FR2706957A1

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Publication number: FR2706957A1
Application number: FR9308020A
Authority: FR
Original assignee: PAU JEAN LOUIS
Current assignee: PAU JEAN LOUIS
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 1994-12-30
Anticipated expiration: 2013-06-24
Also published as: FR2706957B1; WO1995000768A1

Abstract

La présente invention a pour objet des dispositifs de freinage et d'accouplement à surfaces de friction tronconiques. Elle est constituée par des organes de freinage ou d'accouplement comportant au moins deux couples de surfaces de friction symétriques tronconiques (1, 5), agencées de manière à entraîner un effet d'autoblocage lorsque lesdites surfaces de friction entrent en contact. Il peuvent convenir à tous les mécanismes ou machines nécessitant des dispositifs de freinage ou d'embrayage, mais sont en tout premier lieu destinés à l'équipement des véhicules routiers tels que motocyclettes, voitures, camions cars, ou autres tels que chemins de fer ou avions.The present invention relates to braking and coupling devices with frustoconical friction surfaces. It consists of braking or coupling members comprising at least two pairs of frustoconical symmetrical friction surfaces (1, 5), arranged so as to cause a self-locking effect when said friction surfaces come into contact. They may be suitable for all mechanisms or machines requiring braking or clutch devices, but are primarily intended for the equipment of road vehicles such as motorcycles, cars, truck coaches, or others such as railways or planes.

Description

DISPOSITIFS DE FREINAGE ET D'ACCOUPLEMENT
A SURFACES DE FRICTION TRONCONIQUES
La présente invention a pour objet des dispositifs de freinage et d'accouplement à surfaces de friction tronconiques.BRAKING AND COUPLING DEVICES
A TRUNCONIC FRICTION SURFACES
The present invention relates to braking and coupling devices with frustoconical friction surfaces.

Il peuvent convenir à tous les mécanismes ou machines nécessitant des dispositifs de freinage ou d'embrayage, mais sont en tout premier lieu destinés à l'équipement des véhicules routiers tels que motocyclettes, voitures, camions cars, ou autres tels que chemins de fer ou avions. It may be suitable for all mechanisms or machines requiring braking or clutch devices, but are primarily intended for the equipment of road vehicles such as motorcycles, cars, trucks, cars or other such as railways or aircraft.

Dans le domaine des transmissions mécaniques, un progrès décisif a été accompli lorsque les courroies plates, associées avec des poulies à surface cylindrique, ont été remplacées par des courroies trapézoïdales et des roues à gorges permettant d'obtenir une efficacité très supérieure et un rendement meilleur avec un encombrement plus faible. In the field of mechanical transmissions, a breakthrough has been achieved when flat belts, associated with cylindrical surface pulleys, have been replaced by V-belts and grooved wheels to achieve much higher efficiency and better efficiency. with a smaller footprint.

C'est cette constatation qui a amené l'inventeur à concevoir le principe des dispositifs décrits dans la présente demande.It is this observation which led the inventor to conceive the principle of the devices described in the present application.

A l'heure actuelle, les freins ou embrayages comportent généralement des surfaces de friction planes ou cylindriques nécessitant, pour être efficaces, des efforts de pression très importants, ce qui entraîne une durée de vie réduite des éléments d'usure (plaquettes de freins ou disques d'embrayage), et peut aller jusqu'à provoquer des déformations causant des vibrations très gênantes pour les utilisateurs. At present, the brakes or clutches generally comprise flat or cylindrical friction surfaces requiring, in order to be effective, very high pressure forces, which leads to a reduced service life of the wear elements (brake pads or clutch disks), and can go as far as causing deformations causing very annoying vibrations for the users.

La présente invention supprime tous ces inconvenients. En effet, elle permet de réaliser des dispositifs d'accouplement ou de freinage dont l'efficacité et la durée de vie sont sensiblement supérieures à celles des systèmes actuels, tout en demandant énergie plus faible que ces derniers. En outre le concept utilisé permet de diminuer notablement la perte d'adhérence par échauffement. The present invention removes all these drawbacks. Indeed, it allows for coupling or braking devices whose efficiency and life are significantly higher than those of current systems, while asking for lower energy than the latter. In addition, the concept used significantly reduces the loss of adhesion by heating.

