Disque de frein et procédé de fabrication de ce disque La présente invention comprend un disque de frein à disque du type dans lequel le disque est relié opérativement à une roue, à un axe ou à une autre partie en rotation dans le but de retarder cette rota tion, le disque pouvant glisser axialement pour entrer en relation avec ladite partie.
Les freins de ce type appartiennent à deux clas ses principales. D'une part, les freins à zone dans lesquels les moyens pour retarder la rotation du dis que comprennent une ou plusieurs garnitures de frottement, en forme de segment par exemple, qui sont agencées pour engager une faible partie seule ment des faces radiales du disque. D'autre part, les freins dans lesquels un anneau formé d'une garni ture ou de plusieurs garnitures en forme de segment, par exemple, engage les faces radiales du disque sur toute la circonférence du disque. Le disque que comprend l'invention concerne particulièrement un frein de cette dernière classe.
Lors du fonctionnement des freins à disques, une forte chaleur est produite par le frottement entre le disque en rotation et les garnitures de frottement associés pendant le contact destiné à absorber le couple, et cette chaleur est suffisamment intense pour voiler le disque tournant et lui donner une forme concave ou convexe, ou pour produire des ondula tions et d'autres irrégularités sur ses faces radiales. Ces déformations présentent toutes un effet très dés avantageux sur l'efficacité du frein et doivent être évitées.
On a proposé de former le disque d'un tel frein d'une série de segments joints et reliés les uns aux autres le long de leurs bords radiaux de manière à ne pouvoir se déplacer que d'une valeur limitée l'un par rapport à l'autre, et de monter le disque, ainsi formé de multiples parties, de manière qu'il soit entraîné par la partie en rotation.
Cependant, les disques connus de cette construction sont soumis à des forces centrifuges qui tendent à déjeter les seg ments radialement vers l'extérieur de la roue, de l'axe ou d'une autre partie tournante, et d'augmenter la circonférence périphérique du disque d'une valeur telle qu'une tolérance doit être prévue pour cette augmentation de dimension dans le dessin initial du frein pour permettre son montage dans l'espace dis ponible à l'intérieur de la roue.
Quand le disque est susceptible de glisser axialement sur des clavettes engageant sa périphérie externe, l'augmentation de diamètre produite par la force centrifuge est parti- culièrement désavantageuse parce que le disque tend à gripper sur lesdites clavettes, ce qui rend plus diffi cile la mise en action du frein.
Le disque que comprend l'invention vise à sur monter les désavantages indiqués ci-dessus. Il est caractérisé par des segments métalliques mutuelle ment associés pour former un disque annulaire, des moyens à la périphérie du disque permettant à ce dernier de glisser axialement relativement à une par tie rotative d'un mécanisme à freiner et d'être en traîné par ladite partie, lesdits segments étant reliés entre eux par des chevilles dont les extrémités oppo sées sont logées dans des trous coopérants formés dans les bords radiaux avoisinants des segments adja cents, ces trous étant disposés sensiblement à mi- distance des surfaces planes du disque et parallèle ment à ces surfaces,
au moins un trou de chaque bord radial formant un angle non droit avec ledit bord. L'invention comprend en outre un procédé de fabrication de ce disque.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme et des variantes d'exécution du disque que comprend l'invention.
La fi-. 1 est une élévation, partiellement en coupe, d'une partie de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe selon 2-2 de la fig. 1. Les fig. 3 à 6 montrent des variantes. Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 1 et 2, le disque 1 comprend huit segments métalliques 2 identiques, chacun étant un segment annulaire de la largeur radiale normale du disque. A la jonction 3 de chaque bord radial 4 de chaque segment 2 avec sa surface périphérique extérieure 5, un évidement 6 est formé et destiné à s'engager avec une clavette 7 formée dans l'évidement, destiné à recevoir le frein, de la roue associée audit frein.
Cet évidement 6 a une dimension telle que, lorsque les segments 2 adjacents sont assemblés, les évidements 6 sur les bords adjacents forment ensemble des évidements permettant aux segments de glisser librement sur les clavettes 7. Ainsi, quand le disque est assemblé comme nous le verrons plus loin, ce disque 1 peut être associé à une rôtie ou autre partie rotative de manière à être mis en rotation par elle, mais il est libre de glisser axialement sur les clavettes 7 pendant l'application ou la libération du frein.
