FR2583842A1

FR2583842A1 - Device for mechanically and hydraulically actuating a ring brake

Info

Publication number: FR2583842A1
Application number: FR8608870A
Authority: FR
Inventors: Christoph Beuerle; Klaus Hillen
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1985-06-20
Filing date: 1986-06-19
Publication date: 1986-12-26
Also published as: IT8620825A0; IT1204392B; DE8517975U1; FR2583842B3

Abstract

Device for mechanically and hydraulically actuating a ring brake. A hollow piston 20 is guided in a cylinder 10 and is passed through by a rod divided into an external segment 30 and an internal segment 40 which are articulated. The outer segment 30 is guided in a guide piece 24 fixed to the cylinder 10 and bears on the piston 20 solely in the axial direction. The internal segment 40 carries a movement converter 44 in the form of an expansion wedge, which causes two pressure plates 50, 52 to rotate in opposite directions in a casing 12 so as to bring about a braking effect. The internal segment 40 bears in a dish 38 on the internal end of the external segment 30. The transverse components of the force exerted by the internal segment 40 on the external segment 30 during clamping of the brake are absorbed by the guide piece 24 without stressing the piston 20.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'actionnement mécanique et hydraulique de frein couronne, comportant - un cylindre réalisé pour être fixé sur un carter de frein - un piston creux, guidé dans le cylindre, et - une tige qui traverse le piston, prend appui sur lui, présente à l'extérieur et radialement par rapport au carter de frein un moyen de fixation d'un organe de commande extérieur, et est reliée à l'intérieur à un convertisseur de mouvement, qui transforme des mouvements longitudinaux de la tige en débattements angulaires de plateaux presseurs du frein. The present invention relates to a mechanical and hydraulic actuation device for a crown brake, comprising - a cylinder designed to be fixed on a brake housing - a hollow piston, guided in the cylinder, and - a rod which passes through the piston, is supported thereon, on the outside and radially with respect to the brake housing, a means of fixing an external control member, and is connected on the inside to a motion converter, which transforms longitudinal movements of the rod into angular deflections of brake pressure plates.

Dans un dispositif d'actionnement connu de ce type (brevet de la République fédérale d'Allemagne nO 2 127 396), le piston creux est un piston étagé qui présente son plus grand diamètre à son extrémité extérieure par rapport au frein. Une coupelle est disposée sur cette extrémité du piston et sert d'appui à une extrémité sphdri- que correspondante d'un manchon articulé sur un levier monté sur le cylindre et constituant un organe de commande extérieur. La tige, fixée de façon réglable sur le manchon, traverse ce dernier, la coupelle et le piston, et pénètre dans le carter de frein où deux bielettes la relient avec articulation chacune à un plateau presseur.Les deux bielettes forment un convertisseur de mouvement, qui fait tourner les deux plateaux presseurs en sens inverse quand la tige est tirée vers l'extérieur, hydrauliquement, par un mouvement vers l'extérieur du piston, ou mécaniquement, par un pivotement du levier. Dans les deux cas, les plateaux presseurs du frein sont écartés axialement par leur débattement angulaire produit par des corps expansibles disposés entre eux, appliquent les disques de frein sur les parois du carter et provoquent ainsi un freinage. A chaque freinage, les deux plateaux presseurs tournent d'un certain angle dans le sens de rotation des disques de frein, jusqu'à ce qu'une saillie d'un des plateaux presseurs s'applique contre un épaulement du carter de frein. Pendant cette rotation commune des deux plateaux presseurs, la tige s'incline par rapport à l'axe du piston.Tout nouvel effort de commande exercé par le piston sur la tige, par l'intermédiaire de la coupelle et du manchon, produit un effort de réaction présentant une composante radiale par rapport au piston. Cette composante fait que les surfaces de guidage et les garnitures du piston sont sollicitées irrégulièrement, et s'usent par suite irrégulièrement dans le temps, de sorte que le piston risque de frotter et de présenter des fuites. Il en est de même quand le convertisseur de mouvement est constitué de façon connue par un coin expansible au lieu de bielettes (brevet de la République fédérale d'Allemagne nO 1 239 147). In a known actuating device of this type (patent of the Federal Republic of Germany No. 2 127 396), the hollow piston is a stepped piston which has its largest diameter at its outer end relative to the brake. A cup is arranged on this end of the piston and serves to support a corresponding spherical end of a sleeve articulated on a lever mounted on the cylinder and constituting an external control member. The rod, fixed in an adjustable way on the sleeve, crosses the latter, the cup and the piston, and enters the brake casing where two connecting rods connect it with articulation each to a pressure plate. The two connecting rods form a motion converter, which rotates the two pressure plates in opposite directions when the rod is pulled outwards, hydraulically, by an outward movement of the piston, or mechanically, by a pivoting of the lever. In both cases, the brake pressure plates are separated axially by their angular movement produced by expansible bodies arranged between them, apply the brake discs to the walls of the housing and thus cause braking. At each braking, the two pressure plates rotate by a certain angle in the direction of rotation of the brake discs, until a projection of one of the pressure plates is applied against a shoulder of the brake housing. During this joint rotation of the two pressure plates, the rod inclines relative to the axis of the piston. Any new control force exerted by the piston on the rod, via the cup and the sleeve, produces a force reaction having a radial component with respect to the piston. This component causes the guide surfaces and the linings of the piston to be stressed irregularly, and consequently wear irregularly over time, so that the piston risks rubbing and presenting leaks. The same applies when the motion converter is formed in a known manner by an expandable wedge instead of connecting rods (patent of the Federal Republic of Germany No. 1,239,147).

