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La présente invention se rapporte aux freins à disques, dans lesquels un ou plusieurs disques annulaires supportés par un organe rotatif, comme une roue, sont disposés de façon à être attaqués à friction par des sabots de freins fixes pressés contre leurs faces radiales. La ,présente invention est particulièrement utile dans les freins à disques pour les trains d'atterrissage des avions où de grandes quantités d'énergie doivent être absorbées en un.laps de teps réduit. Le disque suivant la présente invention n'est toutefois pas limité à une belle utilisation mais peut également être utile dans les freins pour véhicules routiers ou dans d'autres machines.
Le frein du type à disque s'est avéré être un frein d'avion très satisfaisant. Comme les vitesses d'atterrissage des avions ont
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augmenté, des quantités d'énergie de plus en plus grandes doivent être absorbées en un laps de temps réduit pendant l'atterrissage de l'avion. Des difficultés sont nées de l'absorption de quantités d'énergie si grandes, à cause de l'échauffement inégal et non linéaire des faces de freinage des disques de freins, provoquant la dilatation inégale des disques et par conséquent, le flambage., le rétrécissement, et le gondolement de la surface du disque.
La'présente invention a pour buts: de surmonter les difficultés précitées et d'autres; d'empêcher le rétrécissement, le flambage et le gondolement de la surface du disque et de procurer un disque qui reste physiquement stable sous une application locale et rapide d'énergie de réduire l'importance des forces agissant sur les dents ou clavettes qui empêchent le disque de tourner par rapport à son support et de produire un changement graduel transcendant dans ces forces, de préférence dans les variations instantanées tendant à détériorer les dents par coups ou chocs;
1 de procurer un disque monobloc dans lequel les tensions excessives dues à l'absorption rapide d'énergie sont réduites ou éliminées par des fentes s'étendant en substance vers les périphéries intérieure ou extérieure du disque et de situer les fentes par rapport aux encoches des dents ou clavettes de manière à réaliser un secteur du disque de stabilité planaire dans lequel la relation entre force de friction composantes de forces agissant sur les dents. et réactions des fentes, soit rendue optimum dans la gamme du déplacement angulaire de l'élément de friction; de procurer un disque de fabrication simple adaptée aux procédés d'usinage habituels et de simplifier la fabrication.
Ces buts et d'autres-encore apparaîtront dans la description et les dessins annexés.
Sur les dessins:
La figure 1 est une vue en plan d'un disque de frein fabriqué suivant la présente invention.
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La figure 2 en est une coupe.
1 désigne un disque de frein monobloc, en fer, acier ou tout autre métal conducteur de la chaleur. Dans la périphérie extérieure du disque sont prévues un certain nombre d'encoches 2 régulièrement espacées, s'adaptant sur des dents ou clavettes d'entraînement portées par la roue ou autre organe rotatif qui doit supporter le disque. Les encoches 2 sont de préférence trapézoïdales ou en queue d'aronde et en nombre impair, pour réduire, en service, une. tendance à créer des vibrations harmoniques. Dans le frein, le disque est libre de flotter axialement le long de l'axe de rotation sur les dents ou clavettes engagées dans les encoches 2.
Pour protéger le disque 1 contre le rétrécissement, le flambage, le gondolement ou autre déformation par absorption locale d'énergie ou échauffement non linéaire, on y ménage des fentes radiales 3 s'étendant vers la périphérie extérieure du disque à partir d'ouvertures rondes 4 percées à travers le disque, et d'autres fentes radiales 5 s'étendant vers la périphérie intérieure du disque à partir d'ouvertures rondes percées à travers le disque.
Quoiqu'on puisse prévoir un nombre et une disposition quelconques de fentes à terminaison intra- et extra-périphériques, il est préférable de prévoir une fente intra-périphérique légèrement en avance, suivant un arc, sur chaque encoche de clavette 2, et une fente extra. périphérique légèrement en avance sur chaque fente 5, les fentes intra- et extra-périphériques étant situées près de chaque encoche de clavette, et la même paire de fentes étant adjacente à l'encoche de clavette la plus proche, délimite un secteur 7 de la plaque ayant une certaine liberté de mouvement par rapport au reste de la plaque, du fait que .les secteurs adjacents sont unis les uns aux autres par une languette de liaison 8, plus ou moins élastique, s'étendant radialement à la plaque 1 entre les fentes 3 et 5.
En même temps, chaque secteur 7 est fixé à une extrémité par une encoche de clavet te engageant sa clavette qui prend le coup dû au freinage*
Les fentes 2 et 5 permettent essentiellement des change-
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ments de circonférence sans tension des secteurs du disque, à cause de la propriété des fentes de se refermer lors de la dilatation du disque et à la flexibilité tangentielle marquée de la languette de liaison 8, ainsi que du fait que la dilatation des languettes de liaison 8 sous l'effet de réchauffement s'effectue dans une direction radialement opposée à la dilation principale des parties adjacentes des secteurs 7.
