FR2878012A1 - SELF-AMPLIFIED FRICTION BRAKE, IN PARTICULAR FOR A MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Frein à friction (10) auto-amplifié notamment frein électromécanique pour un véhicule automobile. Le disque de frein (12) présente deux surfaces de friction (18, 20) tournées l'une vers l'autre et entre lesquelles se trouvent des garnitures de frein (24, 26, 28) et leur support (30, 32, 34) qui s'appuient axialement par des mécanismes à doubles rampes (48) et par des organes de roulement (52). Les mécanismes (50, 52) constituent des installations d'auto-amplification qui augmentent la force de freinage du frein à friction (10).Self-amplified friction brake (10) in particular electromechanical brake for a motor vehicle. The brake disc (12) has two friction surfaces (18, 20) facing each other and between which there are brake linings (24, 26, 28) and their support (30, 32, 34 ) which are supported axially by double ramp mechanisms (48) and by running gear (52). The mechanisms (50, 52) constitute self-amplifying installations which increase the braking force of the friction brake (10).
Description
Domaine de l'inventionField of the invention
La présente invention concerne un frein à friction autoamplifié pour un véhicule automobile, comportant plusieurs garnitures de frein réparties à la périphérie et qui sont poussées contre un corps de frein freiné pour une action de freinage, et une installation d'auto-amplification qui transforme une force de frottement exercée par le corps de frein en rotation sur une garniture de frein poussée contre celui-ci, en une force d'application qui pousse la garniture de frein contre le corps de frein. The present invention relates to a self-amplified friction brake for a motor vehicle, comprising a plurality of peripherally distributed brake linings which are pushed against a braked brake body for a braking action, and an auto-amplification system which transforms a vehicle. frictional force exerted by the brake body in rotation on a brake lining pushed against it, into an application force which pushes the brake lining against the brake body.
Etat de la technique Les freins à friction de véhicules automobiles, autoamplifiés, habituellement à commande électromécanique sont connus en soi. Ces freins comportent habituellement une garniture de frein ou garniture de friction poussée contre un corps de frein qu'il faut freiner par exemple un disque de frein lors de l'actionnement du frein par l'intermédiaire d'une installation d'actionnement électromécanique. La direction de poussée de la garniture de frein peut être perpendiculaire ou inclinée par rapport au corps de frein. Une installation d'autoamplification convertit la force de friction exercée par le corps de frein en rotation contre la garniture de frein poussée contre lui en une force de poussée par laquelle la garniture de frein est en outre poussée contre le corps de frein par la force de poussée appliquée par l'installation d'actionnement. La force de frein est ainsi amplifiée. Les installations d'auto-amplification mécaniques comportent souvent un mécanisme à effet de coin muni d'un coin sur le dos de la garniture de frein non tournée vers le corps de frein et ce coin s'appuie contre une surface en forme de coin, complémentaire. State of the art The friction brakes of motor vehicles, self-amplified, usually electromechanically controlled are known per se. These brakes usually comprise a brake lining or friction lining pushed against a brake body that must for example brake a brake disc when actuating the brake via an electromechanical actuating device. The thrust direction of the brake lining may be perpendicular or inclined with respect to the brake body. A self-amplifying installation converts the friction force exerted by the rotating brake body against the brake lining pushed against it into a thrust force by which the brake lining is further pushed against the brake body by the force of the brake. thrust applied by the actuating installation. The brake force is thus amplified. Mechanical self-amplification systems often include a wedge-action mechanism with a wedge on the back of the brake lining not facing the brake body and this wedge bears against a wedge-shaped surface. complementary.
Selon le principe du coin, la force de friction exercée au freinage contre la garniture de frein est transformée en une force de poussée. On peut également avoir dans le même ordre d'idée des mécanismes en forme de rampes dont les surfaces de rampes ne sont pas planes mais ont une pente qui varie en fonction de la longueur. Cela modifie l'amplitude de l'autoamplification. Les mécanismes en forme de coin peuvent être considérés comme un cas particulier de mécanismes en forme de rampes munis de surfaces de rampes planes. Si dans la suite il sera question d'un mécanisme en forme de rampe, cela signifiera un mécanisme en forme de coin. En dehors des installations d'auto- amplification mécaniques telles que les mécanismes à coin ou à rampe tels que décrits ou encore des mécanismes à levier, on connaît égale- ment par exemple des installations d'auto-amplification hydrauliques. Exposé et avantages de l'invention L'invention concerne un frein à friction auto-amplifié du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le frein à friction comporte plusieurs installations d'auto-amplification branchées en série qui s'appuient contre les garnitures de frein et exercent la force d'application sur les garnitures de frein et poussent les garnitures de frein contre le corps de frein. According to the wedge principle, the friction force exerted on the brake lining is converted into a thrust force. We can also have in the same order of ideas mechanisms in the form of ramps whose ramp surfaces are not flat but have a slope that varies with the length. This changes the amplitude of self-amplification. The wedge-shaped mechanisms can be considered as a special case of ramp-like mechanisms with planar ramp surfaces. If in the sequel it will be a question of a mechanism in the form of ramp, it will mean a mechanism in the form of wedge. Apart from mechanical self-amplification systems such as wedge or ramp mechanisms as described or lever mechanisms, hydraulic self-amplification systems are also known, for example. DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION The invention relates to a self-amplified friction brake of the type defined above, characterized in that the friction brake comprises a plurality of series-connected self-amplification devices which are supported against brake linings and exert the application force on the brake linings and push the brake linings against the brake body.
