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FR3149657A1 - Rotating hydraulic machine equipped with braking devices - Google Patents

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Publication number
FR3149657A1
FR3149657A1 FR2305804A FR2305804A FR3149657A1 FR 3149657 A1 FR3149657 A1 FR 3149657A1 FR 2305804 A FR2305804 A FR 2305804A FR 2305804 A FR2305804 A FR 2305804A FR 3149657 A1 FR3149657 A1 FR 3149657A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
brake piston
discs
static
machine
machine according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR2305804A
Other languages
French (fr)
Inventor
Bernard QUERTELET Stéphane
Jérémy Gérard RESPECTE
Ulrich Raynald MOUKOLO SAMBA
Gilles Grillon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Poclain Hydraulics Industrie
Original Assignee
Poclain Hydraulics Industrie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Poclain Hydraulics Industrie filed Critical Poclain Hydraulics Industrie
Priority to FR2305804A priority Critical patent/FR3149657A1/en
Priority to PCT/EP2024/065762 priority patent/WO2024251961A1/en
Publication of FR3149657A1 publication Critical patent/FR3149657A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/24Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member
    • F16D55/26Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member without self-tightening action
    • F16D55/36Brakes with a plurality of rotating discs all lying side by side
    • F16D55/40Brakes with a plurality of rotating discs all lying side by side actuated by a fluid-pressure device arranged in or one the brake
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0057Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
    • F04C15/0084Brakes, braking assemblies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00Type of actuator operation force
    • F16D2121/02Fluid pressure
    • F16D2121/12Fluid pressure for releasing a normally applied brake, the type of actuator being irrelevant or not provided for in groups F16D2121/04 - F16D2121/10

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

La machine hydraulique tournante (100) comprend : - un carter (2), - un arbre (20) monté mobile à rotation par rapport au carter, - des disques (25) de frein configurés pour immobiliser à rotation l’arbre par rapport au carter, - un piston de frein statique (30) configuré pour engendrer une compression des disques (25) sous l’effet d’un organe de rappel (32), et - un piston de frein dynamique (40) configuré pour engendrer une compression des disques sous l’effet d’une pression de fluide, la machine étant configurée de sorte que le piston de frein statique (30) engendre la compression des disques indépendamment du piston de frein dynamique (40). Figure de l’abrégé : Fig. 2 The rotating hydraulic machine (100) comprises: - a housing (2), - a shaft (20) mounted so as to be rotatable relative to the housing, - brake discs (25) configured to immobilize the shaft in rotation relative to the housing, - a static brake piston (30) configured to generate a compression of the discs (25) under the effect of a return member (32), and - a dynamic brake piston (40) configured to generate a compression of the discs under the effect of a fluid pressure, the machine being configured such that the static brake piston (30) generates the compression of the discs independently of the dynamic brake piston (40). Abstract figure: Fig. 2

Description

Machine hydraulique tournante munie d'organes de freinageRotating hydraulic machine equipped with braking devices DOMAINE DE L’INVENTIONFIELD OF THE INVENTION

L'invention concerne les machines hydrauliques tournantes et leurs organes de freinage.The invention relates to rotating hydraulic machines and their braking members.

ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

On connait du document FR-3 048 042 une machine hydraulique tournante équipée d’un frein comprenant des disques configurés pour immobiliser à rotation l’arbre par rapport au carter. Un piston de frein statique permet de comprimer les disques les uns contre les autres sous l’effet d’un organe de rappel. Une application de pression de fluide permet de compenser l’effort de rappel et d’autoriser la rotation de l’arbre. Il s’agit d’un frein de parking, frein négatif ou encore frein d’urgence.Document FR-3 048 042 discloses a rotating hydraulic machine equipped with a brake comprising disks configured to immobilize the shaft in rotation relative to the housing. A static brake piston is used to compress the disks against each other under the effect of a return member. An application of fluid pressure is used to compensate for the return force and to allow the shaft to rotate. This is a parking brake, negative brake or even an emergency brake.

On connait d’autre part des machines hydrauliques équipées d’un piston de frein dynamique assurant la compression des disques sous l’effet d’une pression de fluide. Il s’agit d’un frein de service ou frein positif.We also know of hydraulic machines equipped with a dynamic brake piston ensuring the compression of the discs under the effect of fluid pressure. This is a service brake or positive brake.

Un but de l’invention est de fournir une machine équipée de moyens de freinage dont l’agencement est plus efficace.An object of the invention is to provide a machine equipped with braking means whose arrangement is more efficient.

A cet effet, on prévoit une machine hydraulique tournante comprenant :For this purpose, a rotating hydraulic machine is provided comprising:

- un carter,- a crankcase,

- un arbre monté mobile à rotation par rapport au carter,- a shaft mounted mobile in rotation relative to the casing,

- des disques de frein configurés pour immobiliser à rotation l’arbre par rapport au carter,- brake discs configured to immobilize the shaft in rotation relative to the housing,

- un piston de frein statique configuré pour engendrer une compression des disques sous l’effet d’un organe de rappel, et- a static brake piston configured to generate compression of the discs under the effect of a return member, and

- un piston de frein dynamique configuré pour engendrer la compression des disques sous l’effet d’une pression de fluide,- a dynamic brake piston configured to generate compression of the discs under the effect of fluid pressure,

la machine étant configurée de sorte que le piston de frein statique engendre la compression des disques indépendamment du piston de frein dynamique.the machine being configured so that the static brake piston generates the compression of the discs independently of the dynamic brake piston.

La machine pourra présenter en outre au moins l’une des caractéristiques suivantes :The machine may also have at least one of the following characteristics:

. elle est configurée de sorte que le piston de frein dynamique engendre la compression des disques indépendamment du piston de frein statique.. it is configured so that the dynamic brake piston generates the compression of the discs independently of the static brake piston.

. elle comprend un organe d’appui configuré pour :. it includes a support member configured to:

- être en appui contre le piston de frein statique sans être en appui axial contre le piston de frein dynamique par référence à une direction axiale de la machine, et- be in abutment against the static brake piston without being in axial abutment against the dynamic brake piston by reference to an axial direction of the machine, and

- être en appui contre le piston de frein dynamique sans être en appui axial contre le piston de frein statique.- be in support against the dynamic brake piston without being in axial support against the static brake piston.

. l’organe d’appui ou le piston de frein dynamique traverse un orifice du piston de frein statique en s’étendant de deux côtés du piston de frein statique opposés l’un à l’autre suivant la direction axiale.. the support member or the dynamic brake piston passes through an orifice of the static brake piston by extending from two sides of the static brake piston opposite each other in the axial direction.

. la machine est configurée de sorte qu’un ratio d’une poussée produite par l’organe d’appui contre le piston de frein dynamique sous l’effet d’un fluide provenant d’une chambre de défreinage sur une poussée produite par le piston de frein dynamique contre l’organe d’appui par la pression de fluide est inférieur à 15%, de préférence inférieur à 10%, et par exemple inférieur à 5%.. the machine is configured such that a ratio of a thrust produced by the support member against the dynamic brake piston under the effect of a fluid coming from a brake release chamber to a thrust produced by the dynamic brake piston against the support member by the fluid pressure is less than 15%, preferably less than 10%, and for example less than 5%.

. l’organe d’appui ou le piston de frein dynamique a une forme en « T ».. the support member or dynamic brake piston has a “T” shape.

. le piston de frein statique est interposé entre le piston de frein dynamique et les disques.. the static brake piston is interposed between the dynamic brake piston and the discs.

. le piston de frein dynamique est monté coulissant dans une pièce d’extrémité du carter.. the dynamic brake piston is slidably mounted in an end piece of the housing.

. le piston de frein statique est monté coulissant dans la pièce d’extrémité du carter.. the static brake piston is slidably mounted in the end piece of the housing.

. la machine comprend une valve configurée pour évacuer du fluide parcourant les disques et provenant d’une chambre de défreinage délimitée par le piston de frein statique, la valve étant configurée pour ne pas évacuer le fluide lorsque le piston de frein statique engendre la compression des disques.. the machine includes a valve configured to discharge fluid flowing through the discs and coming from a braking chamber delimited by the static brake piston, the valve being configured not to discharge the fluid when the static brake piston causes compression of the discs.