L'invention vise par suite à développer un dispositif d'actionnement du type précédemment décrit, de façon que le piston et ses garnitures, ainsi que les faces correspondantes d'étanchéité et de guidage dans le cylindre soient ménagées, et présentent ainsi une durée de vie importante. The invention therefore aims to develop an actuation device of the type described above, so that the piston and its linings, as well as the corresponding sealing and guide faces in the cylinder are provided, and thus have a duration of important life.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention - une pièce de guidage est fixée sur le cylindre et présente un guide parallèle à l'axe du piston - la tige est divisée en un tronçon extérieur et un tronçon intérieur, articulés l'un sur l'autre et dont - le tronçon extérieur est guidé dans le guide et prend appui sur le piston uniquement dans le sens axial, tandis que - le tronçon intérieur effectue un mouvement'pendulaire correspondant à la possibilité de rotation des plateaux presseurs. According to an essential characteristic of the invention - a guide piece is fixed to the cylinder and has a guide parallel to the axis of the piston - the rod is divided into an outer section and an inner section, articulated one on the other and of which - the outer section is guided in the guide and bears on the piston only in the axial direction, while - the inner section performs a pendulum movement corresponding to the possibility of rotation of the pressing plates.

Le piston et ses garnitures,ainsiqueles faces correspondantes d'étanchéité et de guidage dans le cylindre sont ainsi largement, sinon totalement exempts d'efforts radiaux. The piston and its linings, as well as the corresponding sealing and guide faces in the cylinder are thus largely, if not completely free of radial forces.

Selon une autre caractéristique de l'invent ion, - le piston présente un épaulement ; - une tête est formée sur le tronçon extérieur de la tige, prend appui d'un côté sur l'épaulement du piston et forme de l'autre côté un appui pour le tronçon intérieur de la tige et - la pièce de guidage s'étend avec son guide à l'intérieur du piston, jusqu'à proximité de l'épaulement de ce dernier. According to another characteristic of the invention, - the piston has a shoulder; - A head is formed on the outer section of the rod, is supported on one side on the shoulder of the piston and forms on the other side a support for the inner section of the rod and - the guide piece extends with its guide inside the piston, close to the shoulder of the latter.