Elle est constituée par des organes de freinage ou d'accouplement comportant au moins deux couples de surfaces de friction symétriques tronconiques, agencées de manière à entraîner un effet d'autoblocage lorsque lesdites surfaces de friction entrent en contact. It consists of braking or coupling members comprising at least two pairs of frustoconical symmetrical friction surfaces, arranged to cause a self-locking effect when said friction surfaces come into contact.

Sur les dessins schématiques annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs de formes de réalisation de l'objet de l'invention:
la figure 1 représente un frein 'a tambour" vu de côté,
la figure 2 est une coupe partielle agrandie suivant les flèches A-A de la figure précédente,
la figure 3 montre de profil un disque de frein conforme à l'invention,
la figure 4 est une coupe perpendiculaire à l'axe de rotation, suivant les flèches B-B de la figure 3
et la figure 5 représente en coupe axiale un embrayage à surfaces de friction tronconiques.In the accompanying diagrammatic drawings, given as non-limiting examples of embodiments of the subject of the invention:
FIG. 1 represents a drum brake seen from the side,
FIG. 2 is an enlarged partial section along the arrows AA in the previous figure,
FIG. 3 is a profile view of a brake disc according to the invention,
FIG. 4 is a section perpendicular to the axis of rotation, along the arrows BB of FIG.
and Figure 5 shows in axial section a clutch with frustoconical friction surfaces.

Les dispositifs d'embrayage ou de freinage, en particulier dans le domaine des véhicules routiers, sont constitués pour l'essentiel de deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre, dont l'un au moins est rotatif, et comportant chacun une ou plusieurs surfaces pouvant entrer en contact avec une ou plusieurs surface correspondantes de l'autre élément, ou au contraire s'écarter d'elles, la ou les surfaces de l'un des éléments (mâchoire de frein ou disque d'embrayage) portant en général une garniture d'usure 1, 11, remplaçable ou non. Clutch or braking devices, in particular in the field of road vehicles, consist essentially of two movable elements relative to each other, at least one of which is rotatable, and each comprising one or more surfaces which can contact one or more corresponding surfaces of the other element, or rather deviate from them, the surface or surfaces of one of the elements (brake shoe or clutch disc) generally carrying a wear lining 1, 11, replaceable or not.

L'invention est applicable aussi bien aux freins à tambour (figures 1 et 2), qu'aux freins à disque (figures 3 et 4) ou aux embrayages (figure 5). The invention is applicable to both drum brakes (Figures 1 and 2), disc brakes (Figures 3 and 4) or clutches (Figure 5).

Sur les figures 1 et 2 on peut voir un frein à tambour selon l'invention constitué du tambour 2 proprement dit, solidaire de la roue, et de mâchoires 3 articulées pouvant s'écarter l'une de l'autre grâce à un piston 4, de manière à venir s'appliquer sur la partie interne du tambour dans le but de le ralentir ou de le stopper par frottement. FIGS. 1 and 2 show a drum brake according to the invention consisting of the drum 2 proper, integral with the wheel, and articulated jaws 3 which can be separated from one another by means of a piston 4 , so as to come to apply on the inner part of the drum in order to slow it down or to stop it by friction.

La face périphérique interne du tambour 2 est pourvue de deux surfaces de friction 5 tronconiques se faisant face, symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation, formant une gorge annulaire de section trapézoïdale. The inner peripheral face of the drum 2 is provided with two frustoconical friction surfaces 5 facing each other, symmetrical with respect to a plane perpendicular to the axis of rotation, forming an annular groove of trapezoidal section.

Les mâchoires 3 comportent deux garnitures d'usure 1 de préférence remplaçables, dont les surfaces externes sont également tronconiques de manière à s'appliquer sur les surfaces de friction 5 du tambour lorsque lesdites mâchoires sont écartées par le piston 4. The jaws 3 comprise two preferably replaceable wear liners 1 whose external surfaces are also frustoconical so as to be applied on the friction surfaces 5 of the drum when said jaws are spaced apart by the piston 4.

Une fois les garnitures d'usure 1 en contact avec les surfaces de friction, les mâchoires subissent, en raison du frottement, un couple tendant à les écarter d'avantage, ce qui produit un effet d'autoblocage diminuant ainsi la pression à appliquer sur le piston 4. Once the wear lining 1 comes into contact with the friction surfaces, the jaws undergo, due to friction, a torque tending to separate them further, which produces a self-locking effect thus reducing the pressure to be applied to the piston 4.