Le frein à friction selon l'invention comporte ainsi plu-sieurs garnitures de frein réparties à la périphérie et plusieurs installa- tions d'auto-amplification. Les installations d'auto-amplification s'appuient chaque fois contre deux garnitures de frein en exerçant des forces d'application dans des directions opposées sur les garnitures de frein lorsque le frein est actionné. Les garnitures de frein sont ainsi écartées ou serrées et poussées dans des directions opposées contre le corps de frein. Lorsque les garnitures de frein sont écartées, le corps de frein comporte deux surfaces en regard entre lesquelles se trouvent les garnitures de frein et contre lesquelles les garnitures de frein sont poussées ou encore les garnitures de frein sont poussées contre deux corps de frein entre lesquels se trouvent les garnitures. Les garnitures du frein à friction selon l'invention sont branchées en série. Pour l'actionnement du frein, on pousse une garniture de frein contre le corps de frein. La force de friction exercée alors par l'organe de frein en rotation sur la garniture de frein est transformée par l'installation d'auto-amplification en une force de poussée qui pousse la garniture de frein en plus contre le corps de frein. L'appui de l'installation d'autoamplification contre une autre garniture de frein à friction pousse cette autre garniture de frein à friction dans la direction opposée contre le corps de frein. Cela se poursuit par les autres garnitures de frein à friction jusqu'à la garniture de frein à friction retenue dans la direction pé- riphérique. Seulement une garniture de frein est actionnée de manière active alors que les autres garnitures de frein à friction sont poussées chaque fois par une autre garniture de frein, une installation d'auto- amplification et/ou par le corps de frein en rotation en fonction du frottement exercé c'est-à-dire qu'ils sont poussés contre le corps de frein. The friction brake according to the invention thus comprises several brake pads distributed at the periphery and several self-amplification systems. The self-amplification systems each bear against two brake linings by exerting application forces in opposite directions on the brake linings when the brake is actuated. The brake linings are thus spaced apart or tightened and pushed in opposite directions against the brake body. When the brake lining is spaced apart, the brake body comprises two facing surfaces between which are the brake linings and against which the brake linings are pushed or the brake linings are pushed against two brake bodies between which find the toppings. The friction brake linings according to the invention are connected in series. For the actuation of the brake, a brake lining is pushed against the brake body. The friction force then exerted by the rotating brake member on the brake lining is transformed by the self-amplifying system into a thrust force which pushes the brake lining further against the brake body. Supporting the self-amplification system against another friction brake lining pushes the other friction brake lining in the opposite direction against the brake body. This is continued by the other friction brake linings up to the friction brake lining held in the peripheral direction. Only one brake lining is actively actuated while the other friction brake linings are each time pushed by another brake lining, an auto-amplification system and / or by the brake body in rotation according to the friction exerted that is to say that they are pushed against the brake body.
Suivant d'autres caractéristiques avantageuses: - les installations d'auto-amplification s'appuient respectivement contre deux garnitures de frein et exercent des forces d'application dans des directions opposées sur les garnitures de frein et poussent les garnitures de frein dans des directions opposées contre le corps de frein, - le frein à friction comporte une installation qui pousse une première garniture de frein contre le corps de frein lors de l'actionnement du frein, une dernière garniture de frein est tenue dans la direction pé- riphérique, et toutes les garnitures de frein à l'exception de la garniture de frein retenue sont mobiles dans la direction périphérique ou couplées dans la direction périphérique par des installations d'auto- amplification, - le corps de frein présente des surfaces de friction tournées l'une vers l'autre et les garnitures de frein lors d'un actionnement sont écartées par les installations d'auto-amplification et sont poussées contre les surfaces de friction en regard du corps de frein, - le corps de frein comporte des surfaces cylindriques tournées l'une vers l'autre et constituant les surfaces de friction contre lesquelles les installations d'auto-amplification poussent les garnitures de frein lors d'un actionnement de frein, - les installations d'auto-amplification comportent des mécanismes à rampes avec des organes de roulement, et les organes de roulement d'au moins deux installations d'auto-amplification sont reliés de fa- çon à coupler les garnitures de frein dans la direction périphérique. According to other advantageous features: the self-amplification systems bear respectively against two brake linings and exert application forces in opposite directions on the brake linings and push the brake linings in opposite directions against the brake body, - the friction brake comprises an installation which pushes a first brake lining against the brake body when the brake is actuated, a last brake lining is held in the peripheral direction, and all the brake linings with the exception of the retained brake lining are movable in the circumferential direction or coupled in the circumferential direction by self-amplifying devices, - the brake body has friction surfaces facing one towards the other and the brake linings when actuated are discarded by the self-amplification systems and are pushed against e the friction surfaces facing the brake body, the brake body comprises cylindrical surfaces facing towards each other and constituting the friction surfaces against which the self-amplification systems push the brake linings when of a brake actuation, - the self-amplification systems comprise ramp mechanisms with rolling members, and the rolling members of at least two self-amplification systems are connected so as to couple the brake linings in the peripheral direction.
L'invention a l'avantage que l'actionnement du frein ne nécessite qu'une fraction de la force d'actionnement et de l'énergie d'actionnement et de la fournir à l'installation d'actionnement; la plus grande partie de la force d'actionnement et de l'énergie d'actionnement est fournie par les garnitures de frein à friction branchées en série et les installations d'auto-amplification c'est-à-dire que cela résulte de la force de friction exercée par le corps de frein en rotation sur les garnitures de frein à friction poussées contre lui. Néanmoins, on respecte une dis-tance de sécurité suffisante par rapport à l'autoblocage du frein à fric- tion, qui dépend de l'amplitude de l'auto-amplification de l'installation d'amplification automatique. The invention has the advantage that the actuation of the brake requires only a fraction of the actuating force and the actuating energy and supplying it to the actuating installation; most of the actuating force and the actuating energy is provided by the series-connected friction brake linings and the self-amplification facilities, that is to say that this results from the frictional force exerted by the rotating brake body on the friction brake linings pushed against it. Nevertheless, there is a sufficient safety allowance with respect to the self-locking of the friction brake, which depends on the amplitude of the self-amplification of the automatic amplification system.
Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés qui sont tous des schémas simplifiés de l'invention. Drawings The present invention will be described hereinafter in more detail by way of exemplary embodiments shown in the accompanying drawings which are all simplified diagrams of the invention.