Le disque de frein suivant la présente intention peut être fabriqué à partir d'une tôle ou plaque de matière appropriée dans laquelle on usine un disque plat à faces parallèles, meule les encoches de clavette et perce et découpe les fentes radiales 3 et 5.
Les fentes peuvent avoir environ 0,75 mm de largeur et sont de préférence perpendiculaires à une face du disque ou parallèles à l'axe du disque. Cependant, pour augmenter le refroidissement du disque, les fentes peuvent être inclinées par rapport à une face du disque ou hélicoïdalement par rapport à l'axe de rotation du disque de manière qu'une circulation forcée d'air de refroidissement puisse être induite à travers le disque.
En ménageant dans le disque les encoches de clavettes 2 à l'extrémité arrière des 'Secteurs ? dans le sens de rotation du disque, on réalise un système général de contrainte en compression qui réduit les déformations plastiques. De plus il est possible ainsi de réduire la grandeur et les variations des forces radiales agissant sur. les clavettes.
.Le disque suivant la présente invention peut être utilisé comme organe d'un frein lorsque l'organe de freinage opposé est soit une surface de freinage continue, soit une pluralité de surfaces de freinage séparées, en nombre correspondant de préférence, à celui des secteurs de disque et disposées symétriquement par rapport à ces secteurs.
Au cas où on utilise une disposition symétrique des garnitures de frein soit en tant que surface continue, soit en tant que pluralité de surfaces de freinage séparées, situées autour des sur-
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faces du disque les réactions radiales sur les clavettes peuvent être réduites à zéro. Il en est ainsi pour une surface continue opposée de garnitures de frein ou pour un certain nombre de garnitures séparées disposées symétriquement et en nombre égal à celui des-secteurs du disque-
La languette 8 est prévue pour développer des réactions radiales en réduisant au minimum les déviations radiales. Ces réactions peuvent être appréciables vu la rigidité radiale marquée de la languette. D'autre part, la languette est flexible tangentiellement et ne peut.développer de réactions tangentielles appréciables.
Par conséquente des variations thermiques tendant à augmenter les dimensions du disque peuvent amener ces variations dimensionnelles sans restriction. Comme aucune contrainte n'est produite, les défor. mations plastiques, le flambage? etc...., ne surviennent pas. Cepen- dant, comme la rigidité radiale demeure, la configuration générale du disque est respectée,, Le résultat est un disque qui peut se comporter comme une structure rigide dans un sens tandis qu'il se révèle être d'une grande flexibilité contrôlée.
@ Quoique certaines réalisations aient été montrées à titre d'exemple dans le but d'illustrer la présente invention de nombreux changements et modifications peuvent y être apportés sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS 1..- Disque de frein caractérisé 'en ce qu'il comprend un élément métallique annulaire plat pratiquement divisé en secteurs par des fentes s'étendant -vers la périphérie extérieure du disque et des fentes , adjacentes aux premier es s'étendant vers la périphé- rie intérieure du disque,, chaque secteur étant pourvu dans sa périphérie extérieure d'aune encoche de clavette servant à fixer le disque sur un organe de support rotatif.
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The present invention relates to disc brakes, in which one or more annular discs supported by a rotating member, such as a wheel, are arranged so as to be frictionally attacked by fixed brake shoes pressed against their radial faces. The present invention is particularly useful in disc brakes for aircraft landing gears where large amounts of energy must be absorbed in reduced teps. The disc according to the present invention is however not limited to good use but can also be useful in brakes for road vehicles or in other machines.
The disc type brake has proven to be a very satisfactory aircraft brake. As aircraft landing speeds have
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increased, increasingly larger amounts of energy must be absorbed in a shorter period of time during the landing of the aircraft. Difficulties have arisen from the absorption of such large amounts of energy, due to the uneven and non-linear heating of the braking faces of the brake discs, causing the discs to expand unevenly and consequently to buckle. shrinkage, and warping of the disc surface.
The present invention aims to: overcome the above and other difficulties; to prevent shrinkage, buckling and buckling of the disc surface and to provide a disc which remains physically stable under local and rapid application of energy to reduce the magnitude of the forces acting on the teeth or keys which prevent the disc to rotate relative to its support and to produce a transcendent gradual change in these forces, preferably in the instantaneous variations tending to deteriorate the teeth by blows or shocks;
1 to provide a one-piece disc in which excessive stresses due to the rapid absorption of energy are reduced or eliminated by slots extending substantially towards the inner or outer peripheries of the disc and to locate the slots relative to the notches of the discs. teeth or keys so as to achieve a sector of the planar stability disc in which the relationship between friction force components of forces acting on the teeth. and slit reactions, is made optimum within the range of angular displacement of the friction member; to provide a simple manufacturing disc suitable for the usual machining processes and to simplify manufacture.
