B> (déterminée au préalable).
Le moyen de freinage proprement dit est constitué par un électro-aimant<B>29</B> fixe par rapport<B>à</B> l'essieu<B>26</B> et qui est constitué par un élément magnétique<B>37</B> comportant une en coche<B>38</B> dans laquelle est logée une bobine d'excitation<B>39</B> de l'électro-aimant<B>29.</B> Autour de cet élément magnétique<B>37</B> sont disposés plusieurs sabots de freinage 40 constitués en acier magnétique et munis<B>de</B> bandes de fric tion 43. Ces sabots de freinage 40 sont soli daires en rotation de l'élément magnétique<B>37</B> et des supports 22 et<B>23</B> au moyen de talons d'entraînement 41 situés entre les sabots 40.
Les sabots 40 peuvent se déplacer radialement sous l'influence du flux magnétique se fermant par l'armature<B>28</B> et communiquer<B>à</B> cette der nière un couple de freinage pendant toute la durée de l'excitation de la bobine<B>39.</B>
Ainsi qu'on l'a vu ci-dessus, ce freinage de la rotation de l'armature<B>28</B> a pour effet de déplacer<B>le</B> disque ondulé<B>32</B> par rapport aux deux anneaux<B>30</B> et<B>31</B> pour l'amener de la position représentée sur la fig. <B>6</B> dans la posi tion représentée sur la fig. <B>7,</B> assurant ainsi l'écartement des deux anneaux<B>30</B> et<B>31</B> et, par conséquent, celui des deux plateaux de serrage <B>10</B> et<B>11 ;</B> il en résulte le freinage de la rota tion de la roue du véhicule par suite du frotte ment des surfaces<B>15, 16,</B> 20 et 21 sur les sur faces 12,<B>13, 17</B> et<B>18</B> respectivement.
Lorsque le courant d'excitation de la bo bine<B>39</B> est coupé, des ressorts de rappel 42 ramènent vers le centre les sabots de freinage 40 et libèrent alors l'armature<B>28.</B>
Les éléments<B>1,</B> 2,<B>3</B> du carter ainsi que les plateaux de serrage<B>10</B> et<B>11</B> peuvent être réalisés soit en fonte, soit en un alliage d'alu minium, les faces de frottement 12,<B>13, 17</B> et <B>18</B> étant garnies d'un métal approprié rapporté, par exemple par projection, en vue d'amélio rer les conditions de refroidissement du frein. On a vu d'ailleurs qu'étant donné l'importance des surfaces de frottement assurant<B>le</B> freinage, l'échauffement de ces surfaces est relativement réduit.
On va décrire maintenant une deuxième forme d'exécution comportant deux surfaces<B>de</B> freinage et dans laquelle l'électro-aimant est disposé<B>à</B> la périphérie, en se référant aux fig. <B>8, 9</B> et<B>10.</B>
Dans ses grandes lignes, le frein représenté sur ces trois figures est sensiblement constitué de la même façon que celui représenté sur les fig. <B>1 à 7.</B> Cependant, le carter tournant avec le moyeu 4 (grâce aux goujons<B>5)</B> comporte deux flasques<B>51</B> et<B>52</B> munis d'éléments ma gnétiques<B>53</B> formant armatures qui sont soli daires en rotation des deux flasques.
Les<B>élé-</B> ments magnétiques<B>53</B> coopèrent avec un électro-aimant 54 excité par une bobine<B>55.</B> L'électro-aimant 54 comporte latéralement des rampes semblables<B>à</B> celles représentées sur la fig. <B>6</B> et qui coopèrent avec d'es rampes simi laires ménagées au dos de deux plaques de ser rage<B>56</B> et<B>57</B> munies sur leur autre face d'une garniture de friction<B>58</B> et<B>59.</B> Les deux pla ques de serrage<B>56</B> et<B>57</B> sont empêchées de tourner sur les deux supports<B>60</B> et<B>61</B> grâce aux liaisons<B>à</B> rainures<B>62</B> et<B>63</B> (analogues aux liaisons 24 et<B>25 de</B> la première forme d'exécu tion)<B>;
</B> ces deux supports<B>60</B> et<B>61</B> sont fixés sur l'essieu<B>26</B> et ne peuvent donc pas tourner par rapport<B>à</B> celui-ci.