Le piston peut être étagé,commedansledispositif dactionnement du type précédemment décrit. Dans ce cas, et selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention - le piston présente son plus grand.diam8tre à son extrémité intérieure par rapport au carter de frein, et - une coupelle est réalisée sur la tête du tronçon extérieur de la tige, comme appui pour une extrémité sphérique correspondante du tronçon intérieur de la tige. The piston can be stepped, like in the actuation device of the type previously described. In this case, and according to another advantageous characteristic of the invention - the piston has its greatest diameter at its inner end relative to the brake housing, and - a cup is produced on the head of the external section of the rod, as support for a corresponding spherical end of the inner section of the rod.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la pièce de guidage est vissée dans le cylindre et affleure le piston. According to another characteristic of the invention, the guide piece is screwed into the cylinder and is flush with the piston.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est la coupe d'un frein à couronne avec un dispositif d'actionnement conforme à l'invention, selon un plan normal à l'axe du frein et contenant l'axe du dispositif d'actionnement la figure 2 est la coupe partielle suivant l'axe II-II de la figure 1 la figure 3 est la coupe partielle suivant l'axe III-III de la figure 2 ; et la figure 4 représente une partie de la figure 3, mais après serrage du frein. Other characteristics and advantages of the invention will be better understood with the aid of the detailed description below of an exemplary embodiment and of the appended drawings in which FIG. 1 is the section of a crown brake with a actuation device according to the invention, along a plane normal to the axis of the brake and containing the axis of the actuation device Figure 2 is the partial section along the axis II-II of Figure 1 Figure 3 is the partial section along the axis III-III of Figure 2; and Figure 4 shows part of Figure 3, but after applying the brake.

Le dispositif d'actionnement de frein, représenté en totalité à la figure 1 et partiellement aux figures 2 à 4, comprend un cylindre 10 qui est vissé sur un carter de frein 12 et présente une bride 14 à cet effet . Le cylindre 10 comprend un alésage étagé 16, radial par rapport au carter de frein 12 et qui présente son plus grand diamètre sur l'extrémité du cylindre 10 intérieure par rapport au carter 12. L'alésage 16 présente dans sa zone médiane étagée une entrée 18 de fluide de pression, simplement schématisée, et contient un piston étagé 20, qui produit un effort dirigé radialement vers l'intérieur du carter 12 de frein quand du liquide de freinage sous pression est introduit par l'orifice d'entrée. The brake actuation device, shown entirely in Figure 1 and partially in Figures 2 to 4, comprises a cylinder 10 which is screwed onto a brake housing 12 and has a flange 14 for this purpose. The cylinder 10 comprises a stepped bore 16, radial relative to the brake housing 12 and which has its largest diameter on the end of the inner cylinder 10 relative to the housing 12. The bore 16 has in its stepped middle zone an inlet 18 of pressure fluid, simply shown diagrammatically, and contains a stepped piston 20, which produces a force directed radially towards the inside of the brake casing 12 when pressurized brake fluid is introduced through the inlet orifice.

Le piston 20 est creux et présente un épaulement intérieur 22 dans sa partie centrale. Une pièce de guidage 24 en forme de manchon est vissée dans le cylindre 10, à l'extérieur du piston 20 et radialement par rapport au carter de frein 12 ; elle présente un guide 26 sous forme d'un alésage cylindrique lisse, et est fixée au cylindre 10 par un soufflet de caoutchouc 28. The piston 20 is hollow and has an internal shoulder 22 in its central part. A sleeve-shaped guide piece 24 is screwed into the cylinder 10, outside the piston 20 and radially with respect to the brake housing 12; it has a guide 26 in the form of a smooth cylindrical bore, and is fixed to the cylinder 10 by a rubber bellows 28.

Un tronçon extérieur cylindrique 30 de la tige est guidé dans le guide 26 et présente extérieurement un moyen de fixation 32 sous forme d'une chape vissée pour un organe de commande 34 extérieur, monté en pivotement dans cette chape. La pièce de guidage 24 munie de son guide 26 s'étend avec un jeu radial à l'intérieur au piston 20, jusqu'à l'épaulement 22 de ce dernier. Le tronçon extérieur 30 de la tige s'étend au-deld, à travers l'épaulement 22, et présente de l'autre côté, au-dessous de cet épaulement sur la figure 1, une tête 36 qui prend appui radialement sur ledit épaulement, mais présente un jeu radial à l'intérieur du piston 20. Une coupelle 38 est formée sur le côté intérieur de la tête 36, c'est-d-dire le côté inférieur sur la figure 1. A cylindrical outer section 30 of the rod is guided in the guide 26 and externally has a fixing means 32 in the form of a screwed yoke for an external control member 34, pivotally mounted in this yoke. The guide piece 24 provided with its guide 26 extends with a radial clearance inside the piston 20, up to the shoulder 22 of the latter. The outer section 30 of the rod extends beyond, through the shoulder 22, and has on the other side, below this shoulder in FIG. 1, a head 36 which bears radially on said shoulder , but has a radial clearance inside the piston 20. A cup 38 is formed on the inside of the head 36, that is to say the bottom side in FIG. 1.