These and other objects will become apparent from the description and the accompanying drawings.
On the drawings:
Figure 1 is a plan view of a brake disc made in accordance with the present invention.
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Figure 2 is a section.
1 designates a one-piece brake disc, made of iron, steel or any other heat-conducting metal. In the outer periphery of the disc are provided a number of regularly spaced notches 2, fitting on the drive teeth or keys carried by the wheel or other rotating member which is to support the disc. The notches 2 are preferably trapezoidal or dovetailed and odd in number, to reduce, in use, one. tendency to create harmonic vibrations. In the brake, the disc is free to float axially along the axis of rotation on the teeth or keys engaged in the notches 2.
To protect the disc 1 against shrinkage, buckling, buckling or other deformation by local energy absorption or non-linear heating, there are provided radial slots 3 extending towards the outer periphery of the disc from round openings 4 drilled through the disc, and further radial slots 5 extending to the inner periphery of the disc from round openings drilled through the disc.
Although any number and arrangement of intra- and extra-peripheral terminated slots can be provided, it is preferable to provide an intra-peripheral slot slightly ahead, in an arc, on each key slot 2, and a slot extra. peripheral slightly ahead of each slot 5, the intra- and extra-peripheral slots being located near each keyway notch, and the same pair of slots being adjacent to the nearest keyway notch, delimits a sector 7 of the keyway. plate having a certain freedom of movement with respect to the rest of the plate, due to the fact that the adjacent sectors are joined to each other by a connecting tab 8, more or less elastic, extending radially to the plate 1 between the slots 3 and 5.
At the same time, each sector 7 is fixed at one end by a key notch engaging you its key which takes the blow due to braking *
Slots 2 and 5 essentially allow changing
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circumference elements without tension of the sectors of the disc, because of the property of the slots to close again during the expansion of the disc and the marked tangential flexibility of the connecting tab 8, as well as the fact that the expansion of the connecting tabs 8 under the effect of heating takes place in a direction radially opposite to the main expansion of the adjacent parts of the sectors 7.
The brake disc according to the present intention can be made from a sheet or plate of suitable material from which a flat disc with parallel faces is machined, the keyways are grinded and the radial slots 3 and 5 are drilled and cut.
The slits can be about 0.75mm wide and are preferably perpendicular to a face of the disc or parallel to the axis of the disc. However, to increase the cooling of the disc, the slots may be inclined relative to a face of the disc or helically with respect to the axis of rotation of the disc so that a forced circulation of cooling air can be induced through. the disc.
By leaving the key notches 2 in the disc at the rear end of the 'Sectors? in the direction of rotation of the disc, a general compressive stress system is produced which reduces plastic deformations. In addition it is thus possible to reduce the magnitude and the variations of the radial forces acting on. the keys.
The disc according to the present invention can be used as a member of a brake when the opposing braking member is either a continuous braking surface or a plurality of separate braking surfaces, preferably in number corresponding to that of the sectors. disk and arranged symmetrically with respect to these sectors.
In the event that a symmetrical arrangement of the brake linings is used either as a continuous surface or as a plurality of separate brake surfaces, located around the pads
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disc faces the radial reactions on the keys can be reduced to zero. This is the case for an opposite continuous surface of brake linings or for a certain number of separate linings arranged symmetrically and in a number equal to that of the-sectors of the disc-
The tongue 8 is intended to develop radial reactions while minimizing radial deviations. These reactions can be appreciable given the marked radial rigidity of the tongue. On the other hand, the tongue is tangentially flexible and cannot develop appreciable tangential reactions.
Consequently, thermal variations tending to increase the dimensions of the disc can bring about these dimensional variations without restriction. As no stress is produced, defor. plastic mations, buckling? etc ...., do not occur. However, since the radial stiffness remains, the general configuration of the disc is respected. The result is a disc which can behave like a rigid structure in one direction while it appears to be of great controlled flexibility.
@ Although some embodiments have been shown by way of example with the aim of illustrating the present invention, numerous changes and modifications can be made to it without departing from its scope.
CLAIMS 1 ..- Brake disc characterized 'in that it comprises a flat annular metal element substantially divided into sectors by slots extending-towards the outer periphery of the disc and slots, adjacent to the first ones extending towards the inner periphery of the disc, each sector being provided in its outer periphery with a key notch for securing the disc to a rotatable support member.
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