En outre, il est évident que pour un tambour de même dimension, les surfaces en contact seront plus importantes que dans le cas d'un tambour classique cylindrique, ce qui améliore sensiblement l'efficacité du dispositif. In addition, it is obvious that for a drum of the same size, the contacting surfaces will be greater than in the case of a conventional cylindrical drum, which significantly improves the efficiency of the device.

Le principe est exactement le même pour le frein à disque (figures 3 et 4). Le disque est en fait constitué d'une roue 7 à gorge trapézoïdale périphérique externe formée également de surfaces de friction 5 tronconiques symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation. La mâchoire 3 est semblable à celle du frein à tambour, l'application de ses garnitures d'usure 1 sur les surfaces tronconiques étant également obtenue au moyen d'un piston 4. Elle pourra avantageusement être oscillante autour d'un pivot fixe 8, ce qui, par rapport aux freins à disque habituels, simplifie sa fabrication et augmente nettement sa fiabilité. The principle is exactly the same for the disc brake (Figures 3 and 4). The disk is in fact constituted by a wheel 7 with an external peripheral trapezoidal groove also formed of frustoconical friction surfaces 5 symmetrical with respect to a plane perpendicular to the axis of rotation. The jaw 3 is similar to that of the drum brake, the application of its wear linings 1 on the frustoconical surfaces being also obtained by means of a piston 4. It can advantageously be oscillating around a fixed pivot 8, which, compared to conventional disc brakes, simplifies its manufacture and significantly increases its reliability.

On peut envisager de monter plusieurs mâchoires 3 sur une même roue. We can consider mounting several jaws 3 on the same wheel.

Dans le cas de l'embrayage (figure 5), une gorge trapézoïdale annulaire interne sera formée par les deux éléments 9, 9' du volant moteur. Le disque 10 comportera des garnitures d'usure annulaires 11 tronconiques s'adaptant sur les surfaces de friction 5 formant les côtés de la gorge trapézoïdale. Dans le cas particulier, l'intérêt principal du système réside dans le fait qu'il est auto-centreur, ce qui diminue fortement les risques de "broutage". In the case of the clutch (Figure 5), an internal annular trapezoidal groove will be formed by the two elements 9, 9 'of the flywheel. The disc 10 will comprise frustoconical annular wear pads 11 fitting on the friction surfaces 5 forming the sides of the trapezoidal groove. In the particular case, the main interest of the system lies in the fact that it is self-centering, which greatly reduces the risk of "chatter".

Les gorges trapézoïdales formées par les surfaces de friction tronconiques peuvent être multiples sur un tambour ou un disque de frein unique, permettant ainsi de diminuer le diamètre du frein et donc son encombrement, ce qui peut faciliter la conception de certaines réalisations. The trapezoidal grooves formed by the frustoconical friction surfaces can be multiple on a drum or a single brake disc, thereby reducing the diameter of the brake and therefore its size, which can facilitate the design of some achievements.

De même un embrayage selon l'invention peut comporter plusieurs disques et plusieurs gorges trapézoïdales. Similarly a clutch according to the invention may comprise several disks and several trapezoidal grooves.

L'efficacité des dispositifs décrits ciavant peut être accrue par rainurage et/ou perçage des surfaces de friction dans le but d'améliorer respectivement l'adhérence et le refroidissement. The efficiency of the devices described above can be increased by grooving and / or drilling the friction surfaces in order to improve adhesion and cooling respectively.

Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des équipements similaires. The positioning of the various constituent elements gives the object of the invention a maximum of useful effects that had not been obtained so far by similar equipment.

Claims

REVENDICATIONS

10. Dispositifs de freinage et d'accouplement à surfaces de friction tronconiques, destinés en particulier à l'équipement des véhicules routiers mais pouvant s'appliquer à tous les mécanismes ou machines nécessitant des dispositifs de freinage ou d'embrayage, constitués de deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre, dont l'un au moins est rotatif, 10. Braking and coupling devices with frustoconical friction surfaces, intended in particular for the equipment of road vehicles but which can be applied to all mechanisms or machines requiring braking or clutch devices, consisting of two elements movable relative to each other, at least one of which is rotatable,

caractérisés en ce que les deux éléments constitutifs comportent chacun au moins deux surfaces tronconiques (1, 5, 11) symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation, chaque surface d'un élément pouvant entrer en contact avec une surface correspondante de l'autre élément, deux surfaces tronconiques de l'un des deux éléments formant une gorge annulaire de section trapézoïdale. characterized in that the two constituent elements each comprise at least two frustoconical surfaces (1, 5, 11) symmetrical with respect to a plane perpendicular to the axis of rotation, each surface of an element being able to come into contact with a corresponding surface the other element, two frustoconical surfaces of one of the two elements forming an annular groove of trapezoidal section.