Lorsqu'on excite la bobine<B>55</B> de l'électro aimant 54, le frein passe<B>de</B> la position repré sentée sur la fig. <B>8 à</B> la position représentée sur la fig. <B>9,</B> les éléments magnétiques<B>53</B> entramés par la rotation du moyeu 4 communiquant un mouvement de rotation<B>à</B> l'électro-aimant 54 qui tend<B>à</B> déplacer latéralement les disques<B>de</B> serrage par l'intermédiaire des rampes préci tées, ce qui a pour effet d'amener les garni tures de friction<B>58</B> et<B>59</B> au contact des flas ques<B>51</B> et<B>52.</B>
Le freinage est assuré par serrage des deux plaques de serrage<B>56</B> et<B>57</B> et par le frottement de l'électro-aimant 54 et de sa garniture 64 sur les éléments magnétiques<B>53</B> (fig. <B>9).</B>
On a prévu des ressorts de rappel sembla bles<B>à</B> ceux de la première forme d'exécution pour rappeler les différents organes<B>à</B> leur po sition de repos représentée sur les fig. <B>8</B> et<B>10</B> lors de la coupure du courant excitant la bo bine<B>55</B> de l'électro-aimant 54.
Dans la deuxième forme d'exécution, on a prévu un dispositif auxiliaire permettant le freinage mécanique (frein de secours ou de parquage). Ce dispositif comprend un -levier<B>65</B> commandé par un câble ou une timonerie per mettant d'assurer la rotation de l'électro-aimant 54 en appuyant sur un talon<B>66.</B>
<B>Il</B> est bien entendu que l'on peut prévoir un tel dispositif de freinage mécanique auxi liaire dans la forme d'exécution des fig. <B>1 à 7,</B> mais on n'a pas représenté ce moyen de frei nage mécanique pour ne pas compliquer ces figures.
Dans une forme d'exécution non représen tée, on a substitué<B>à</B> certaines rampes des, for mes d'exécution précédemment décrites, des supports<B>à</B> galets agissant sur les autres rain- pes et permettant d'assurer l'écartement des disques de freinage.
Dans l'exemple des fig. <B>8 à 10,</B> J'arma- ture <B>53</B> est en plusieurs parties formant des éléments légers facilement attirables individuel lement.
Dans une troisième forme d'exécution (fig. <B>11 à</B> 14) le frein comporte un carter en trois éléments<B>101,</B> 102,<B>103</B> (reliés entre eux par des goujons 104) qui est fixé au moyeu<B>105</B> et<B>à</B> la roue<B>106</B> au moyen des goujons<B>107</B> le moyeu<B>105</B> tourne autour de l'essieu<B>108</B> grâce<B>à</B> des roulements<B>109.</B>
La face interne<B>100</B> de l'élément<B>101</B> co opère avec un plateau de serrage<B>111</B> muni de garnitures de friction 112 fixées par des rivets <B>113.</B>
Le plateau<B>111</B> peut se déplacer axiale- ment mais non tourner avec le moyeu<B>105</B> grâce aux cannelures<B>115</B> qui le rendent soli daire du tambour<B>116</B> fixé par des boulons<B>117</B> au plateau<B>118</B> solidaire<B>de</B> l'essieu<B>108.</B>
L'élément<B>103</B> porte l'armature<B>119</B> qu'il entrame en rotation avec le moyeu<B>105.</B> L'ar mature<B>119</B> coopère avec un électro-aimant 114 constitué par une bobine 120 logée dans un élément magnétique constitué par trois tôles 121, 122 et<B>123</B> solidarisées par des rivets 124 et<B>125</B> en acier. Une garniture<B>126</B> spé cialement traitée est prévue, pour assurer une venue en contact précise<B>de</B> l'armature<B>119</B> et de l'électro-aimant.