Ainsi: - la figure 1 est une vue de face suivant la flèche I de la figure 2 d'un frein à friction selon l'invention, - la figure 2 est une vue du frein à friction de la figure 1 avec une di- rection de vue, radiale selon la flèche II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 1, - les figures 4 et 5 montrent deux variantes de réalisation de l'invention d'un frein à friction selon la figure 1 et selon la vue en coupe de la figure 3, - la figure 6 montre un autre exemple de réalisation d'un frein à fric- tion selon l'invention représenté en vue de face, et - la figure 7 montre une variante du frein à friction de la figure 6 selon l'invention. Thus: FIG. 1 is a front view along arrow I of FIG. 2 of a friction brake according to the invention; FIG. 2 is a view of the friction brake of FIG. 1 with a direction Figure 3 is a sectional view along the line III-III of Figure 1, - Figures 4 and 5 show two alternative embodiments of the invention. a friction brake according to Figure 1 and according to the sectional view of Figure 3, - Figure 6 shows another embodiment of a friction brake according to the invention shown in front view, and - the FIG. 7 shows a variant of the friction brake of FIG. 6 according to the invention.
Description d'un premier mode de réalisation Description of a first embodiment
Les figures 1 à 3 montrent un frein à friction 10 selon l'invention comportant un corps de frein appelé ci-après disque de frein 12. Le bord extérieur du disque de frein 12 a une forme en U avec des surfaces intérieures en regard des branches 14, 16 du bord en forme de U du disque 12 constituant des surfaces de frottement 18, 20 (voir fi- gure 3). A la figure 1 on a supprimé la branche 16 du côté de l'observateur pour faire apparaître la structure du frein à friction 10. Un étrier 22 du bord en forme de U du disque de frein 12 apparaît pour cela à la figure 1 comme surface de couche en forme d'anneau de cercle. FIGS. 1 to 3 show a friction brake 10 according to the invention comprising a brake body hereinafter referred to as a brake disk 12. The outer edge of the brake disc 12 is U-shaped with internal surfaces facing the branches 14, 16 of the U-shaped edge of the disc 12 constituting friction surfaces 18, 20 (see Figure 3). In FIG. 1 the branch 16 has been removed from the observer's side to reveal the structure of the friction brake 10. A stirrup 22 of the U-shaped edge of the brake disc 12 appears for this in FIG. layer in the form of a circle ring.
En tout trois garnitures de frein à friction 24, 26, 28 se trouvent entre les branches 14, 16. Ces garnitures sont fixées sur des supports 30, 32, 34. Les garnitures de frein 24, 26, 28 sont installées dans deux plans radiaux géométriques, axialement les unes à côté des autres entre les branches 14, 16 du disque de frein 12. Une garniture de frein 24 et son support 30 ont une forme d'anneau de cercle. Une autre garniture de frein 26 et son support 32 n'occupent qu'un court secteur dans la direction périphérique. Le support 32 de cette garniture de frein 26 comporte une denture 36 à sa périphérie extérieure pour engrener avec une roue dentée 38. La roue dentée 38 est fixée sur l'arbre de sortie 40 d'un moteur électrique 42 (figure 3) pour coulisser la garniture de frein 26 dans la direction périphérique. Le moteur électrique 42, son arbre 40 et le pignon denté 38 constituent une installation d'actionnement du frein à friction 10. La garniture de frein 26 entraînée directement par l'installation d'actionnement 38, 40, 42 sera désignée ci-après d'une manière non équivoque par l'expression garniture de frein entraînée 26. In all three friction brake linings 24, 26, 28 are located between the branches 14, 16. These linings are fixed on supports 30, 32, 34. The brake linings 24, 26, 28 are installed in two radial planes. geometrically, axially next to each other between the branches 14, 16 of the brake disc 12. A brake lining 24 and its support 30 have a ring-shaped ring. Another brake lining 26 and its support 32 occupy only a short sector in the peripheral direction. The support 32 of this brake lining 26 has a toothing 36 at its outer periphery for meshing with a toothed wheel 38. The toothed wheel 38 is fixed on the output shaft 40 of an electric motor 42 (FIG. 3) to slide the brake lining 26 in the peripheral direction. The electric motor 42, its shaft 40 and the toothed pinion 38 constitute an installation for actuating the friction brake 10. The brake lining 26 driven directly by the actuating installation 38, 40, 42 will be designated hereinafter as unequivocally by the term driven brake lining 26.
La troisième garniture de frein 28 et son support 34 for-ment de nouveau un anneau de cercle qui est toutefois dégagé au ni-veau de la garniture de frein entraînée 26 si bien que cette troisième garniture de frein 28 et son support 34 n'occupent pas toute la périphé- rique. Il existe une distance entre la troisième garniture de frein 28 et la garniture de frein entraînée 26 dans la direction périphérique; les garnitures de frein 26, 28 peuvent être coulissées l'une par rapport à l'autre dans la direction périphérique. The third brake lining 28 and its support 34 form a new ring ring which is, however, disengaged at the level of the driven brake lining 26 so that this third brake lining 28 and its support 34 do not occupy not all the periphery. There is a distance between the third brake lining 28 and the driven brake lining 26 in the peripheral direction; the brake linings 26, 28 can be slid relative to each other in the circumferential direction.
La troisième garniture de frein 28 et son support 34 ainsi que la garniture de frein entraînée 26 et son support 32 se situent dans un plan axial commun; ces éléments sont disposés axialement à côté du support 30 de la garniture de frein 24 en forme d'anneau de cercle c'est-à-dire entre le support 34 et l'une des deux branches 16 du disque de frein 12. The third brake lining 28 and its support 34 as well as the driven brake lining 26 and its support 32 lie in a common axial plane; these elements are arranged axially next to the support 30 of the brake lining 24 in the form of a circular ring, that is to say between the support 34 and one of the two branches 16 of the brake disc 12.
La troisième garniture de frein 28 est tenue dans la di-rection périphérique à une extrémité périphérique par un goujon de support 44 qui pénètre dans une cavité du support 34. Pour éviter toute équivoque d'interprétation, la troisième garniture de frein 28 sera désignée ciaprès par l'expression garniture de frein retenue 28. Le goujon de support 44 est installé de manière fixe sur un support 46 du support de frein non représenté. The third brake lining 28 is held in the circumferential direction at a peripheral end by a support pin 44 which penetrates into a cavity of the support 34. To avoid any misunderstanding of interpretation, the third brake lining 28 will be designated below. by the term retained brake lining 28. The support pin 44 is fixedly installed on a support 46 of the not shown brake support.