. la valve est montée dans l’arbre et l’arbre présente un conduit radial mettant en communication la chambre de défreinage avec la valve.. the valve is mounted in the shaft and the shaft has a radial conduit connecting the brake chamber with the valve.

. la machine comprend une restriction de débit en aval de la valve.. the machine includes a flow restriction downstream of the valve.

On prévoit également selon l’invention un véhicule ou engin comprenant au moins une machine selon l’invention.The invention also provides a vehicle or machine comprising at least one machine according to the invention.

On peut prévoir que le véhicule ou engin comprend :It can be expected that the vehicle or machine includes:

- un organe de commande de freinage configuré pour commander une application de la pression de fluide sur le piston de frein dynamique et/ou- a brake control member configured to control an application of fluid pressure to the dynamic brake piston and/or

- un organe de commande de freinage configuré pour interrompre une application d’une pression de fluide sur le piston de frein statique.- a brake control member configured to interrupt an application of fluid pressure to the static brake piston.

On peut prévoir que le véhicule ou engin comprend une pompe hydraulique configurée pour produire la pression de fluide.The vehicle or machine may be provided to include a hydraulic pump configured to produce fluid pressure.

On prévoit enfin selon l’invention un procédé de freinage d’une machine hydraulique tournante, procédé dans lequel:Finally, according to the invention, there is provided a method of braking a rotating hydraulic machine, in which method:

- un piston de frein dynamique engendre une compression de disques de frein afin d’immobiliser à rotation un arbre de la machine par rapport à un carter de la machine sous l’effet d’une pression de fluide, et- a dynamic brake piston generates a compression of brake discs in order to immobilize a shaft of the machine in rotation relative to a casing of the machine under the effect of fluid pressure, and

- un piston de frein statique engendre une compression des disques sous l’effet d’un organe de rappel et indépendamment du piston de frein statique.- a static brake piston causes compression of the discs under the effect of a return organ and independently of the static brake piston.

DESCRIPTION DES FIGURESDESCRIPTION OF FIGURES

Nous allons maintenant présenter des modes de réalisation de l'invention à titre d'exemples non-limitatifs à l'appui des dessins sur lesquels :We will now present embodiments of the invention as non-limiting examples in support of the drawings in which:

- la est une vue en coupe axiale d’une machine hydraulique tournante,- there is an axial sectional view of a rotating hydraulic machine,

- la est une vue similaire montrant une partie d’une machine selon un premier mode de réalisation de l’invention ;- there is a similar view showing a part of a machine according to a first embodiment of the invention;

- les figures 3 à 5 sont des exemples d’engin comprenant une telle machine ;- figures 3 to 5 are examples of equipment comprising such a machine;

- la est une vue d’un circuit de commande d’un véhicule ou d’un engin comprenant une telle machine ; et- there is a view of a control circuit of a vehicle or machine comprising such a machine; and

- les figures 7 et 8 illustrent deux autres modes de réalisation de la machine de l’invention.- figures 7 and 8 illustrate two other embodiments of the machine of the invention.

Dans toute la suite, un bar vaut 105Pa.Throughout the sequence, a bar is worth 10 5 Pa.

Premier mode de réalisationFirst embodiment

Nous allons présenter un premier mode de réalisation de l’invention en référence aux figures 1 et 2. La machine 100 selon ce premier mode de réalisation est par exemple du type de celle illustrée à la .We will present a first embodiment of the invention with reference to figures 1 and 2. The machine 100 according to this first embodiment is for example of the type illustrated in .

Agencement généralGeneral layout

Dans tout ce qui suit, sauf indication contraire, les pièces sont coaxiales, symétriques de révolution et centrées sur l’axe X de rotation de la machine, qui définit donc sa direction axiale.In all that follows, unless otherwise indicated, the parts are coaxial, symmetrical in revolution and centered on the X axis of rotation of the machine, which therefore defines its axial direction.

Il s’agit ici d’un moteur hydraulique tournant qui comprend un arbre 20 auquel peut être solidarisé le moyeu d’une roue R, et un système de frein configuré pour bloquer la rotation de l’arbre sur commande ou lorsque le système de frein n’est pas alimenté. Ainsi, par défaut, l’arbre 20 est immobilisé. Il s’étend selon l’axe longitudinal X et tourne en rotation autour de cet axe. Il est entrainé en rotation par des cannelures (non représentées sur les figures).This is a rotating hydraulic motor that comprises a shaft 20 to which the hub of a wheel R can be secured, and a brake system configured to block the rotation of the shaft on command or when the brake system is not powered. Thus, by default, the shaft 20 is immobilized. It extends along the longitudinal axis X and rotates around this axis. It is driven in rotation by splines (not shown in the figures).

Le moteur comprend un carter 2 comportant un couvercle de palier 3 et un couvercle de distribution 4. Il comprend un bloc-cylindres 6 à l’intérieur duquel sont disposés des pistons radiaux 8 montés coulissant à l’intérieur de leurs cylindres respectifs et équipés d’un galet de roulement à une extrémité. Le moteur comprend une came lobée 10, rigidement fixée au carter et sur laquelle roulent les pistons 8, effectuant ainsi un mouvement de va-et-vient à l’intérieur de leurs cylindres. Les cylindres sont alimentés en huile sous pression (pouvant aller jusqu’à 450 bars) et solidaires en rotation du bloc-cylindres 6. Ce dernier est solidaire en rotation de l’arbre 20, soit par une liaison fixe, soit par un embrayage. Des cannelures, non représentées, peuvent former une telle solidarisation.The engine comprises a crankcase 2 comprising a bearing cover 3 and a timing cover 4. It comprises a cylinder block 6 inside which are arranged radial pistons 8 mounted sliding inside their respective cylinders and equipped with a roller at one end. The engine comprises a lobed cam 10, rigidly fixed to the crankcase and on which the pistons 8 roll, thus performing a reciprocating movement inside their cylinders. The cylinders are supplied with pressurized oil (up to 450 bars) and rotationally secured to the cylinder block 6. The latter is rotationally secured to the shaft 20, either by a fixed connection or by a clutch. Splines, not shown, can form such a connection.

Des alimentations haute pression et basse pression 16, 18 se trouvent dans le couvercle de distribution 4, et plus précisément dans un distributeur 12. Le couvercle de distribution 4 recouvre le distributeur en étant situé radialement à l’extérieur.High pressure and low pressure supplies 16, 18 are located in the distribution cover 4, and more precisely in a distributor 12. The distribution cover 4 covers the distributor while being located radially to the outside.

De l’autre côté du bloc-cylindres 6, le couvercle de palier 3 protège des paliers 14, 15 qui permettent la rotation de l’arbre tout en faisant office de transmission de l’effort vers le carter du moteur, le carter étant solidaire du châssis du véhicule. Plusieurs types de moteurs existent en ce qui concerne l’architecture des paliers (reprise d’effort via l’arbre ou le moyeu de la roue) et ne seront pas détaillés ici. L’arbre 20 est par exemple relié à la roue R par le biais d’un moyeu/fusée situé en extrémité externe 24 de l’arbre 20 et comprenant des orifices pour recevoir des vis solidarisant la roue. Plus généralement, l’extrémité externe 24 fait office de sortie pour l’arbre moteur 20, et forme le point de récupération du couple produit par le moteur.On the other side of the cylinder block 6, the bearing cover 3 protects bearings 14, 15 which allow the rotation of the shaft while acting as a transmission of the force to the engine casing, the casing being secured to the chassis of the vehicle. Several types of engines exist with regard to the architecture of the bearings (resumption of force via the shaft or the hub of the wheel) and will not be detailed here. The shaft 20 is for example connected to the wheel R by means of a hub/stub axle located at the external end 24 of the shaft 20 and comprising holes for receiving screws securing the wheel. More generally, the external end 24 acts as an output for the drive shaft 20, and forms the recovery point of the torque produced by the engine.