20. Dispositif de freinage selon la revendication 1, se caractérisant par le fait qu'il est constitué, d'une part d'un tambour (2) dont la face périphérique interne est pourvue d'au moins un couple de deux surfaces de friction (5) tronconiques symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation et formant au moins une gorge annulaire de section trapézoïdale et, d'autre part de mâchoires (3) articulées pouvant s'écarter l'une de l'autre grâce à un piston (4) et dont les surfaces externes, également tronconiques, sont disposées de manière à pouvoir s'appliquer sur les surfaces de friction (5) du tambour lorsque lesdites mâchoires sont écartées par le piston (4). 20. Braking device according to claim 1, characterized in that it consists, on the one hand of a drum (2) whose inner peripheral face is provided with at least one pair of two friction surfaces (5) symmetrical symmetrical with respect to a plane perpendicular to the axis of rotation and forming at least one annular groove of trapezoidal section and, secondly articulated jaws (3) can deviate from one another with a piston (4) and whose outer surfaces, also frustoconical, are arranged so as to be applied on the friction surfaces (5) of the drum when said jaws are spaced apart by the piston (4).

30. Dispositif de freinage selon la revendication 1, se caractérisant par le fait qu'il est constitué d'une roue (7) comportant au moins une gorge trapézoïdale périphérique externe formée de surfaces de friction (5) tronconiques symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation, et d'au moins une mâchoire (3) dont les surfaces externes tronconiques sont disposées de manière à pouvoir s'appliquer sur les surfaces de friction (5) de la roue (7). 30. Braking device according to claim 1, characterized in that it consists of a wheel (7) having at least one outer peripheral trapezoidal groove formed of frustoconical friction surfaces (5) symmetrical with respect to a plane perpendicular to the axis of rotation, and at least one jaw (3) whose frustoconical outer surfaces are arranged so as to be able to be applied on the friction surfaces (5) of the wheel (7).

40. Dispositif de freinage selon la revendication 3, se caractérisant par le fait que la ou les mâchoires (3) sont oscillantes autour d'un pivot fixe (8). 40. Braking device according to claim 3, characterized in that the or the jaws (3) are oscillating about a fixed pivot (8).

50. Dispositif d'embrayage selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que les éléments (9, 9') du volant moteur forment au moins une gorge trapézoïdale annulaire interne formée de surfaces de friction (5) tronconiques symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation, et qu'il comporte au moins un disque (10) comportant des garnitures d'usure annulaires (11) à surfaces externes tronconiques s'adaptant sur les surfaces de friction (5) formant les côtés de la gorge trapézoïdale. 50. Clutch device according to claim 1, characterized in that the elements (9, 9 ') of the flywheel form at least one internal annular trapezoidal groove formed frustoconical friction surfaces (5) symmetrical with respect to a plane perpendicular to the axis of rotation, and that it comprises at least one disc (10) having annular wear pads (11) with frustoconical outer surfaces fitting on the friction surfaces (5) forming the sides of the trapezoidal throat.

60. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les surfaces tronconiques de l'un des deux éléments constitutifs sont formées de garnitures d'usures remplaçables. 60. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the frustoconical surfaces of one of the two constituent elements are formed of replaceable wear liners.

70. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les surfaces tronconiques de l'un au moins des deux éléments constitutifs porte un rainurage apte à améliorer l'adhérance. 70. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the frustoconical surfaces of at least one of the two constituent elements carries a groove capable of improving adhesion.

go. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les surfaces tronconiques de l'un au moins des deux éléments constitutifs sont pourvues de perforations disposées de manière à améliorer le refroidissement. Go. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the frustoconical surfaces of at least one of the two constituent elements are provided with perforations arranged so as to improve the cooling.