Le bord radial périphérique interne 8 de chaque segment 6 est con cave, la concavité étant telle que-, lorsque les bords radiaux 4 des segments sont rapprochés les uns des autres, les bords périphériques internes 8 forment ensemble un cercle qui constitue la périphérie interne du disque annulaire 1.
Dans chaque bord radial 4 de chaque segment 2 sont percés deux trous 9, 10, radialement espacés, les trous 9 radialement les plus intérieurs étant per cés pratiquement perpendiculairement à chaque bord radial 4 des segments 2 et passant dans la masse du segment pratiquement à mi-distance entre les sur faces planes opposées 11 du segment 2 et parallèle ment à ces surfaces (fig. 2).
Les trous 10 radialement les plus extérieurs dans chaque paire de bords radiaux adjacents 4 de deux segments adjacents 2 forment un angle avec lesdits bords radiaux qui est sensiblement différent d'un angle droit. Le trou 10a dans un bord radial 4 est dirigé d'une manière générale vers le bord périphé rique interne 8 du segment 2, et le trou 10b dans le bord radial adjacent 4 est dirigé d'une manière géné rale vers l'extérieur et débouche dans le bord péri phérique extérieur 5 du segment.
Quand les segments 2 adjacents sont rapprochés les uns des autres, les trous 9 les plus intérieurs dans chaque bord radial 4 de butée forment un passage rectiligne continu dis posé à angle droit par rapport aux bords radiaux 4 de butée, et les trous 10 les plus extérieurs forment un autre passage rectiligne s'étendant à travers le bord périphérique externe 5 d'un segment 2 et pas sant dans le segment 2 adjacent en faisant un angle non droit avec les bords radiaux 4 de butée.
Pour assembler les segments 2 afin de former le disque 1 complet, les segments percés sont disposés selon un cercle dont la périphérie est supérieure à celle du cercle 1 assemblé, et les bords radiaux 4 adjacents des segments 2 individuels sont ainsi lar gement séparés.
Une série de chevilles métalliques rectilignes 12 sont engagées dans la moitié des trous correspon dants 9 et les segments 2 sont pressés radialement vers l'intérieur jusqu'à ce que les bords radiaux des segments soient voisins les uns des autres. Les che villes 12 ont alors pénétré dans les autres trous 9 pendant ce déplacement des segments. Une autre cheville 13 est alors placée dans chaque trou 10b des segments 2 adjacents, par l'embouchure du trou dans le bord périphérique externe 5, et les chevilles 13 sont maintenues dans ces trous par rivetage, par exemple, ou par fermeture des embouchures desdits trous.
On préfère due les bords radiaux vies segments ne soient pas en contact, mais qu'il subsiste un petit espace 14 s'étendant radialement entre chaque paire de segments pour permettre une expansion des seg ments 2 selon la circonférence sous l'action de la chaleur développée lors du freinage. La présence d-2 l'espace 14 diminue fortement la distorsion du disque assemblé et permet son expansion thermique selon la circonférence.
Les chevilles 12 et 13 logées dans leurs trous respectifs empêchent dans une grande mesure l'ac croissement périphérique du disque 1 sous l'action des forces centrifuges. La cheville 13 radialement la plus extérieure dans chaque paire de bords radiaux 4 coopérants agit comme un verrou contre un tel ac croissement périphérique, tout en assurant une flexi bilité axiale suffisante pour permettre au disque 1 de s'adapter lui-même aux défauts d'alignement temporaires des diverses parties du frein lors du fonc tionnement.
Dans les variantes représentées aux fig. 3 à 5, les segments 2 sont semblables à ceux décrits dans la première forme d'exécution et en nombre égal. Chaque segment présente l'évidement périphérique 6 pour s'engager avec la clavette 7 formée dans l"évi- dement d'une roue de véhicule réservé ait frein.