Les organes de frein peuvent être positionnés en extrémité interne 26 de l’arbre. Par interne, on entend l’extrémité opposée à l’extrémité externe 24. Dans le cas d’une assistance hydraulique en couple, cette extrémité interne est située le plus à l’intérieur du véhicule.The brake members can be positioned at the internal end 26 of the shaft. By internal, we mean the end opposite the external end 24. In the case of hydraulic torque assistance, this internal end is located furthest inside the vehicle.

Il est aussi possible que l’arbre 20 s’arrête au niveau du bloc-cylindres 6 et soit prolongé par un arbre de frein 30, lui-même entrainé par le bloc-cylindres, comme illustré à la . L’arbre de frein 30 peut donc être distinct de l’arbre moteur 20. Les deux arbres sont liés par les cannelures du bloc-cylindres. L’engagement de chaque arbre dans le bloc peut être inégal.It is also possible that the shaft 20 stops at the cylinder block 6 and is extended by a brake shaft 30, itself driven by the cylinder block, as illustrated in . The brake shaft 30 can therefore be separate from the drive shaft 20. The two shafts are connected by the splines of the cylinder block. The engagement of each shaft in the block can be unequal.

Les organes de freinageBraking organs

Nous allons maintenant décrire les moyens de freinage du premier mode de réalisation en référence à la . Sur la , ces moyens n’ont pas été illustrés en détail. La machine 100 comprend :We will now describe the braking means of the first embodiment with reference to the . On the , these means have not been illustrated in detail. The machine 100 comprises:

- des disques de frein 25 configurés pour immobiliser à rotation l’arbre 20 par rapport au carter 2,- brake discs 25 configured to immobilize the shaft 20 in rotation relative to the casing 2,

- un piston de frein statique 30 configuré pour engendrer une compression des disques 25 sous l’effet d’un organe de rappel 32, et- a static brake piston 30 configured to generate compression of the discs 25 under the effect of a return member 32, and

- un piston de frein dynamique 40 configuré pour engendrer une compression des disques sous l’effet d’une pression de fluide.- a dynamic brake piston 40 configured to generate compression of the discs under the effect of fluid pressure.

Les disques 25 forment deux séries de disques, à savoir une première série de disque 25 solidaires en rotation de l’arbre 20 et une deuxième série de disques 25 solidaires en rotation du carter 2. Les disques de la première série sont intercalés entre ceux de la deuxième. Tous les disques forment une pile unique suivant une direction parallèle à la direction axiale. Lorsque l’un des pistons de frein 30, 40 se rapproche des disques 25, il engendre leur serrage comme on le verra, provoquant ainsi l’immobilisation de l’arbre 20 par rapport au carter par friction des disques. Les disques 25 comprennent typiquement une garniture de frein remplaçable. Une autre possibilité consiste à prévoir que les disques de frein sont en acier nitruré.The discs 25 form two series of discs, namely a first series of discs 25 integral in rotation with the shaft 20 and a second series of discs 25 integral in rotation with the housing 2. The discs of the first series are intercalated between those of the second. All the discs form a single stack in a direction parallel to the axial direction. When one of the brake pistons 30, 40 approaches the discs 25, it causes them to clamp as will be seen, thus causing the immobilization of the shaft 20 relative to the housing by friction of the discs. The discs 25 typically comprise a replaceable brake lining. Another possibility is to provide that the brake discs are made of nitrided steel.

La machine 100 comprend un couvercle de frein 5 faisant partie du carter 2, et donc solidaire en particulier ici du couvercle de distribution 4. Le couvercle de frein 5, sensiblement de révolution, définit un volumeVà l’intérieur duquel sont logés les pistons de frein 30, 40. Une plaque ou capot 7 vient obturer longitudinalement une ouverture d’extrémité du couvercle 5. Elle est en appui sur le couvercle 5 et ferme le volumeV.The machine 100 comprises a brake cover 5 forming part of the casing 2, and therefore integral in particular here with the distribution cover 4. The brake cover 5, substantially of revolution, defines a volume V inside which the brake pistons 30, 40 are housed. A plate or cover 7 longitudinally closes an end opening of the cover 5. It rests on the cover 5 and closes the volume V.

Des joints d’étanchéité sont prévus pour éviter les fuites d’huile sous pression. On désigne par « étanchéité statique » une étanchéité qui subit de faibles mouvements, essentiellement en translation, et par « étanchéité dynamique » une étanchéité qui subit un mouvement de rotation à la vitesse de l’arbre du moteur. Les joints statiques sont plutôt des joints toriques ou quadrilobes, tandis que les joints dynamiques sont des bagues à lèvres ou des joints composites comportant un anneau de glissement et un contre-joint de mise en appui.Seals are provided to prevent oil leaks under pressure. A static seal is a seal that undergoes small movements, mainly in translation, and a dynamic seal is a seal that undergoes a rotational movement at the speed of the motor shaft. Static seals are more likely to be O-rings or quadrilobes, while dynamic seals are lip seals or composite seals comprising a sliding ring and a counter-seal for support.

Le piston de frein dynamiqueThe dynamic brake piston

Le piston de frein dynamique 40 a en l’espèce une forme de disque d’axe X-X. Il est monté dans un logement cylindrique borgne 44 de la plaque 7, ouvert en direction du volume interneVde la machine. Il est libre de tourner par rapport au carter autour de l’axe X-X et surtout de coulisser par rapport à la plaque 7 suivant la direction axiale. Un joint d’étanchéité statique 46 assure l’étanchéité entre le pourtour du piston 40 et la face interne du logement 44. Le joint 46 est reçu par exemple dans un logement annulaire du piston 40.The dynamic brake piston 40 has in this case a disk shape of axis XX. It is mounted in a blind cylindrical housing 44 of the plate 7, open towards the internal volume V of the machine. It is free to rotate relative to the casing around the axis XX and especially to slide relative to the plate 7 in the axial direction. A static seal 46 ensures the seal between the periphery of the piston 40 and the internal face of the housing 44. The seal 46 is received for example in an annular housing of the piston 40.

Le piston de frein statiqueThe static brake piston

Dans le volumeVest reçu le piston de frein statique 30. Il a une forme générale de disque d’axe X-X et plus précisément de couronne présentant un orifice central traversant 33. Il est lui aussi monté coulissant suivant la direction axiale X-X par rapport au couvercle 5 avec interposition d’un joint d’étanchéité statique 34 entre le pourtour du piston 30 et le couvercle. Le joint 34 est reçu par exemple dans un logement annulaire du couvercle 5. Le piston de frein statique 30 présente une surépaisseur en partie centrale sur sa face dirigée vers le piston de frein dynamique 40, et une surépaisseur en partie périphérique sur sa face dirigée en direction opposée.In volume V is received the static brake piston 30. It has the general shape of a disk with axis XX and more precisely of a crown having a central through hole 33. It is also mounted sliding in the axial direction XX relative to the cover 5 with the interposition of a static seal 34 between the periphery of the piston 30 and the cover. The seal 34 is received for example in an annular housing of the cover 5. The static brake piston 30 has an excess thickness in the central part on its face directed towards the dynamic brake piston 40, and an excess thickness in the peripheral part on its face directed in the opposite direction.

Un conduit d’arrivée d’huile 36 alimente une chambre de défreinage 38 délimitée entre le piston de frein statique 30 et le couvercle de frein 5 dans le volumeVet configurée pour que l’huile sous pression pousse ce piston en direction de la plaque 7 c’est-à-dire en direction opposée aux disques 25.An oil inlet pipe 36 supplies a brake release chamber 38 delimited between the static brake piston 30 and the brake cover 5 in the volume V and configured so that the pressurized oil pushes this piston in the direction of the plate 7, that is to say in the direction opposite the discs 25.