L'électro-aimant 114 peut coulisser axialement grâce aux cannelures<B>115</B> coopérant avec les cannelures d'une pièce en tôle<B>127</B> serrée entre les tôles 122 et<B>128,</B> mais son déplacement en rotation par rapport<B>à</B> l'es sieu<B>108</B> est limité<B>;</B> il est rappelé en position par des ressorts<B>129</B> disposés entre des rondel les 129a prenant appui respectivement contre le paquet de tôles<B>127</B> qui est fixe et le paquet de tôles<B>131</B> qui peut tourner d'un angle limité par rapport<B>à</B> la partie fixe du dispositif, des logements<B>130</B> pour lesdits ressorts étant pré vus dans les différents paquets de tôles 121, <B>127</B> et<B>131.</B>
Alors que les rivets<B>125</B> serrent les tôles 121, 122,<B>123, 128</B> et<B>131</B> les unes contre les autres, les rivets 124 serrent la garniture<B>126,</B> la tôle<B>123</B> et une couronne<B>13 -</B> 2 les unes con tre les autres et permettent une bonne répar tition du flux magnétique.
La couronne<B>132</B> porte des rampes<B>133</B> qui coopèrent avec des rampes 134 du plateau Ili.
Le fonctionnement du frein qui vient d'être décrit est le suivant<B>:</B> Au repos (l'électro-aimant n'étant pas ex cité), le frein se trouve dans la position repré sentée sur les fig. <B>11,</B> 12 et<B>13,</B> le moyeu<B>105</B> tournant avec le carter<B>101,</B> 102,<B>103</B> et l'ar mature<B>119</B> autour de l'essieu<B>108</B> qui est fixe avec le plateau<B>111</B> et l'électro-aimant (ce der nier ayant un léger jeu en rotation possible). La crarniture <B>126</B> n'est pas en contact avec l'arma ture<B>119</B> et la garniture 112 n'est pas en con tact avec la surface interne<B>100</B> de l'élément <B>101,</B> étant donné que les rampes<B>133</B> et 134 sont dans la position représentée sur la fig. <B>13.</B>
Lorsqu'on excite progressivement la bobine 120<B>à</B> travers un rhéostat (non représenté), un cicruit magnétique se ferme principalement par l'armature<B>119</B> et les tôles 121 et<B>123.</B> Grâce aux rivets 124 en acier, dans lesquels passe également le flux magnétique, on est assuré d'avoir un contact intime entre la garniture <B>126</B> et l'armature<B>119</B> dont elle doit freiner le mouvement.
L'application de l'électro-aimant 114 con tre l'armature<B>119</B> a pour effet d'entraffier d'abord en rotation d'une valeur limitée l'élec- tro-aimant contre l'action des ressorts<B>129.
Il</B> en résulte un déplacement en rotation de la couronne<B>132</B> et, par conséquent, de ses ram pes<B>133</B> qui arrivent par rapport aux rampes 134 du plateau<B>111</B> dans la position représen tée sur la fig. 14.<B>Il</B> en résulte l'application d'une poussée, dans le sens de la flèche F, du plateau<B>111,</B> ce qui applique la garniture<B>11</B>2 contre la surface interne<B>100</B> de l'élément<B>101.</B> Le frottement de la surface<B>100</B> tournant avec le moyeu<B>105</B> contre la garniture 112 provo que le freinage de la rotation du moyeu<B>105</B> et de la roue<B>106.</B>
Lorsque l'excitation de la bobine 120 cesse, les ressorts<B>129</B> et<B>136</B> rappellent l'élec- tro-aimant <B>11</B>4 et<B>le</B> plateau<B>111</B> dans la posi tion représentée sur les fig. <B>11 à, 13.</B>
Dans le cas de freins puissants, on peut prévoir un disque muni sur ses faces de garni tures de friction, entre la face interne<B>100</B> de l'élément<B>101</B> du carter et la face<B>135</B> du pla teau<B>de</B> serrage<B>111</B> dépourvue alors des gar nitures de friction 112.