Des trous 15 et 16 sont percés dans chaque bord radial 4 de chaque segment 2, à mi-distance entre les surfaces planes opposées du segment et parallèle ment à ces surfaces, ces trous étant percés sur une certaine profondeur et formant un angle non droit avec le bord radial 4, de sorte que leur direction générale est inclinée vers le bord périphérique inté rieur 8 ou extérieur 5 du segment 2. Plusieurs trous 15, 16 pourraient être percés dans chaque bord radial 4, et ils pourraient être tous dirigés selon le même angle par rapport au bord 4, ou certains pour- raient être percés dans une direction angulaire oppo sée à celle des autres.
Les trous 15 ou 16 dans les bords radiaux adjacents 4 de segments 2 sont dispo sés de manière à coopérer quand les segments sont amenés côte à côte, et chaque paire coopérante de trous 15, 16 présente une direction angulaire telle que, lorsque les segments 2 sont rapprochés, chaque paire de trous 15, 16 définit un V qui peut être en position normale ou inversée, selon la direction angulaire des trous.
En assemblant les segments 2 pour former le dis que 1 complet, les segments 2 sont disposés selon un cercle de plus grand diamètre que celui du disque 1 final, les bords radiaux adjacents 4 étant séparés, comme on l'a décrit pour la forme d'exécution pré cédente.
Plusieurs chevilles métalliques rectilignes 17, d'un diamètre quelque peu inférieur à celui des trous 15, 16 dans les bords 4 des segments, sont disposées chacune dans l'embouchure d'un des trous coopé rants 15, 16 dans les segments adjacents, et tous les segments 2 sont alors simultanément pressés radia- lement vers l'intérieur en direction du centre du dis que 1 jusqu'à ce que leurs bords radiaux 4 adjacents butent pratiquement les uns contre les autres.
Quand les segments 2 sont ainsi pressés, les che villes 17 sont forcées dans les trous 15, 16 respectifs et sont déformées en forme de V, verrouillant ainsi ensemble les segments 2 adjacents, ces derniers ne pouvant plus être séparés mécaniquement ou par des forces centrifuges, sauf si l'on déforme les chevilles 17 pour leur redonner leur forme initiale.
Les paires de trous coopérants dans les bords radiaux adjacents des segments ne sont pas néces sairement dirigées dans le même sens. Quand deux ou plus de deux paires de trous 15, 16 sont percées, au moins une paire peut former un V normal et une autre paire un V inversé (fig. 3).
Dans une autre variante représentée à la fig. 6, une cheville rectiligne 12 est combinée avec une che ville 17 déformée en V. Les trous 16, dans ce cas, peuvent être dirigés soit vers la périphérie intérieure, soit vers la phériphérie extérieure du disque 1, et les chevilles rectilignes 12 peuvent être disposées radialement vers l'intérieur ou vers l'extérieur par rapport aux chevilles 17.
Dans le disque décrit, par le fait que les chevil les sont montées librement dans les trous, il existe un certain jeu axial entre les segments adjacents dans le disque complet, ce jeu assurant une flexibilité favorable dans le disque qui lui permet de suivre les garnitures de frottement malgré des défauts d'ali gnement mineurs des diverses parties du frein, comme cela peut se produire dans les conditions normales de fonctionnement. La disposition des trous et des chevilles, toutefois, permet au disque de résister fermement aux forces centrifuges, et les segments ne peuvent être projetés radialement vers l'extérieur et augmenter le diamètre du disque que s'il se pro duit une déformation mécanique des chevilles de ver rouillage.
Celles-ci sont d'une dimension et d'une résistance suffisantes pour résister aux forces qui peuvent être créées par l'application du frein.
Le disque que comprend l'invention pourrait être: entraîné aussi par sa périphérie intérieure et glisser axialement sur un axe, un moyeu, ou sur un arbre de transmission.
Brake Disc and Method for Making This Disc The present invention comprises a disc brake disc of the type in which the disc is operatively connected to a wheel, axle or other rotating part for the purpose of retarding this rotation. tion, the disc being able to slide axially to enter into relation with said part.
The brakes of this type belong to two main classes. On the one hand, the zone brakes in which the means for delaying the rotation of the disk comprise one or more friction linings, in the form of a segment for example, which are arranged to engage only a small part of the radial faces of the disk . On the other hand, the brakes in which a ring formed by a lining or several linings in the form of a segment, for example, engages the radial faces of the disc over the entire circumference of the disc. The disc which the invention comprises particularly relates to a brake of the latter class.