De l’autre côté du piston 30, l’organe de rappel 32 génère une contre-force qui a tendance à maintenir ce piston en position de freinage, c’est-à-dire avec les disques 25 pincés. Lorsque le système de frein n’est pas alimenté en huile sous pression, cet organe immobilise l’arbre 20 via le piston 30 et les disques. Il prend par exemple la forme d’une rondelle ou de ressorts. Il est logé dans une cavité ou chambre 39 dite sèche du volumeV, par opposition à la chambre de défreinage 38 qui reçoit de l’huile sous pression. La chambre sèche 39 et la chambre de défreinage 38 ne permettent pas d’échange de fluide entre elles. Elles sont formées par la division du volumeVpar le piston de frein statique 30 en deux sous-volumes. Par conséquent, elles sont situées longitudinalement de part et d’autre de ce piston.On the other side of the piston 30, the return member 32 generates a counterforce which tends to maintain this piston in the braking position, that is to say with the discs 25 pinched. When the brake system is not supplied with pressurized oil, this member immobilizes the shaft 20 via the piston 30 and the discs. It takes the form of a washer or springs, for example. It is housed in a cavity or chamber 39 called dry of the volume V , as opposed to the brake release chamber 38 which receives pressurized oil. The dry chamber 39 and the brake release chamber 38 do not allow fluid to be exchanged between them. They are formed by the division of the volume V by the static brake piston 30 into two sub-volumes. Consequently, they are located longitudinally on either side of this piston.

L’organe d’appuiThe support organ

La machine comprend en outre un organe d’appui 50 présentant en l’espèce une forme en « T ». Cet organe comprend dans cet exemple un flasque 52 ayant une forme générale de disque d’axe X-X présentant sur une face un rebord 53 s’étendant en regard des disques 25, et sur la face opposée un coulisseau central 54 de diamètreDtrès inférieur à celui du flasque 52 et formant sur cette face un relief en saillie. Ce coulisseau s’étend dans l’orifice du piston de frein statique 30. L’organe d’appui 50 traverse ainsi l’orifice du piston de frein statique 30 en s’étendant de deux côtés de ce piston opposés l’un à l’autre suivant la direction axiale X-X.The machine further comprises a support member 50 having in this case a “T” shape. This member comprises in this example a flange 52 having a general shape of a disk of axis XX having on one face a rim 53 extending opposite the disks 25, and on the opposite face a central slide 54 of diameter D much smaller than that of the flange 52 and forming on this face a projecting relief. This slide extends into the orifice of the static brake piston 30. The support member 50 thus passes through the orifice of the static brake piston 30 by extending on two sides of this piston opposite one another in the axial direction XX.

Avec cet agencement, le piston de frein statique 30 est interposé entre le piston de frein dynamique 40 d’une part et le flasque 52 et les disques 25 d’autre part. De même, le flasque 52 est interposé entre les deux pistons 30, 40 d’une part et les disques 25 d’autre part.With this arrangement, the static brake piston 30 is interposed between the dynamic brake piston 40 on the one hand and the flange 52 and the discs 25 on the other hand. Similarly, the flange 52 is interposed between the two pistons 30, 40 on the one hand and the discs 25 on the other hand.

Le piston de frein statique 30 a ici une forme de couronne. Il est entouré par le couvercle de frein 5 et entoure l’organe d’appui 50. Son guidage est fait par le couvercle 5.The static brake piston 30 here has a crown shape. It is surrounded by the brake cover 5 and surrounds the support member 50. It is guided by the cover 5.

On voit donc que l’organe d’appui 50 est configuré pour :We therefore see that the support member 50 is configured to:

- être en appui contre le piston de frein statique 30 sans être en appui axial contre le piston de frein dynamique 40 et- be in abutment against the static brake piston 30 without being in axial abutment against the dynamic brake piston 40 and

- être en appui contre le piston de frein dynamique 40 sans être en appui axial contre le piston de frein statique 30.- be in support against the dynamic brake piston 40 without being in axial support against the static brake piston 30.

Pour isoler la chambre de défreinage 38, des étanchéités statiques sont disposées :To isolate the brake release chamber 38, static seals are provided:

- entre le couvercle de frein 5 et le piston de frein statique 30, et- between the brake cover 5 and the static brake piston 30, and

- entre le couvercle 5 et le couvercle de distribution 4,- between cover 5 and distribution cover 4,

et des étanchéités dynamiques 14 sont prévues entre l’arbre et le couvercle de distribution 4 puisque ces étanchéités reçoivent un mouvement de rotation quand le moteur tourne. Ainsi, entre le couvercle de frein 5 et le distributeur 12, pour éviter des fuites d’huile puisque les disques baignent dans l’huile, un joint annulaire 60 est prévu radialement autour de l’arbre 20.and dynamic seals 14 are provided between the shaft and the distribution cover 4 since these seals receive a rotational movement when the engine is running. Thus, between the brake cover 5 and the distributor 12, to avoid oil leaks since the discs are immersed in oil, an annular seal 60 is provided radially around the shaft 20.

L’organe d’appui 50 est centré par le piston 30 au niveau du coulisseau 54. C’est aussi à ce niveau-là qu’est effectuée l’étanchéité entre les deux pièces par un joint statique 62 disposé dans une rainure réalisée dans le piston 30.The support member 50 is centered by the piston 30 at the level of the slide 54. It is also at this level that the seal between the two parts is provided by a static seal 62 arranged in a groove made in the piston 30.

Actions de freinageBraking actions

Comme indiqué précédemment, par défaut, le piston de frein statique 30 est en position de freinage lorsqu’aucune huile sous pression n’est injectée dans la chambre de défreinage 38. La rondelle 32 pousse donc ce piston 30 contre le flasque 52 de l’organe d’appui 50, poussant ce dernier en appui contre les disques 25 pour engendrer leur serrage. C’est donc le freinage statique ou parking qui peut aussi être utilisé en frein de secours. Dès que de l’huile sous pression est injectée dans la chambre de défreinage 38, le piston de frein statique 30 subit une translation en éloignement des disques, et autorise la rotation de l’arbre 20. Ce piston 30 fonctionne en « frein négatif ». On observe qu’il engendre la compression des disques indépendamment du piston de frein dynamique 40. Le frein de parking est un frein négatif qui se serre en l’absence de commande, ce qui met la machine en sécurité lorsqu’elle est arrêtée, par exemple typiquement dans le cas d’un moteur d’entrainement de roue ou de cylindre. A l’arrêt de la machine ou en cas de panne hydraulique, ce frein se serre automatiquement. On observe que le piston de frein statique 30 engendre la compression des disques indépendamment du piston de frein dynamique 40.As indicated above, by default, the static brake piston 30 is in the braking position when no pressurized oil is injected into the brake release chamber 38. The washer 32 therefore pushes this piston 30 against the flange 52 of the support member 50, pushing the latter into abutment against the discs 25 to cause them to tighten. This is therefore static or parking braking which can also be used as an emergency brake. As soon as pressurized oil is injected into the brake release chamber 38, the static brake piston 30 undergoes a translation away from the discs, and allows the shaft 20 to rotate. This piston 30 operates as a “negative brake”. It is observed that it generates the compression of the discs independently of the dynamic brake piston 40. The parking brake is a negative brake that is applied in the absence of a command, which makes the machine safe when it is stopped, for example typically in the case of a wheel or cylinder drive motor. When the machine stops or in the event of a hydraulic failure, this brake is applied automatically. It is observed that the static brake piston 30 generates the compression of the discs independently of the dynamic brake piston 40.

Un conduit 42 est prévu pour alimenter en fluide une chambre de freinage 43 délimitée au fond du logement 44 du piston de frein dynamique 40. Ce conduit s’étend ici dans la plaque 7. Lorsqu’une pression de fluide est appliquée à cette chambre 43 et sous réserve que le piston de frein statique 30 soit en position de défreinage, le piston de frein dynamique 40 est déplacé en direction des disques 25, vers la droite sur la . Il vient en appui direct contre le coulisseau 54 de l’organe d’appui 50 et sollicite donc ce dernier pour le serrage des disques. On obtient donc une fonction de frein de service ou frein dynamique utilisée lors de la conduite de la machine. On observe que le piston de frein dynamique 40 engendre la compression des disques indépendamment du piston de frein statique 30.A conduit 42 is provided to supply fluid to a braking chamber 43 delimited at the bottom of the housing 44 of the dynamic brake piston 40. This conduit extends here into the plate 7. When a fluid pressure is applied to this chamber 43 and provided that the static brake piston 30 is in the braking position, the dynamic brake piston 40 is moved in the direction of the discs 25, to the right on the . It comes into direct support against the slide 54 of the support member 50 and therefore requests the latter to tighten the discs. We therefore obtain a service brake function or dynamic brake used when driving the machine. We observe that the dynamic brake piston 40 generates the compression of the discs independently of the static brake piston 30.