Un tronçon intérieur 40 de la tige, prévu dans le prolongement du tronçon extérieur 30, présente une extrémité extérieure sphérique 42, prenant appui dans la coupelle 38, tandis que l'extrémité intérieure par rapport au carter 12 de frein, dans lequel elle pénètre, est solidaire d'un convertisseur de mouvement 44 ou est réalisée en une seule pièce avec ce dernier. Dans l'exemple représenté, le convertisseur de mouvement 44 est un coin expansible avec deux glissières 46, qui convergent radialement vers l'intérieur du carter 12 de frein et interagissent chacune avec une bille 48. Les deux billes 48 sont affectées chacune à un plateau presseur 50 ou 52, sur lequel est réalisée une glissière radiale correspondante 54 ou 56. An inner section 40 of the rod, provided in the extension of the outer section 30, has a spherical outer end 42, bearing in the cup 38, while the inner end relative to the brake housing 12, into which it penetrates, is integral with a motion converter 44 or is made in one piece with the latter. In the example shown, the motion converter 44 is an expandable corner with two slides 46, which converge radially towards the inside of the brake housing 12 and each interact with a ball 48. The two balls 48 are each assigned to a plate presser 50 or 52, on which a corresponding radial slide 54 or 56 is produced.

Les deux plateaux presseurs 50 et 52 sont centrés par trois épaulements 58, 60 et 62 du carter 12 de frein, s' étendant radialement vers l'intérieur, et leur rotation dans le sens inverse ou dans le sens des aiguilles d'une montre est limitée par l'épaulement 58 ou 60. Des gorges 64 ou 66 en forme de rampe, en regard deux par deux, sont réalisées de façon classique dans les faces frontales en regard des plateaux presseurs 50 et 52. The two pressure plates 50 and 52 are centered by three shoulders 58, 60 and 62 of the brake casing 12, extending radially inwards, and their rotation in the opposite direction or in the clockwise direction is limited by the shoulder 58 or 60. Grooves 64 or 66 in the form of a ramp, facing two by two, are produced in a conventional manner in the front faces facing the pressure plates 50 and 52.

Chaque paire de gorges 64, 66 contient une bille 68 ; les billes 68 écartent axialement les plateaux presseurs 50 et 52, contre la force de rappel exercée par des ressorts de traction 70, quand ils tournent en sens inverse. Un ressort de compression 72 conique prend appui sur chaque plateau presseur 50 ou 52 pour le rappel des billes 48 et du convertisseur de mouvement 44.Each pair of grooves 64, 66 contains a ball 68; the balls 68 axially separate the pressing plates 50 and 52 against the restoring force exerted by tension springs 70, when they rotate in the opposite direction. A conical compression spring 72 is supported on each pressure plate 50 or 52 for the return of the balls 48 and the motion converter 44.

Des disques de frein 74, disposés axialement à côté des plateaux presseurs 50 et 52, sont reliés à un arbre 76 à freiner pour rotation commune, mais mobiles axialement ; un anneau intermédiaire 78 mobile axialement mais bloqué en rotation est disposé entre deux disques de frein 74 voisins dans le carter 12. Brake discs 74, arranged axially next to the pressing plates 50 and 52, are connected to a shaft 76 to be braked for common rotation, but axially movable; an intermediate ring 78 movable axially but locked in rotation is disposed between two adjacent brake discs 74 in the casing 12.