La figure 1 montre la garniture de frein, retenue 28 et son support 34 interrompu sous une partie de la périphérie permettant de voir le support 34 de la garniture de frein 24 en forme d'anneau de cercle. Figure 1 shows the brake lining retained 28 and its support 34 interrupted under a portion of the periphery to see the support 34 of the brake lining 24 in the form of a circular ring.
Les surfaces frontales en regard des supports 30, 32, 34 des trois garnitures de frein 24, 26, 28 ont des cavités aplaties, en forme de V, dirigées radialement constituant des doubles rampes 48. The facing faces of the supports 30, 32, 34 of the three brake linings 24, 26, 28 have radially directed V-shaped flattened cavities constituting double ramps 48.
Les surfaces des branches des cavités à section en forme de V constituent des surfaces de rampes 50. Les doubles rampes 48 du support 30 de la garniture de frein 24 en forme d'anneau de cercle sont situées en regard des doubles rampes 48 des supports 32, 34 de la garniture de frein entraînée 26 et de la garniture de frein retenue 28. Les doubles rampes 48 logent des galets 52 constituant des organes de roulement par lesquels les supports 30, 32, 34 s'appuient axialement les uns contre les autres. Lorsque les supports de garniture 30, 32, 34 sont tour-nés l'un par rapport à l'autre c'est-à-dire sont déplacés dans la direction périphérique, les galets 52 roulent sur des surfaces de rampes 50 oppoSées en diagonale des doubles rampes 48 en regard et écartent ainsi axialement les supports 30, 32, 34. Les garnitures de frein 24, 26, 28 sont ainsi poussées contre les surfaces de frottement 18, 20 du disque de frein 12. The surfaces of the branches of the V-shaped section cavities constitute ramp surfaces 50. The double ramps 48 of the support 30 of the brake lining 24 in the form of a circular ring are located opposite the double ramps 48 of the supports 32 34 of the driven brake lining 26 and the retained brake lining 28. The double ramps 48 contain rollers 52 constituting rolling members through which the supports 30, 32, 34 bear axially against each other. When the lining supports 30, 32, 34 are rotated relative to each other that is to say are displaced in the peripheral direction, the rollers 52 roll on surfaces of ramps 50 oppoSées diagonally double ramps 48 opposite and thus axially separate the supports 30, 32, 34. The brake linings 24, 26, 28 are thus pushed against the friction surfaces 18, 20 of the brake disc 12.
Pour actionner le frein à friction 10, on déplace la garni- ture de frein entraînée 26 dans la direction périphérique à l'aide de l'installation d'actionnement 38, 40, 42 et cela dans le sens de rotation du disque de frein 12. Son support 32 se déplace ainsi dans la direction périphérique par rapport au support 30 de la garniture de frein 24 en forme d'anneau de cercle; les galets 52 roulent sur les surfaces en forme de rampes 50, opposées en diagonale des doubles rampes 48 des supports 30, 32 qui s'écartent; la garniture de frein 26 entraînée et la garniture de frein 24 en forme d'anneau de cercle sont ainsi poussées contre les surfaces de frottement en regard 18, 20 du disque de frein 12. In order to actuate the friction brake 10, the driven brake lining 26 is moved in the circumferential direction by means of the actuating device 38, 40, 42 in the direction of rotation of the brake disc 12 Its support 32 thus moves in the circumferential direction relative to the support 30 of the brake lining 24 in the form of a circular ring; the rollers 52 roll on the ramp-shaped surfaces 50, diagonally opposite the double ramps 48 of the supports 30, 32 which deviate; the driven brake lining 26 and the brake lining 24 in the form of a ring-ring are thus pushed against the facing friction surfaces 18, 20 of the brake disc 12.
Le disque de frein rotatif 12 exerce une force de frotte-ment sur la garniture de frein 24 en forme d'anneau de cercle qui tourne avec son support 30 autour de l'axe géométrique du disque de frein 12. Le support 30 de la garniture de frein 24 en forme d'anneau de cercle coulisse ainsi dans la direction périphérique par rapport au support 34 de la garniture de frein retenue 28. Les galets 58 roulent sur les surfaces de rampes 50 opposées en diagonale des doubles rampes en regard 48 et écartent les deux supports 30, 34. Ainsi, la garniture de frein retenue 28 est également poussée contre la surface de frottement 18 du disque de frein 12. Comme cette garniture de frein 28 est retenue en rotation par le disque de frein 12, elle le freine. Les mécanismes en forme de rampes comprenant les doubles rampes 48 et les galets 52 limitent la rotation ou le coulissement des deux autres garnitures de frein 24, 26 dans la direction périphérique de sorte que ces deux gar- nitures de frein 24, 26 freinent également le disque de frein 12. The rotating brake disk 12 exerts a rubbing force on the brake lining 24 in the form of a circle ring which rotates with its support 30 around the geometric axis of the brake disk 12. The support 30 of the lining brake 24 in the form of a circle ring and slides in the peripheral direction relative to the support 34 of the brake lining retained 28. The rollers 58 roll on the surfaces of ramps 50 opposite diagonally double ramps facing 48 and spread the two supports 30, 34. Thus, the retained brake lining 28 is also pushed against the friction surface 18 of the brake disk 12. As this brake lining 28 is held in rotation by the brake disk 12, it brakes it . The ramp-like mechanisms comprising the double ramps 48 and the rollers 52 limit the rotation or sliding of the two other brake linings 24, 26 in the peripheral direction so that these two brake pads 24, 26 also brake the brake disc 12.