On est donc en présence d’un système de frein combiné qui réalise les deux fonctions en agissant sur le même paquet de disques de frein et en l’espèce via un même organe d’appui 50. Cette machine met donc en œuvre un procédé de freinage dans lequel :We are therefore in the presence of a combined brake system which performs the two functions by acting on the same pack of brake discs and in this case via the same support member 50. This machine therefore implements a braking process in which:

- le piston de frein dynamique 40 engendre une compression des disques 25 afin d’immobiliser à rotation l’arbre 20 par rapport au carter 2 sous l’effet d’une pression de fluide, et- the dynamic brake piston 40 generates a compression of the discs 25 in order to immobilize the shaft 20 in rotation relative to the casing 2 under the effect of fluid pressure, and

- le piston de frein statique 30 engendre une compression des disques sous l’effet de l’organe de rappel 32 et indépendamment du piston de frein dynamique 40.- the static brake piston 30 generates a compression of the discs under the effect of the return member 32 and independently of the dynamic brake piston 40.

Ratio d’offsetOffset ratio

Le rendement énergétique du freinage dynamique est ici particulièrement intéressant. Pour s’en rendre compte, on considère :The energy efficiency of dynamic braking is particularly interesting here. To see this, we consider:

- la poussée produite par l’organe d’appui 50 contre le piston de frein dynamique 40 sous l’effet du fluide provenant de la chambre de défreinage 38, vers la gauche sur la , et- the thrust produced by the support member 50 against the dynamic brake piston 40 under the effect of the fluid coming from the braking chamber 38, towards the left on the , And

- la poussée produite par ce piston 40 contre l’organe d’appui 50 par la pression de fluide s’exerçant à partir du conduit 42 de commande de ce piston, vers la droite sur la .- the thrust produced by this piston 40 against the support member 50 by the fluid pressure exerted from the control conduit 42 of this piston, towards the right on the .

Le ratio de la première poussée sur la deuxième est ici inférieur à 15%, et même 10% et 5% comme nous allons le voir.The ratio of the first push to the second is here less than 15%, and even 10% and 5% as we will see.

Un tel ratio, dit ratio d’offset, peut être défini en pression ou en diamètre.Such a ratio, called an offset ratio, can be defined in pressure or in diameter.

Le freinage dynamique ne peut se produire qu’en position de défreinage du piston de frein statique 30. La pression de défreinage s’exerce dans la chambre de défreinage 38, sur la face du piston de frein statique 30 orientée en direction des disques, et pour ce qui nous intéresse ici, sur les deux faces de l’organe d’appui 50 situé dans cette chambre. Il s’agit de toute sa face orientée vers les disques et de sa face opposée, à l’exception du coulisseau 54. C’est donc la présence de ce dernier qui engendre une différence de poussée sur les deux faces de l’organe d’appui 50, produisant ainsi une poussée nette de cet organe en direction du piston de frein dynamique 40, vers la gauche. En l’espèce, la poussée nette correspond à la superficie de la section du coulisseau 54 dans un plan perpendiculaire à l’axe X-X. (Cette superficie vaut π.D2/4).Dynamic braking can only occur in the brake release position of the static brake piston 30. The brake release pressure is exerted in the brake release chamber 38, on the face of the static brake piston 30 facing the discs, and for what interests us here, on the two faces of the support member 50 located in this chamber. This is its entire face facing the discs and its opposite face, with the exception of the slide 54. It is therefore the presence of the latter which generates a difference in thrust on the two faces of the support member 50, thus producing a net thrust of this member in the direction of the dynamic brake piston 40, to the left. In this case, the net thrust corresponds to the surface area of the section of the slide 54 in a plane perpendicular to the axis XX. (This surface area is π.D 2 /4).

Le ratio d’offset en pression est par ailleurs dépendant de la pression de freinage dynamique. Pour cette dernière, à titre d’exemple, lorsqu’un frein est dit « à 120 bar » au cahier des charges ou au catalogue, il est en fait utilisé à 72 bar la plupart du temps pour un freinage normal. Nous définissons en l’espèce à titre d’exemple le ratio d’offset en pression pour 120 bar. Il s’agit donc de comparer la poussée de la pression de défreinage (par exemple constante à 30 bar) transmise par le coulisseau 54 à la poussée du piston de frein dynamique 40 (typiquement à 72 bar, mais on prend en compte aussi 120 bar pour le freinage maximal) qui s’exerce sur toute la section du piston de frein dynamique 40.The pressure offset ratio is also dependent on the dynamic braking pressure. For the latter, for example, when a brake is said to be "at 120 bar" in the specifications or in the catalog, it is in fact used at 72 bar most of the time for normal braking. In this case, we define the pressure offset ratio for 120 bar as an example. It is therefore a question of comparing the thrust of the braking pressure (for example constant at 30 bar) transmitted by the slide 54 to the thrust of the dynamic brake piston 40 (typically at 72 bar, but 120 bar is also taken into account for maximum braking) which is exerted on the entire section of the dynamic brake piston 40.

Le ratio géométrique est le rapport du diamètre du coulisseau 54 sur celui du piston de frein dynamique 40 qui définit le fonctionnement pour une pression nominale de 30 bar d’un côté, et 120 bar (ou 72 bar) de l’autre. Dans ce premier mode de réalisation, le diamètre du coulisseau est de 11,8 mm. Dans le deuxième mode de réalisation qui sera décrit plus loin en relation avec la , ce diamètre est de 40 mm. La ligne « Autre cas » correspond à un diamètre de coulisseau de 24 mm. Les valeurs de ratio d’offset sont dans le tableau 1 ci-dessous.The geometric ratio is the ratio of the diameter of the slide 54 to that of the dynamic brake piston 40 which defines the operation for a nominal pressure of 30 bar on one side, and 120 bar (or 72 bar) on the other. In this first embodiment, the diameter of the slide is 11.8 mm. In the second embodiment which will be described later in relation to the , this diameter is 40 mm. The “Other case” line corresponds to a slide diameter of 24 mm. The offset ratio values are in Table 1 below.

Diamètre D du coulisseauDiameter D of the slide Diamètre du piston 40Piston diameter 40 Ratio de diamètreDiameter ratio Ration d’offset à 72 barOffset ration at 72 bar Ratio d’offset à 120 barOffset ratio at 120 bar Premier modeFirst mode 11,8 mm11.8 mm 40 mm40 mm 0.2950.295 4%4% 2%2% Deuxième modeSecond mode 20 mm20 mm 40 mm40 mm 0.5000.500 10%10% 6%6% Autre casOther case 24 mm24 mm 40 mm40 mm 0.60.6 15%15% 9%9%

Plus le ratio d’offset est bas, moins le piston de frein dynamique 40 doit fournir d’effort pour le freinage, c’est-à-dire moins il doit compenser la pression de défreinage statique. Ce ratio diminue quand on augmente la pression de freinage dynamique de référence. On observe donc un ratio d’offset particulièrement bas lors de l’activation du frein dynamique puisque la pression dans la chambre de défreinage 38 n’engendre un effort à vaincre que sur une toute petite section correspondant à celle du coulisseau 54.The lower the offset ratio, the less the dynamic brake piston 40 must provide for braking, i.e. the less it must compensate for the static brake release pressure. This ratio decreases when the reference dynamic brake pressure is increased. A particularly low offset ratio is therefore observed when activating the dynamic brake since the pressure in the brake release chamber 38 only generates a force to be overcome over a very small section corresponding to that of the slide 54.