In the operation of disc brakes, a strong heat is produced by the friction between the rotating disc and the associated friction linings during the contact intended to absorb the torque, and this heat is intense enough to warp the rotating disc and give it concave or convex shape, or to produce undulations and other irregularities on its radial faces. These deformations all have a very disadvantageous effect on the efficiency of the brake and must be avoided.
It has been proposed to form the disc of such a brake from a series of segments joined and connected to each other along their radial edges so as to be able to move only by a limited value relative to one another. the other, and to mount the disc, thus formed of multiple parts, so that it is driven by the rotating part.
However, known discs of this construction are subjected to centrifugal forces which tend to bend the segments radially outward from the wheel, axle or other rotating part, and to increase the peripheral circumference of the wheel. disc of a value such that a tolerance must be provided for this increase in dimension in the initial drawing of the brake to allow its mounting in the space available inside the wheel.
When the disc is capable of sliding axially on keys engaging its outer periphery, the increase in diameter produced by the centrifugal force is particularly disadvantageous because the disc tends to seize on said keys, which makes it more difficult to put on. when the brake is applied.
The disc that the invention comprises aims to overcome the disadvantages indicated above. It is characterized by metal segments mutually associated to form an annular disc, means at the periphery of the disc allowing the latter to slide axially relative to a rotating part of a mechanism to be braked and to be dragged by said disc. part, said segments being interconnected by pegs, the opposite ends of which are housed in cooperating holes formed in the neighboring radial edges of the adjacent segments, these holes being disposed substantially at mid-distance from the plane surfaces of the disc and parallel to to these surfaces,
at least one hole in each radial edge forming a non-right angle with said edge. The invention further comprises a method of manufacturing this disc.
The drawing represents, by way of example, a form and variants of execution of the disc which the invention comprises.
The fi-. 1 is an elevation, partially in section, of part of this embodiment.
Fig. 2 is a section on 2-2 of FIG. 1. Figs. 3 to 6 show variants. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the disc 1 comprises eight identical metal segments 2, each being an annular segment of the normal radial width of the disc. At the junction 3 of each radial edge 4 of each segment 2 with its outer peripheral surface 5, a recess 6 is formed and intended to engage with a key 7 formed in the recess, intended to receive the brake, of the wheel associated with said brake.
This recess 6 has a dimension such that, when the adjacent segments 2 are assembled, the recesses 6 on the adjacent edges together form recesses allowing the segments to slide freely on the keys 7. Thus, when the disc is assembled as we will see it further on, this disc 1 can be associated with a roast or other rotating part so as to be rotated by it, but it is free to slide axially on the keys 7 during application or release of the brake.
The internal peripheral radial edge 8 of each segment 6 is concave, the concavity being such that when the radial edges 4 of the segments are brought together, the internal peripheral edges 8 together form a circle which constitutes the internal periphery of the segment. annular disc 1.
In each radial edge 4 of each segment 2 are drilled two holes 9, 10, radially spaced apart, the radially innermost holes 9 being drilled practically perpendicular to each radial edge 4 of the segments 2 and passing through the mass of the segment practically at mid-point. -distance between the on opposite flat faces 11 of segment 2 and parallel to these surfaces (fig. 2).
The radially outermost holes 10 in each pair of adjacent radial edges 4 of two adjacent segments 2 form an angle with said radial edges which is substantially different from a right angle. The hole 10a in a radial edge 4 is directed generally towards the inner peripheral edge 8 of the segment 2, and the hole 10b in the adjacent radial edge 4 is directed generally outwards and opens out. in the outer peripheral edge 5 of the segment.
When the adjacent segments 2 are brought closer to each other, the innermost holes 9 in each radial stop edge 4 form a continuous rectilinear passage arranged at right angles to the radial stop edges 4, and the holes 10 most exterior forms a further rectilinear passage extending through the outer peripheral edge 5 of a segment 2 and not santing into the adjacent segment 2 at a non-right angle with the radial abutment edges 4.
To assemble the segments 2 to form the complete disc 1, the drilled segments are arranged in a circle the periphery of which is greater than that of the assembled circle 1, and the adjacent radial edges 4 of the individual segments 2 are thus widely separated.