La force de frottement exercée par le disque de frein 12 rotatif sur les garnitures de frein 24, 26, 28 poussées, et qui déplace les garnitures de frein 24, 26 et leur support 30, 32 dans la direction périphérique pour que les galets 52 qui roulent sur les surfaces en forme de rampes 50 produisent, par un effet de coin du fait de l'inclinaison des surfaces de rampes 50, une force qui écarte les supports 30, 32, 34. La force de frottement exercée par le disque de frein 12 en rotation sur les garnitures de frein 24, 26, 28 poussées contre lui par l'actionnement du frein 10 est transformée par les mécanismes en forme de rampes cornprenant les doubles rampes 48 et les galets 52 en une poussée qui presse les garnitures de frein 24, 26, 28 contre les surfaces de frotte-ment 18, 20 du disque de frein 12. Cela se traduit par une auto-amplification du frein 10 de sorte qu'il suffit que l'installation d'actionnement 38, 40, 42 exerce seulement une fraction de la force né- cessaire à l'actionnement du frein à friction 10. The friction force exerted by the rotary brake disc 12 on the brake linings 24, 26, 28 pushed, and which moves the brake linings 24, 26 and their support 30, 32 in the circumferential direction so that the rollers 52 which roll on the ramp-shaped surfaces 50 produce, by a wedge effect due to the inclination of the boom surfaces 50, a force which moves the supports 30, 32, 34 away. The friction force exerted by the brake disc 12 in rotation on the brake linings 24, 26, 28 pushed against it by the actuation of the brake 10 is transformed by the ramp-like mechanisms comprising the double ramps 48 and the rollers 52 in a thrust that presses the brake linings 24, 26, 28 against the friction surfaces 18, 20 of the brake disk 12. This results in an auto-amplification of the brake 10 so that it is sufficient that the actuating installation 38, 40, 42 exerts only a fraction of the necessary force to the actuation of the friction brake 10.
Les mécanismes en forme de rampes 48, 52 forment des installations d'autoamplification mécaniques. Comme les mécanismes en forme de rampes 48, 52 comportent des doubles rampes 48 avec deux surfaces de rampes 58 remontant dans la direction périphérique, l'effet d'auto-amplification agit pour les deux sens de rotation du disque de frein 12. La garniture de frein entraînée 26 est toujours déplacée dans le sens de rotation du disque de frein 12 pour le freinage. The ramp-like mechanisms 48, 52 form mechanical auto-amplification systems. As the ramp-like mechanisms 48, 52 have double ramps 48 with two ramp surfaces 58 rising in the circumferential direction, the self-amplifying effect acts for both directions of rotation of the brake disk 12. The packing driven brake 26 is always moved in the direction of rotation of the brake disc 12 for braking.
Comme la garniture de frein entraînée 26 s'appuie par les mécanismes en forme de rampes 48, 52 constituant l'installation d'auto-amplification de force contre le support 30 de la garniture de frein 24 en forme d'anneau de cercle et du fait de son appui par les mécanismes en forme de rampes 48, 52 formant l'installation d'auto-amplification contre le support 34 de la garniture de frein retenue 28, on réalise un montage en série des installations d'auto-amplification 48, 52 si bien que les garnitures de frein 24, 26, 28 sont couplées dans la direction périphérique par l'intermédiaire des installations d'auto- amplification 48, 52. Le coefficient d'auto-amplification est augmenté du fait que la force d'actionnement nécessaire à l'installation d'actionnement 38, 40, 42 pour produire une certaine force de freinage est ainsi diminué sans qu'augmente le risque d'autoblocage du frein à friction 10. En principe il est possible selon l'invention de subdiviser la garniture de frein 24 en forme d'anneau de cercle et son support 30 ainsi que la garniture de frein retenue 28 et son support 34 en plu- sieurs segments coulissant l'un par rapport à l'autre dans la direction périphérique de façon à augmenter ainsi le nombre de garnitures de frein 24, 26, 28 branchées en série et des installations d'auto-amplification 48, 52 (cela n'est pas représenté). La garniture de frein entraînée 26 est déplacée ou tournée sensiblement du double de la garniture de frein 24 en forme d'anneau de cercle. As the driven brake lining 26 is supported by the ramp-like mechanisms 48, 52 constituting the self-amplifying force device against the support 30 of the ring-shaped brake lining 24 and the supported by the ramp-like mechanisms 48, 52 forming the self-amplification system against the support 34 of the retained brake lining 28, a series connection of the self-amplification systems 48 is carried out, 52, the brake linings 24, 26, 28 are coupled in the peripheral direction via the self-amplification systems 48, 52. The self-amplification coefficient is increased by the fact that the force of Actuation necessary for the actuating installation 38, 40, 42 to produce a certain braking force is thus reduced without increasing the risk of self-locking of the friction brake 10. In principle it is possible according to the invention to subdivide the brake lining 24 in the form of a circle ring and its support 30 as well as the brake lining 28 retained and its support 34 in several segments sliding relative to each other in the peripheral direction so as to increase the number brake linings 24, 26, 28 connected in series and self-amplification systems 48, 52 (not shown). The driven brake lining 26 is displaced or rotated substantially double of the brake lining 24 in the form of a ring ring.
Description de variantes de réalisation Description of variant embodiments
Le bord extérieur du disque de frein 12 du frein à friction 10 selon l'invention représenté à la figure 4 présente une section en forme de U ouverte vers l'extérieur et non vers l'intérieur. Pour le reste, la construction et le fonctionnement de ce frein à friction 10 sont les mêmes que ceux du frein des figures 1 à 3. Pour éviter les répétitions à propos de la figure 4, on se reportera aux descriptions données à propos des figures 1 à 3. Les mêmes composants auront aussi les mêmes références. The outer edge of the brake disc 12 of the friction brake 10 according to the invention shown in FIG. 4 has a U-shaped section open towards the outside and not towards the inside. For the rest, the construction and operation of this friction brake 10 are the same as those of the brake of FIGS. 1 to 3. To avoid repetition with regard to FIG. 4, reference will be made to the descriptions given with reference to FIGS. to 3. The same components will also have the same references.