La valveThe valve

La machine comprend aussi en l’espèce une valve 70 montée dans l’arbre 20, notamment dans un logement 72 débouchant à une extrémité de l’arbre orientée vers le couvercle de frein 5. L’arbre présente un conduit radial 74 mettant en communication une chambre 75, située d’un côté des disques 25 opposé à l’organe d’appui 50, avec la valve 70. L’arbre 20 présente aussi un conduit axial 76 mettant le logement 72 et donc la valve en communication avec une zone de l’arbre éloignée de ce dernier. Par référence à une direction d’un flux de fluide dans la valve comme on va le voir, le conduit radial 74 est en amont de la valve et le conduit axial 76 en aval. Une restriction de débit 78 est prévue dans le conduit axial en aval de la valve 70.The machine also comprises in this case a valve 70 mounted in the shaft 20, in particular in a housing 72 opening at one end of the shaft oriented towards the brake cover 5. The shaft has a radial conduit 74 putting a chamber 75, located on one side of the disks 25 opposite the support member 50, in communication with the valve 70. The shaft 20 also has an axial conduit 76 putting the housing 72 and therefore the valve in communication with a zone of the shaft remote from the latter. With reference to a direction of a flow of fluid in the valve as we will see, the radial conduit 74 is upstream of the valve and the axial conduit 76 downstream. A flow restriction 78 is provided in the axial conduit downstream of the valve 70.

La valve peut se représenter comme un clapet taré. Elle vise à empêcher la circulation de fluide en deçà d’un premier seuil prédéterminé, par exemple 15 bar, pour permettre une montée en pression dans la chambre de défreinage 38 lorsqu’on active hydrauliquement le défreinage en exerçant une pression par le conduit 36 (défreinage d’urgence). Elle est donc configurée pour ne pas évacuer le fluide lorsque le piston de frein statique 30 engendre la compression des disques.The valve can be represented as a calibrated flap. It aims to prevent the circulation of fluid below a first predetermined threshold, for example 15 bar, to allow a pressure increase in the brake release chamber 38 when the brake release is hydraulically activated by exerting pressure through the conduit 36 (emergency brake release). It is therefore configured not to evacuate the fluid when the static brake piston 30 causes the compression of the discs.

Au-delà d’un deuxième seuil, préalable, par exemple de 13 bars, on sait qu’il y a assez de pression dans la chambre 38 pour contrer l’effort de la rondelle 32 et libérer le piston de frein statique 30. La valve est donc configurée pour évacuer du fluide parcourant les disques et provenant de la chambre de défreinage 38. Au-delà du premier seuil, une circulation de fluide a donc lieu à travers la valve 70 pour réaliser un balayage d’huile (en anglais « flushing ») afin de renouveler l’huile et refroidir cette partie. Cela permet aussi d’évacuer des poussières, voire des particules issues de l’usure des disques de frein. Ce balayage se fait depuis la chambre de défreinage 38. Un flux traverse donc cette dernière, passe entre l’organe d’appui 50 et le couvercle 5, traverse et refroidit les disques 25 et débouche dans le conduit radial 74 qui arrive vers la valve 70. Puis le flux de rinçage-refroidissement sort de la valve par le conduit axial 76 à travers l’arbre 20 et la restriction 78, en direction du carter de la machine, puis est drainé par une conduite de frein qui ramène le fluide vers un réservoir d’huile sans pression. Accessoirement, le circuit de flushing peut collecter des fuites en provenance du joint dynamique 74.Beyond a second, preliminary threshold, for example 13 bars, we know that there is enough pressure in the chamber 38 to counteract the force of the washer 32 and release the static brake piston 30. The valve is therefore configured to evacuate fluid flowing through the discs and coming from the brake release chamber 38. Beyond the first threshold, a circulation of fluid therefore takes place through the valve 70 to perform an oil flush in order to renew the oil and cool this part. This also makes it possible to evacuate dust, or even particles resulting from the wear of the brake discs. This flushing is done from the brake release chamber 38. A flow therefore passes through the latter, passes between the support member 50 and the cover 5, passes through and cools the disks 25 and opens into the radial conduit 74 which arrives at the valve 70. Then the rinsing-cooling flow leaves the valve via the axial conduit 76 through the shaft 20 and the restriction 78, towards the casing of the machine, then is drained by a brake pipe which returns the fluid to a pressureless oil reservoir. Incidentally, the flushing circuit can collect leaks from the dynamic seal 74.

Mais cette circulation est limitée par la restriction 78 qui permet de maintenir une différence de pression malgré la circulation de fluide et donc de maintenir une pression dans la chambre de défreinage 38 de manière que le frein statique ne s’active pas. De la sorte, on contre en permanence l’effort qu’exerce la rondelle 32 sur le piston de frein statique 30 pour que la pile de disques ne soit pas comprimée par l’organe d’appui 50. Autrement dit, la valve 70 a pour fonction de maintenir la pression minimale, par exemple de 13 bars, dans la chambre de défreinage 38, tandis que la restriction 13 a pour fonction de limiter le débit pour ne pas épuiser le système de freinage hydrodynamique. Cela est surtout valable en mode dépannage, car en mode de fonctionnement normal on pourrait se passer de cette valve.But this circulation is limited by the restriction 78 which makes it possible to maintain a pressure difference despite the circulation of fluid and therefore to maintain a pressure in the brake release chamber 38 so that the static brake is not activated. In this way, the force exerted by the washer 32 on the static brake piston 30 is constantly countered so that the stack of discs is not compressed by the support member 50. In other words, the valve 70 has the function of maintaining the minimum pressure, for example 13 bars, in the brake release chamber 38, while the restriction 13 has the function of limiting the flow rate so as not to exhaust the hydrodynamic braking system. This is especially valid in emergency mode, because in normal operating mode this valve could be dispensed with.

On remarque en effet qu’une telle configuration forme un système de freinage hydrodynamique, car il est basé sur un équilibre de pressions qui se crée et se maintient grâce à un débit. Autrement dit, lors du défreinage, ce système de frein hydrodynamique délivre un débit en permanence. Un tel système est alimenté par un flux de fluide hydraulique sous pression, par exemple au moyen d’une valve proportionnelle à trois voies, et d’une source de pression dynamique telle qu’une pompe puisant dans un réservoir de fluide hydraulique, et dispose d’une ligne reliée à un réservoir de fluide sans pression. Une description d’un tel système se trouve dans les publications FR-3 054 513 à l’appui des figures 6a et 6b et FR-3 052 723 à l’appui des figures et 7.It is indeed noted that such a configuration forms a hydrodynamic braking system, because it is based on a pressure balance that is created and maintained by a flow rate. In other words, during braking, this hydrodynamic braking system delivers a flow rate permanently. Such a system is supplied by a flow of pressurized hydraulic fluid, for example by means of a three-way proportional valve, and a source of dynamic pressure such as a pump drawing from a reservoir of hydraulic fluid, and has a line connected to a reservoir of unpressurized fluid. A description of such a system can be found in publications FR-3 054 513 in support of figures 6a and 6b and FR-3 052 723 in support of figures and 7.

Véhicule ou enginVehicle or machine

On peut prévoir un véhicule ou un engin comprenant une ou plusieurs machines de ce type, par exemple en tant que moteur pour des roues de déplacement. Cette machine est particulièrement appropriée pour une balayeuse 80, une engin porte-outils 81 ou un chariot élévateur 82 respectivement illustrés aux figures 3, 4 et 5, ou encore un compacteur ou un rouleau-compresseur. Dans la suite, lorsque nous parlerons d’un véhicule, il est entendu que cela sera également applicable à un engin.A vehicle or machine may be provided comprising one or more such machines, for example as a motor for travel wheels. This machine is particularly suitable for a sweeper 80, a tool carrier 81 or a forklift 82 respectively illustrated in FIGS. 3, 4 and 5, or a compactor or a road roller. In the following, when we speak of a vehicle, it is understood that this will also apply to a machine.

