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.