Par comparaison au frein à friction 10 représenté aux fi- gures 1 à 3 et à la figure 4, dans le cas du frein à friction 10 selon l'invention représenté à la figure 5, les branches 14, 16 du disque de frein 12 qui portent les surfaces de friction 18, 20 tournées l'une vers l'autre et les garnitures de frein 24, 26, 28 ainsi que leur support 30, 32, 34 sont pivotées de 90 par rapport à la ligne géométrique périphé- rique. Les branches 14, 16 du disque de frein 12 et la garniture de frein 24 en forme d'anneau de cercle représentée aux figures 1 à 3 et à la figure 4 et son support 30 forment des anneaux cylindriques concentriques; les deux autres garnitures de frein 26, 28 c'est-à-dire la garniture de frein entraînée 26 et la garniture de frein retenue 28 qui n'apparaît pas à la figure 5 forment avec leur support 32, 34 des coquilles cylindriques interrompues, ayant le même rayon et imbriquées de façon concentrique entre le support 30 de la garniture de frein cylindrique 24 et l'une des deux branches 14 du disque de frein 12. Pour le reste, cette variante de frein à friction 10 correspond au frein à friction 10 des figu- res 1 à 3 et fonctionne de la même manière. On se reportera pour cela aux descriptions données aux figures 1 à 3. Les mêmes composants portent les mêmes références. In comparison with the friction brake 10 shown in FIGS. 1 to 3 and FIG. 4, in the case of the friction brake 10 according to the invention shown in FIG. 5, the branches 14, 16 of the brake disc 12 which the friction surfaces 18, 20 face towards each other and the brake linings 24, 26, 28 and their support 30, 32, 34 are rotated 90 relative to the peripheral geometrical line. The branches 14, 16 of the brake disk 12 and the brake lining 24 in the form of a circular ring shown in Figures 1 to 3 and Figure 4 and its support 30 form concentric cylindrical rings; the two other brake linings 26, 28 that is the driven brake lining 26 and the retained brake lining 28 which does not appear in FIG. 5 form with their support 32, 34 interrupted cylindrical shells, having the same radius and concentrically nested between the support 30 of the cylindrical brake lining 24 and one of the two branches 14 of the brake disc 12. For the rest, this variant of friction brake 10 corresponds to the friction brake 10 of Figs. 1 to 3 and operates in the same way. For this purpose, reference will be made to the descriptions given in FIGS. 1 to 3. The same components bear the same references.
Les branches 14, 16 réalisées en forme d'anneaux de cylindre avec les surfaces de friction 18, 20 sont en saillie axialement par rapport à un côté du disque de frein 12 qui dans ce cas peut également être appelé tambour de frein. La réalisation des branches 14, 16 sous la forme d'anneaux cylindriques au lieu de disques en forme d'anneaux de cercle a l'avantage que lors de l'actionnement du frein 10, les branches 14, 16 sont sollicitées en traction ou en pression dans la direction périphérique par les garnitures de frein 24, 26 appliquées contre celles-ci et non en flexion. Les branches 14, 16 ne risquent pas de se déformer mais restent toujours parallèles même lorsqu'une force importante est exercée. L'effet de freinage et le comportement à l'usure sont améliorés dans ces conditions. Le disque de frein 12 comporte des cavités 54 entre les branches 14, 16 pour éviter que les branches 14, 16 ne soient retenues d'un côté et ne se déforment lors de la poussée des garnitures de frein 24, 26 et ne risquent de se mettre en biais. The branches 14, 16 formed in the form of cylinder rings with the friction surfaces 18, 20 project axially with respect to a side of the brake disc 12 which in this case can also be called the brake drum. The embodiment of the branches 14, 16 in the form of cylindrical rings instead of discs in the form of circular rings has the advantage that when the brake 10 is actuated, the branches 14, 16 are stressed in tension or in tension. pressure in the peripheral direction by the brake linings 24, 26 applied against them and not bending. The branches 14, 16 are not likely to deform but are still parallel even when a large force is exerted. The braking effect and the wear behavior are improved under these conditions. The brake disk 12 has cavities 54 between the arms 14, 16 to prevent the arms 14, 16 from being held on one side and not deforming when the brake linings 24, 26 are pushed and are unlikely to put in bias.
Description d'un autre exemple de réalisation de l'invention La description du frein à friction 10 selon l'invention re- présenté à la figure 6 utilise les mêmes références que dans les figures précédentes pour désigner les mêmes composants. Le frein à friction 10 de la figure 6 comporte un disque de frein 12 avec des anneaux cylindriques 14, 16 venant en saillie axialement vers le côté et entre lesquels se trouvent des garnitures de frein 26, 28. Les surfaces cylindriques en regard des anneaux cylindriques 14, 16 forment les surfaces de friction 18, 20 du frein à disque 12. Le frein à disque 12 forme un corps de frein que l'on peut également appelé tambour de frein. DESCRIPTION OF ANOTHER EXAMPLE EMBODIMENT OF THE INVENTION The description of the friction brake 10 according to the invention shown in FIG. 6 uses the same references as in the preceding figures for designating the same components. The friction brake 10 of FIG. 6 comprises a brake disc 12 with cylindrical rings 14, 16 projecting axially towards the side and between which there are brake linings 26, 28. The cylindrical surfaces facing the cylindrical rings 14, 16 form the friction surfaces 18, 20 of the disc brake 12. The disc brake 12 forms a brake body which may also be called a brake drum.
Les garnitures de frein 24, 28 et leur support 30, 34 ont une forme de coquilles cylindriques et s'étendent chaque fois sur une partie de la périphérie. Dans l'exemple de réalisation de l'invention tel que présenté et décrit, on a chaque fois quatre garnitures de frein 24, 28 réparties sur la périphérie et entre les garnitures de frein 24, 28 il subsiste une distance dans la direction périphérique pour que les garnitures de frein 24, 28 puissent coulisser l'une par rapport à l'autre dans la direction périphérique. Ainsi, chaque garniture de frein 24, 28 occupe moins d'un quart de cercle. Le nombre de quatre garnitures de frein 24, 28 réparties à la périphérie n'est pas indispensable. On a chaque fois deux garnitures de frein 24, 28 regroupées par paires et qui occupent le même segment périphérique et parmi lesquelles une garni- ture de frein 24 est plus vers l'intérieur et l'autre garniture de frein 28 est située plus à l'extérieur. Les garnitures de frein 24 situées à l'intérieur, se trouvent sur une surface cylindrique géométrique et les garnitures de frein 28 situées à l'extérieur se trouvent également sur une surface cylindrique géométrique de rayon plus grand; le frein à friction 10 de la figure 6 comporte quatre garnitures de frein 24, 28 intérieures et quatre garnitures de frein extérieures c'est-à-dire en tout huit garnitures de frein. The brake linings 24, 28 and their support 30, 34 have the shape of cylindrical shells and extend each time over a part of the periphery. In the exemplary embodiment of the invention as presented and described, there are in each case four brake linings 24, 28 distributed on the periphery and between the brake linings 24, 28 there remains a distance in the peripheral direction for the brake linings 24, 28 can slide relative to each other in the circumferential direction. Thus, each brake lining 24, 28 occupies less than a quarter of a circle. The number of four brake linings 24, 28 distributed at the periphery is not essential. There are in each case two brake linings 24, 28 grouped together in pairs and occupying the same peripheral segment and among which a brake lining 24 is further inwards and the other brake lining 28 is situated further in the direction of the brake lining. 'outside. The brake linings 24 located on the inside are on a geometric cylindrical surface and the outer brake linings 28 are also on a geometrical cylindrical surface of larger radius; the friction brake 10 of Figure 6 has four brake linings 24, 28 inner and four outer brake linings that is to say a total of eight brake linings.