Le circuit de commande 101 d’un tel véhicule est illustré à la . Dans ce véhicule, chaque roue motrice 83 est équipée d’un moteur 100 formant une machine selon l’invention. Sur la figure, une roue avant 83 et une roue arrière 83 ainsi équipées sont illustrées.The control circuit 101 of such a vehicle is illustrated in . In this vehicle, each drive wheel 83 is equipped with a motor 100 forming a machine according to the invention. In the figure, a front wheel 83 and a rear wheel 83 thus equipped are illustrated.

Le circuit 101 comprend un réservoir de fluide hydraulique 84 et une pompe 85 alimentée par le réservoir. Il comprend une pompe de mise en pression 86 de la partie du circuit assurant le freinage de service. Elle alimente les deux moteurs 100 avec interposition d’un organe de commande de freinage 87 configuré pour engendrer via une valve de l’organe et une ligne de freinage raccordée au conduit 42 une application d’une pression de fluide sur le piston de frein dynamique 40 de chaque moteur. Cet organe sert lors de la conduite et assure une mise en charge de la valve. Il s’agit par exemple d’une pédale qui procure un flux de sortie à une pression modulée. Plus on appuie sur la pédale, plus le freinage dynamique est intense. Lorsqu’on relâche la pédale, la valve déleste la pression de la ligne de freinage jusqu’à la pression du réservoir 84. La valve associée à la pédale 87 est représentée en dessous de la pédale.The circuit 101 comprises a hydraulic fluid reservoir 84 and a pump 85 supplied by the reservoir. It comprises a pressurization pump 86 for the part of the circuit providing service braking. It supplies the two motors 100 with the interposition of a brake control member 87 configured to generate via a valve of the member and a brake line connected to the conduit 42 an application of fluid pressure to the dynamic brake piston 40 of each motor. This member is used during driving and ensures loading of the valve. It is for example a pedal which provides an output flow at a modulated pressure. The more the pedal is pressed, the more intense the dynamic braking. When the pedal is released, the valve relieves the pressure of the brake line up to the pressure of the reservoir 84. The valve associated with the pedal 87 is shown below the pedal.

Le circuit 101 comprend aussi une pompe 88 de mise en pression de la partie du circuit assurant le freinage de parking. Elle alimente en l’espèce un seul des deux moteurs 100, par exemple celui de la roue arrière avec interposition d’un organe de commande de freinage 89, tel qu’un levier, configuré pour interrompre une application d’une pression de fluide sur le piston de frein statique 30 lorsqu’on actionne le levier. Cet organe sert de commande de freinage statique pour le parking. Il est à commande inversée et comprend une valve similaire mais qui interrompt la pression de fluide quand on actionne l’organe, par exemple quand on abaisse le levier. La valve est également proportionnelle à trois voies, et procure une ligne avec un flux de freinage, c’est-à-dire un débit à une pression modulée, à partir d’une ligne de pression venant de la pompe et d’une ligne sans pression raccordée au réservoir 84.The circuit 101 also includes a pump 88 for pressurizing the part of the circuit providing parking braking. In this case, it supplies only one of the two motors 100, for example that of the rear wheel with the interposition of a braking control member 89, such as a lever, configured to interrupt an application of fluid pressure on the static brake piston 30 when the lever is actuated. This member serves as a static braking control for parking. It has reverse control and includes a similar valve but which interrupts the fluid pressure when the member is actuated, for example when the lever is lowered. The valve is also proportional to three ways, and provides a line with a braking flow, that is to say a flow at a modulated pressure, from a pressure line coming from the pump and a pressureless line connected to the reservoir 84.

Des commandes électriques peuvent remplacer ces commandes manuelles, dans le cas d’une machine pilotée par un automatisme.Electrical controls can replace these manual controls, in the case of a machine controlled by an automation system.

Une telle machine ne nécessite pas l’utilisation d’un frein de parking spécifique séparé, par exemple sous la forme d’un frein à tambour qui constitue une solution plus onéreuse et moins fiable.Such a machine does not require the use of a separate specific parking brake, for example in the form of a drum brake which is a more expensive and less reliable solution.

Deuxième mode de réalisationSecond embodiment

Nous allons présenter un deuxième mode de réalisation de la machine de l’invention en référence à la . Les caractéristiques identiques à celles du premier mode ne seront pas décrites à nouveau.We will present a second embodiment of the machine of the invention with reference to the . Features identical to those of the first mode will not be described again.

Sur la machine 200, on retrouve que le piston de frein statique 30 s’étend suivant la direction axiale en regard du pourtour de la face de l’organe d’appui 50 opposée aux disques 25 et que le piston de frein dynamique 40 se trouve en regard du coulisseau central 54 de l’organe d’appui. Cette fois, cependant, le coulisseau 54 est monté mobile à coulissement dans le logement 44 de la plaque 7 recevant le piston de frein dynamique 40 avec interposition d’un joint statique 290, ici logé dans une gorge de la plaque. De plus, le piston de frein statique 30 est monté mobile à coulissement dans la plaque 7, avec interposition du joint statique 34, ici logé dans une gorge de la plaque 7. La plaque 7 comprend un manchon cylindrique central 292 définissant en partie interne le logement 44 du piston de frein dynamique 40 et du coulisseau 54. Il forme en partie interne le support de guidage du piston de frein dynamique 40 et du coulisseau et en partie externe celui du piston de frein statique 30 avec interposition d’un joint statique 294, en l’espèce porté par le manchon 292. L’arrivée du fluide de commande du piston de frein dynamique 40 peut par exemple se faire cette fois suivant un orifice axial 242 traversant la plaque 7 suivant l’axe X-X. Le fonctionnement des deux freins est inchangé. La valve 70 est ici absente. Un joint d’étanchéité statique 293 assure l’étanchéité entre l’organe d’appui 50 et l’arbre, au niveau du coulisseau 54 qui s’étend cette fois aussi en direction de l’arbre, dans ce dernier.On the machine 200, it is found that the static brake piston 30 extends in the axial direction opposite the periphery of the face of the support member 50 opposite the disks 25 and that the dynamic brake piston 40 is located opposite the central slide 54 of the support member. This time, however, the slide 54 is mounted movably by sliding in the housing 44 of the plate 7 receiving the dynamic brake piston 40 with the interposition of a static seal 290, here housed in a groove of the plate. In addition, the static brake piston 30 is mounted to slide in the plate 7, with the interposition of the static seal 34, here housed in a groove of the plate 7. The plate 7 comprises a central cylindrical sleeve 292 defining in the internal part the housing 44 of the dynamic brake piston 40 and the slide 54. It forms in the internal part the guide support of the dynamic brake piston 40 and the slide and in the external part that of the static brake piston 30 with the interposition of a static seal 294, in this case carried by the sleeve 292. The arrival of the control fluid of the dynamic brake piston 40 can for example be done this time via an axial orifice 242 passing through the plate 7 along the axis X-X. The operation of the two brakes is unchanged. The valve 70 is absent here. A static seal 293 ensures the seal between the support member 50 and the shaft, at the level of the slide 54 which this time also extends in the direction of the shaft, in the latter.

Troisième mode de réalisationThird embodiment

Nous allons présenter un troisième mode de réalisation de l’invention en référence à la . Les caractéristiques identiques à celles du premier mode ne seront pas décrites à nouveau.We will present a third embodiment of the invention with reference to the . Features identical to those of the first mode will not be described again.

Cette fois, dans la machine 300, la forme du piston de frein dynamique 40 et de l’organe d’appui 50 sont inversées en comparaison avec le premier mode. Ainsi, c’est ce piston qui a une forme en « T » et comprend un coulisseau central 54 en saillie de la face du disque orientée en direction de l’organe d’appui 50. Ce coulisseau traverse l’orifice central du piston de frein statique 30 pour pouvoir venir en contact avec l’organe d’appui situé de l’autre côté de ce piston. L’organe d’appui 50 est dépourvu de coulisseau et a une forme générale de disque quoique sa partie centrale soit légèrement renflée en l’espèce pour des raisons d’encombrement.This time, in the machine 300, the shape of the dynamic brake piston 40 and the support member 50 are reversed in comparison with the first mode. Thus, it is this piston which has a “T” shape and comprises a central slide 54 projecting from the face of the disk oriented towards the support member 50. This slide passes through the central orifice of the static brake piston 30 to be able to come into contact with the support member located on the other side of this piston. The support member 50 is devoid of a slide and has a general disk shape although its central part is slightly bulged in this case for reasons of space.