Lorsque le tronçon intérieur 40 de la tige est repoussé vers l'intérieur par le tronçon extérieur 30, lors de la commande mécanique du frein par pivotement de l'organe de commande 34, ou par le piston 20 lors de la commande hydraulique, le convertisseur de mouvement 44 pénètre ainsi plus profondément entre les billes 48, comme le montre la figure 4, de sorte que les plateaux presseurs 50 et 52, tournant en sens inverse, sont écartés axialement par les billes 48, puis entraînés par les disques de frein 74 dans leur sens de rotation; le tronçon intérieur 40 de la tige s'incline en conséquence, de sorte que la force de réaction qu'il transmet par son extrémité sphérique 42 à la coupelle 38 présente une composante radiale.Cette composante radiale ne sollicite pas le piston 20, car elle est transmise au carter de frein 12 par le tronçon extérieur 30 de la tige, la pièce de guidage 24 et le cylindre 10. When the inner section 40 of the rod is pushed inward by the outer section 30, during the mechanical control of the brake by pivoting of the control member 34, or by the piston 20 during the hydraulic control, the converter 44 thus penetrates more deeply between the balls 48, as shown in FIG. 4, so that the pressure plates 50 and 52, rotating in opposite directions, are axially separated by the balls 48, then driven by the brake discs 74 in their direction of rotation; the inner section 40 of the rod tilts accordingly, so that the reaction force which it transmits through its spherical end 42 to the cup 38 has a radial component. This radial component does not stress the piston 20, because it is transmitted to the brake casing 12 by the external section 30 of the rod, the guide piece 24 and the cylinder 10.

Le dispositif d'actionnement selon l'invention peut être monté ultérieurement sur le frein entièrement assemblé. Pour ce faire, et si cette opération n'a pas déjà été effectuée lors de l'assemblage du frein, les ressorts de compression 72 coniques et les billes 48 sont mis en place ; le convertisseur de mouvement 44 en forme de coin est ensuite inséré entre les billes 48, puis la bride 14 du cylindre 10 est vissée sur le carter de frein 12. La forme conique des ressorts de compression 72 est particulièrement avantageuse lors de l'assemblage comme en service, car les spires s'imbriquent les unes dans les autres de façon compacte lors de la compression des ressorts. The actuating device according to the invention can be subsequently mounted on the fully assembled brake. To do this, and if this operation has not already been carried out during the assembly of the brake, the conical compression springs 72 and the balls 48 are put in place; the wedge-shaped motion converter 44 is then inserted between the balls 48, then the flange 14 of the cylinder 10 is screwed onto the brake housing 12. The conical shape of the compression springs 72 is particularly advantageous during assembly as in service, because the coils nest in each other in a compact way during the compression of the springs.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement b-titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art to the principle and to the devices which have just been described solely by way of nonlimiting examples, without departing from the scope of the invention.

Claims

1.- Mechanical and hydraulic actuation device for crown brake, comprising

- a cylinder (10) made to be fixed on a brake housing (12)

- a hollow piston (20), guided in the cylinder (10)

- a rod (30, 40) which passes through the piston (20), bears on it, has on the outside and radially with respect to the brake housing (12) a means of fixing (32) of a control member (34) outside, and is connected inside to a motion converter (44), which transforms longitudinal movements of the rod (30, 40) into angular deflections of pressure plates (50, 52) of the brake, characterized in what

a guide piece (24) is fixed to the cylinder (10) and has a guide (26) parallel to the axis of the piston (20),

- the rod (30, 40) is divided into an outer section and an inner section, articulated one on the other and of which

- The outer section (30) is guided in the guide (26) and bears on the piston (20) only in the axial direction, while

- The inner section (40) performs a pendulum movement corresponding to the possibility of rotation of the pressure plates (50, 52).

2.- actuation device according to claim 1, characterized in that

- The piston (20) has a shoulder (22);

- A head (36) is formed on the outer section (30) of the rod, bears on one side on the shoulder (22) of the piston (20) and forms on the other side a support for the inner section (40) of the rod; and

- The guide piece (24) extends with its guide (26) inside the piston (20), near the shoulder (22) of the latter.

3.- actuation device according to claim 2, the piston (20) of which is stepped and characterized in that

- The piston (20) has its largest diameter at its inner end relative to the brake housing (12); and

- A cup (38) is produced on the head (36) of the external section (30) of the rod, as support for a spherical end (42) corresponding to the internal section (40) of the rod.

4. An actuating device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the guide piece (24) is screwed into the cylinder (10) and is flush with the piston (20).