A series of straight metal pegs 12 are engaged in half of the corresponding holes 9 and the segments 2 are pressed radially inward until the radial edges of the segments are adjacent to each other. The che towns 12 then entered the other holes 9 during this movement of the segments. Another peg 13 is then placed in each hole 10b of the adjacent segments 2, through the mouth of the hole in the outer peripheral edge 5, and the pegs 13 are held in these holes by riveting, for example, or by closing the mouths of said holes.
It is preferred that the radial edges of the segments are not in contact, but that there remains a small space 14 extending radially between each pair of segments to allow expansion of the segments 2 along the circumference under the action of heat. developed during braking. The presence of the space 14 greatly reduces the distortion of the assembled disc and allows its thermal expansion along the circumference.
The pins 12 and 13 housed in their respective holes prevent to a great extent the peripheral growth of the disc 1 under the action of centrifugal forces. The radially outermost peg 13 in each pair of cooperating radial edges 4 acts as a lock against such peripheral growth, while providing sufficient axial flexibility to allow the disc 1 to adapt itself to the defects of. temporary alignment of the various parts of the brake during operation.
In the variants shown in FIGS. 3 to 5, the segments 2 are similar to those described in the first embodiment and in equal number. Each segment has the peripheral recess 6 to engage with the key 7 formed in the recess of a vehicle wheel reserved for the brake.
Holes 15 and 16 are drilled in each radial edge 4 of each segment 2, midway between the opposite flat surfaces of the segment and parallel to these surfaces, these holes being drilled to a certain depth and forming a non-right angle with the radial edge 4, so that their general direction is inclined towards the inner peripheral edge 8 or outer 5 of the segment 2. Several holes 15, 16 could be drilled in each radial edge 4, and they could all be directed along the same angle with respect to edge 4, or some could be drilled in an angular direction opposite to that of the others.
The holes 15 or 16 in the adjacent radial edges 4 of segments 2 are arranged so as to cooperate when the segments are brought side by side, and each cooperating pair of holes 15, 16 has an angular direction such that when the segments 2 are brought together, each pair of holes 15, 16 defines a V which can be in the normal or inverted position, depending on the angular direction of the holes.
By assembling the segments 2 to form the complete say 1, the segments 2 are arranged in a circle of larger diameter than that of the final disc 1, the adjacent radial edges 4 being separated, as described for the shape d previous execution.
Several rectilinear metal plugs 17, with a diameter somewhat smaller than that of the holes 15, 16 in the edges 4 of the segments, are each arranged in the mouth of one of the cooperating holes 15, 16 in the adjacent segments, and all of the segments 2 are then simultaneously pressed radially inwardly towards the center of the disc 1 until their adjacent radial edges 4 substantially abut one another.
When the segments 2 are thus pressed, the cheeks 17 are forced into the respective holes 15, 16 and are deformed into a V-shape, thus locking together the adjacent segments 2, the latter no longer being able to be separated mechanically or by centrifugal forces. , except if the ankles 17 are deformed to restore them to their initial shape.
The pairs of cooperating holes in the adjacent radial edges of the segments are not necessarily directed in the same direction. When two or more pairs of holes 15, 16 are drilled, at least one pair can form a normal V and another pair an inverted V (Fig. 3).
In another variant shown in FIG. 6, a rectilinear peg 12 is combined with a city plug 17 deformed in V. The holes 16, in this case, can be directed either towards the inner periphery or towards the outer periphery of the disc 1, and the rectilinear pegs 12 can be arranged radially inward or outward with respect to the pegs 17.
In the disc described, by the fact that the pegs are mounted freely in the holes, there is a certain axial play between the adjacent segments in the complete disc, this play ensuring a favorable flexibility in the disc which allows it to follow the linings. friction despite minor misalignments of the various parts of the brake, as may occur under normal operating conditions. The arrangement of the holes and plugs, however, allows the disc to withstand centrifugal forces firmly, and the segments can only project radially outward and increase the diameter of the disc if mechanical deformation of the plugs occurs. rusting worm.
These are of sufficient size and strength to withstand the forces which may be created by the application of the brake.
The disc that the invention comprises could be: also driven by its inner periphery and slide axially on an axis, a hub, or on a transmission shaft.