Le fonctionnement demeure inchangé.The operation remains unchanged.

On pourra apporter à l’invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. La machine selon l’invention pourrait aussi fonctionner en tant que pompe.Many modifications can be made to the invention without departing from its scope. The machine according to the invention could also function as a pump.

Claims (16)

Machine hydraulique tournante (100 ; 200 ; 300) comprenant :
- un carter (2),
- un arbre (20) monté mobile à rotation par rapport au carter,
- des disques de frein (25) configurés pour immobiliser à rotation l’arbre par rapport au carter,
- un piston de frein statique (30) configuré pour engendrer une compression des disques (25) sous l’effet d’un organe de rappel (32), et
- un piston de frein dynamique (40) configuré pour engendrer la compression des disques sous l’effet d’une pression de fluide,
la machine étant configurée de sorte que le piston de frein statique (30) engendre la compression des disques indépendamment du piston de frein dynamique (40).
Rotating hydraulic machine (100; 200; 300) comprising:
- a casing (2),
- a shaft (20) mounted to rotate relative to the casing,
- brake discs (25) configured to immobilize the shaft in rotation relative to the housing,
- a static brake piston (30) configured to generate compression of the discs (25) under the effect of a return member (32), and
- a dynamic brake piston (40) configured to generate compression of the discs under the effect of fluid pressure,
the machine being configured so that the static brake piston (30) generates the compression of the discs independently of the dynamic brake piston (40).
Machine selon la revendication précédente, configurée de sorte que le piston de frein dynamique (40) engendre la compression des disques (25) indépendamment du piston de frein statique (30).Machine according to the preceding claim, configured so that the dynamic brake piston (40) generates the compression of the discs (25) independently of the static brake piston (30). Machine selon l’une des revendications précédentes qui comprend un organe d’appui (50) configuré pour :
- être en appui contre le piston de frein statique (30) sans être en appui axial contre le piston de frein dynamique (40) par référence à une direction axiale (X) de la machine, et
- être en appui contre le piston de frein dynamique (40) sans être en appui axial contre le piston de frein statique (30).
Machine according to one of the preceding claims which comprises a support member (50) configured to:
- be in abutment against the static brake piston (30) without being in axial abutment against the dynamic brake piston (40) with reference to an axial direction (X) of the machine, and
- be in support against the dynamic brake piston (40) without being in axial support against the static brake piston (30).
Machine selon la revendication précédente dans laquelle l’organe d’appui (50) ou le piston de frein dynamique (40) traverse un orifice (33) du piston de frein statique (30) en s’étendant de deux côtés du piston de frein statique (30) opposés l’un à l’autre suivant la direction axiale (X).Machine according to the preceding claim in which the support member (50) or the dynamic brake piston (40) passes through an orifice (33) of the static brake piston (30) extending on two sides of the static brake piston (30) opposite each other in the axial direction (X). Machine selon l’une des revendications 3 ou 4 configurée de sorte qu’un ratio :
- d’une poussée produite par l’organe d’appui (50) contre le piston de frein dynamique (40) sous l’effet d’un fluide provenant d’une chambre de défreinage (38)
- sur une poussée produite par le piston de frein dynamique (40) contre l’organe d’appui (50) par la pression de fluide
est inférieur à 15%, de préférence inférieur à 10%, et par exemple inférieur à 5%.
Machine according to one of claims 3 or 4 configured so that a ratio:
- a thrust produced by the support member (50) against the dynamic brake piston (40) under the effect of a fluid coming from a braking chamber (38)
- on a thrust produced by the dynamic brake piston (40) against the support member (50) by the fluid pressure
is less than 15%, preferably less than 10%, and for example less than 5%.
Machine selon l’une des revendications précédentes dans laquelle l’organe d’appui (50) ou le piston de frein dynamique (40) a une forme en « T ».Machine according to one of the preceding claims in which the support member (50) or the dynamic brake piston (40) has a “T” shape. Machine selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le piston de frein statique (30) est interposé entre le piston de frein dynamique (40) et les disques (25).Machine according to one of the preceding claims in which the static brake piston (30) is interposed between the dynamic brake piston (40) and the discs (25). Machine selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le piston de frein dynamique (40) est monté coulissant dans une pièce d’extrémité (7) du carter.Machine according to one of the preceding claims in which the dynamic brake piston (40) is slidably mounted in an end piece (7) of the casing. Machine selon la revendication précédente dans laquelle le piston de frein statique (30) est monté coulissant dans la pièce d’extrémité () du carter.Machine according to the preceding claim in which the static brake piston (30) is slidably mounted in the end piece () of the casing. Machine selon l’une des revendications précédentes qui comprend une valve (70) configurée pour évacuer du fluide parcourant les disques (25) et provenant d’une chambre de défreinage (38) délimitée par le piston de frein statique (30), la valve étant configurée pour ne pas évacuer le fluide lorsque le piston de frein statique engendre la compression des disques.Machine according to one of the preceding claims which comprises a valve (70) configured to evacuate fluid flowing through the discs (25) and coming from a braking chamber (38) delimited by the static brake piston (30), the valve being configured not to evacuate the fluid when the static brake piston causes compression of the discs. Machine selon la revendication précédente dans laquelle la valve est montée dans l’arbre et l’arbre présente un conduit radial (74) mettant en communication la chambre de défreinage (38) avec la valve (70).Machine according to the preceding claim in which the valve is mounted in the shaft and the shaft has a radial conduit (74) connecting the brake release chamber (38) with the valve (70). Machine selon l’une des revendications 10 ou 11 qui comprend une restriction de débit (78) en aval de la valve (70).Machine according to one of claims 10 or 11 which comprises a flow restriction (78) downstream of the valve (70). Véhicule (80 ; 81 ; 82) ou engin comprenant au moins une machine selon l’une quelconque des revendications précédentes.Vehicle (80; 81; 82) or machine comprising at least one machine according to any one of the preceding claims. Véhicule ou engin selon la revendication précédente qui comprend :
- un organe de commande de freinage (87) configuré pour commander une application de la pression de fluide sur le piston de frein dynamique (40) et/ou
- un organe de commande de freinage (89) configuré pour interrompre une application d’une pression de fluide sur le piston de frein statique (30).
Vehicle or machine according to the preceding claim which comprises:
- a brake control member (87) configured to control an application of fluid pressure to the dynamic brake piston (40) and/or
- a brake control member (89) configured to interrupt an application of fluid pressure to the static brake piston (30).
Véhicule ou engin selon la revendication 13 ou 14 qui comprend une pompe hydraulique (86) configurée pour produire la pression de fluide.A vehicle or machine according to claim 13 or 14 which comprises a hydraulic pump (86) configured to produce fluid pressure. Procédé de freinage d’une machine hydraulique tournante (100 ; 200 ; 300), procédé dans lequel:
- un piston de frein dynamique (40) engendre une compression de disques de frein (25) afin d’immobiliser à rotation un arbre (20) de la machine par rapport à un carter (2) de la machine sous l’effet d’une pression de fluide, et
- un piston de frein statique (30) engendre la compression des disques sous l’effet d’un organe de rappel (32) et indépendamment du piston de frein statique.
Method of braking a rotating hydraulic machine (100; 200; 300), in which method:
- a dynamic brake piston (40) generates a compression of brake discs (25) in order to immobilize in rotation a shaft (20) of the machine relative to a casing (2) of the machine under the effect of a fluid pressure, and
- a static brake piston (30) generates the compression of the discs under the effect of a return member (32) and independently of the static brake piston.
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