Selon les figures 1 et 2, les garnitures de frein 24, 28 du frein à friction 10 de la figure 6 s'appuient par des galets 52 constituant les organes de roulement, les uns contre les autres toutefois dans la direction radiale mais non dans la direction axiale. Les galets 52 sont situés dans des cavités plates à section en forme de V, parallèles à l'axe. Ces cavités sont réalisées dans les surfaces en regard des supports 30, 34 des garnitures de frein 24, 28. According to FIGS. 1 and 2, the brake linings 24, 28 of the friction brake 10 of FIG. 6 are supported by rollers 52 constituting the rolling members, against each other, however, in the radial direction but not in the radial direction. axial direction. The rollers 52 are located in V-shaped section flat cavities, parallel to the axis. These cavities are made in the facing surfaces of the supports 30, 34 of the brake linings 24, 28.
Les cavités à section en forme de V constituent les doubles rampes 48 ayant des surfaces de rampes 50 remontantes dans des directions opposées dans la direction périphérique. Comme le décrivent les figures 1 et 2, les galets 52 roulent sur les surfaces de rampes 50 diagonalement opposées des doubles rampes 48 lorsque les garnitures de frein 24, 28 sont déplacées l'une par rapport à l'autre dans la direction périphérique. Les garnitures de frein 24, 28 sont ainsi écartées et poussées par l'extérieur ou par l'intérieur contre les surfaces de friction 18, 20 du disque de frein 12. The V-shaped section cavities constitute the double ramps 48 having ramp surfaces 50 rising in opposite directions in the circumferential direction. As described in FIGS. 1 and 2, the rollers 52 roll diagonally opposite ramp surfaces 50 of the double ramps 48 when the brake linings 24, 28 are displaced relative to each other in the circumferential direction. The brake linings 24, 28 are thus spaced apart and pushed from the outside or the inside against the friction surfaces 18, 20 of the brake disc 12.
Les galets 52 et toutes les garnitures de frein 24, 28 sont logés dans une cage 56 qui maintient écartés les galets 52. La cage 56 est analogue à une cage de galets ou de rouleaux d'un roulement à rouleaux; la cage a une forme cylindrique munie de découpes recevant à rotation les galets 52. La cage 56 qui maintient écartés les galets 52 couple les galets 52 et par ceux-ci les garnitures de frein 24, 28. The rollers 52 and all the brake linings 24, 28 are housed in a cage 56 which keeps the rollers 52 apart. The cage 56 is similar to a roller or roller cage of a roller bearing; the cage has a cylindrical shape provided with cutouts receiving the rollers 52 in rotation. The cage 56 which holds apart the rollers 52 couples the rollers 52 and, by these, the brake linings 24, 28.
La cage 56 est montée à rotation avec des galets 58 fixes, rotatifs autour de l'axe de rotation géométrique du disque de frein 12. Les galets 58 sont logés dans les intervalles des garnitures de frein 28. The cage 56 is rotatably mounted with fixed rollers 58 rotating about the geometric axis of rotation of the brake disc 12. The rollers 58 are housed in the intervals of the brake linings 28.
Les ressorts 60 des supports 30, 34 tirent les garnitures de frein 24, 28 l'une vers l'autre. Les ressorts 60 séparent les garnitures de frein 24, 28 des surfaces de frottement 18, 28 du disque de frein 12 lorsque le frein 10 n'est pas actionné et ils maintiennent les supports 30, 34 avec les surfaces de rampes 50 en appui contre les galets 52. Des goujons d'appui fixes 44 logés dans des cavités complémentaires des supports 34 des garnitures de frein 28 extérieures maintiennent ces garnitures de frein extérieures 28 dans la direction périphérique alors que ces garnitures de frein 28 sont mobiles dans la direction radiale. On peut également procéder de façon inverse et tenir les garnitures de frein intérieures 24 dans la direction périphérique. The springs 60 of the supports 30, 34 pull the brake linings 24, 28 towards each other. The springs 60 separate the brake linings 24, 28 from the friction surfaces 18, 28 of the brake disk 12 when the brake 10 is not actuated and they hold the supports 30, 34 with the ramp surfaces 50 resting against the Rollers 52. Fixed bearing pins 44 housed in complementary cavities of the supports 34 of the outer brake linings 28 maintain these outer brake linings 28 in the peripheral direction while these brake linings 28 are movable in the radial direction. It is also possible to reverse and hold the inner brake lining 24 in the peripheral direction.
Pour actionner le frein 10, on déplace l'une des garnitures de frein intérieures 24 dans la direction périphérique et cela toujours dans le sens de rotation du disque de frein 12. Ce coulissement se fait avec l'installation d'actionnement 38, 40, 42 ayant un moteur électrique 42 comme cela est représenté à la figure 5. L'installation d'actionnement a été supprimée à la figure 6 pour simplifier le dessin. Il est également possible de retenir dans la direction périphérique les garnitures de frein intérieures 24 à la place des garnitures de frein extérieures 28 et d'actionner le frein 10 en déplaçant l'une des garnitures de frein extérieures 28 à la place de l'une des garnitures de frein intérieu- res 24 dans la direction périphérique (cette variante n'est pas représentée). To actuate the brake 10, one of the inner brake lining 24 is moved in the peripheral direction and this always in the direction of rotation of the brake disk 12. This sliding is done with the actuating installation 38, 40, 42 having an electric motor 42 as shown in Figure 5. The actuating installation has been removed in Figure 6 to simplify the drawing. It is also possible to retain in the peripheral direction the inner brake linings 24 in place of the outer brake linings 28 and to actuate the brake 10 by moving one of the outer brake linings 28 in place of the one inner brake linings 24 in the circumferential direction (this variant is not shown).
Si l'on déplace une garniture de frein intérieure 24 dans le sens de rotation du disque de frein 12 pour actionner le frein, les galets 52 roulent sur les surfaces en forme de rampes 50 opposées en diagonale des doubles rampes 48 des deux garnitures de frein 24, 28 associées. Les deux garnitures de frein 24, 28 sont ainsi écartées et sont poussées contre les surfaces de frottement 18, 20 du disque de frein 12 qui alors freiné. If an inner brake lining 24 is moved in the direction of rotation of the brake disc 12 to actuate the brake, the rollers 52 roll on the ramp-shaped surfaces 50 opposite diagonally of the double ramps 48 of the two brake linings. 24, 28 associated. Both brake linings 24, 28 are thus spaced apart and are pushed against the friction surfaces 18, 20 of the brake disk 12 which then braked.
Lors du coulissement de la garniture de frein intérieure 24, les galets 52 tournent de la moitié de la course dans la direction périphérique c'est-à-dire de la cage 56. De cette manière, les galets 52 des autres garnitures de frein 24, 28 sont déplacés dans la direction périphérique et roulent sur les surfaces en forme de rampes 50 opposées en diagonale des doubles rampes 48 des garnitures de frein 24, 28 inté- rieures et extérieures respectivement associées. Les autres garnitures de frein 24, 28 sont également écartées et poussées contre les surfaces de friction 18, 20 du disque de frein 12 pour le freiner. La force de friction exercée par le disque de frein 12 en rotation sur les garnitures de frein 24, 28 est absorbée par la garniture de frein extérieure 28, retenue dans la direction périphérique. When sliding the inner brake lining 24, the rollers 52 rotate half of the stroke in the peripheral direction that is to say the cage 56. In this way, the rollers 52 of the other brake linings 24 , 28 are moved in the circumferential direction and roll on the ramp-like surfaces 50 diagonally opposite the double ramps 48 of the respective inner and outer brake linings 24, 28 respectively. The other brake linings 24, 28 are also spaced apart and pushed against the friction surfaces 18, 20 of the brake disc 12 to brake it. The friction force exerted by the brake disc 12 rotating on the brake linings 24, 28 is absorbed by the outer brake lining 28, retained in the circumferential direction.
Comme cela a été décrit à propos des figures 1 et 2, les galets 52 et les doubles rampes 48 constituent des installations d'auto-amplification. Une force de friction exercée par le disque de frein 12 en rotation sur les garnitures de frein 24 intérieures poussées contre elles lors de l'actionnement du frein 10 est transformée du fait de la disposition inclinée des surfaces en forme de rampes 50 sur lesquelles roulent les galets 52 selon le principe de l'effet de coin en une force qui poussent les garnitures de frein intérieures 24 vers l'intérieur et les garnitures de frein extérieures 28 vers l'extérieur. Cette force constitue la force d'application amplifiant la poussée exercée par l'installation d'actionnement. Dans le cas également du frein à friction de la figure 6, le couplage des garnitures de frein 24, 28 dans la direction périphérique par les galets 52 et la cage 56 crée un montage en série des garnitures de frein intérieures 24 et des garnitures de frein extérieures 28 qui grâce à l'effet d'auto-amplification du frein à friction 10 est augmenté d'un multiple sans augmenter le risque d'autoblocage. Dans la variante du frein à friction 10 représenté à la figure 7, par As has been described with reference to FIGS. 1 and 2, the rollers 52 and the double ramps 48 constitute self-amplification systems. A friction force exerted by the brake disk 12 in rotation on the inner brake linings 24 pushed against them during the actuation of the brake 10 is transformed due to the inclined disposition of the ramp-like surfaces 50 on which the rollers 52 according to the principle of the wedge effect in a force which push the inner brake linings 24 inwards and the outer brake linings 28 outwards. This force is the application force amplifying the thrust exerted by the actuating installation. In the case also of the friction brake of FIG. 6, the coupling of the brake linings 24, 28 in the circumferential direction by the rollers 52 and the cage 56 creates a series assembly of the inner brake linings 24 and the brake linings. 28 which thanks to the self-amplifying effect of the friction brake 10 is increased by a multiple without increasing the risk of self-locking. In the variant of the friction brake 10 shown in FIG.
rapport au frein de la figure 6, il n'y a plus de cage 56 et le couplage des garnitures de frein 24, 28 se fait par des barres de cou-plage 62. Les barres de couplage sont articulées aux extrémités en regard d'un support intérieur 30 et d'un support extérieur 34 et assurent le montage en série des garnitures de frein intérieures 24 et des garnitures de frein extérieures 28. Pour le reste, les freins à friction 10 des figures 6 et 7 sont identiques et fonctionnent de la même manière. Pour la description de la figure 7, on se reportera à cet effet à la description donnée à propos de la figure 6. compared to the brake of FIG. 6, there is no longer a cage 56 and the coupling of the brake linings 24, 28 is done by neck-bearing bars 62. The coupling bars are articulated at the ends facing each other. an inner support 30 and an outer support 34 and ensure the series assembly of the inner brake linings 24 and the outer brake linings 28. For the rest, the friction brakes 10 of Figures 6 and 7 are identical and operate from the same way. For the description of FIG. 7, reference will be made to the description given with reference to FIG.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410055243 DE102004055243A1 (en) | 2004-11-16 | 2004-11-16 | Friction brake for motor vehicle, has double ramp and ramp surfaces forming self-amplification installation that is connected in series with brake linings, exerts application force on linings and pushes linings against brake disk |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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