Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
~2~ 7
. 1
La pr~sente invention concerne d'une manière g~nérale
les moyeux de roue à frein intégré, du type de ceux mis en
oeuvre par exemple pour l'equipement de véhicules industriels,
d'cngins argricoles, d'engins de travaux publics, ou même
5 d'engins de manutention, tels que grues ou ponts roulants.
D'une manière générale, un tel moyeu de roue comporte
un corps creux, qui, intérieurement, est monté rotatif sur
un manchon de support fixe, communément dit fusée, et qui,
exterieurement, présente transversalement une bride sur la-
10 quelle, par son voile de jante, peut être rapportée une roue,avec, dans ledit corps creux, un frein présentant au moins un
disque rotatif destiné à etre solidarisé en rotation avec
l'arbre de roue concerné, et, en pratique, une pluralité de
tels disques rotatifs alternant avec des disques fixes.
La présente invention vise plus particulièrement le cas
où ce frein se trouve disposé ~ l'intérieur d'une couronne.
C'est le cas, notamment, lorsque, outre un tel frein,
il est pr~vu, dans le corps creux, pour ramener en service
à une valeur admissible la vitesse de celui-ci, un r~ducteur
20 de roue.
En effet, dans un tel cas, un tel réducteur de roue
comporte usuellement une pluralité de satellites intervenant
entre un arbre planétaire solidaire en rDtation de l'arbre
de roue et une couronne calée sur la fusée, et le volume
25 intérieur de cette couronne est mis à profit pour l'implanta-
tion du frein associé.
Corollairement, dans le corps creux, qui forme carter,
et qui est ainsi propre à contenir du fluide, il est prévu,
pour lubrification des constituants du réducteur de roue, un
30 certain volume d'huile, et, outre cette lubrification des
constituants du réducteur de roue, cette huile a à charge
d'assurer un refroidissement des disques du frein associé.
Mais en pratique, cette huile est, en service, inévitable-
ment l'objet cl'une certaine centrifugation, qui la conduit à
35 se plaquer en anneau contre la pàroi interne du corps creux.
Le frein, disposé à l'intérieur de la couronne, est
nécessairement à distance du corps creux, et sa lubriflcation
peut s'en trouver insuffisante, celle-ci n'intervenant ef-
, . '_
.
.
-- 2
fectivement en toute certitude qu'en de~à d'une certainevitesse de rotation pour l'ensemble.
Il en est d'autant plus ainsi que, à ce jour, la
communication entre le volume intérieur de la couronne et le
volume extérieur présent annulairement entre elle et le
corps creux est relativement difficile, cette communication
se faisant par l'intermédiaire des disques du frein, qui
font chicane, et, éventuellement, lorsque la couronne est
solidarisée en rotation par des cannelures au porte-couronne
par lequel elle est calée sur la fusée, par l'intermédiaire
desdites cannelures.
La présente invention a d'une manière générale
pour objet d'améliorer les conditions de refroidissement du
frein.
De manière plus précise, elle a pour objet un
moyeu de roue à frein intégré, notamment pour véhicule
industriel, engin agricole ou engin de travaux publics, du
genre comportant:
- un manchon de suppor-t fixe, ci-après appelé
fusée, destiné à être rapporté en bout d'un pont et dans
lequel est monté rotatif un arbre de roue correspondant;
- un corps creux mon-té rotatif sur ladite fusée et
sur lequel est destinée à ê-tre rapportée la roue
correspondante, ledit corps creux formant carter et étant
propre à contenir un fluide;
- une couronne calée sur la fusée, ladite couronne
présentant un volume intérieur et définissant, entre sa
surface extérieure et la surface intérieure du corps creux,
un volume extérieur annulaire;
- un frein disposé dans le volume intérieur de la
couronne, ledit frein présentant au moins un disque rotatif
et des moyens pour solidariser en rotation ce disque avec
ledit arbre de roue; et
- au moins un passage ménagé transversalement dans
'
,
3 --
la couronne de façon à assurer une communication entre le
volume intérieur de celle-ci et le volume extérieur à celle-
ci, ledit passage s'étendant globalement obli~uemen-t de
façon à constituer des moyens d'écopage,
caractérisé en ce que le corps creux est circulairement
ondulé sur une partie au moins de sa longueur de sorte que
le volume extérieur annulaire déEini entre la couronne et
ledit corps creux forme radialement des alvéoles.
Grâce aux passages prévus dans la couronne,
lesquels constituants des moyens d'écopage, il y a
systématiquement en service, une alimentation forcée en
fluide de refroidissement du volume intérieur de la
couronne, ce fluide se trouvant prélevé par les moyens
d'écopage dans le volume extérieur présent annulairement
entre ladite couronne et le corps creux, alors meme que,
pour les raisons exposées ci-dessus, ce fluide de lubri-
fication, ne peut re-tourner que relativement difficilement
audit volume extérieur sous les effets de la centrifugation
dont il est l'objet.
Le refroidissemen-t du frein se trouve ainsi
convenablement assuré en -toute certitude quel que soit le
régime de fonctionnement.
Tel que précédemment indiqué, le moyeu de roue
suivant l'invention est avantageusement caractérisé en ce
Z5 que, sur une partie au moins de sa longueur, le corps creux
est circulairement ondulé, en sorte que le volume extérieur
présent annulairement entre la couronne et ledit corps creux
- forme radialement des alvéoles.
En pratiques, ces alvéoles s'étendent de
préférence à compter de la bride que présente extérieurement
le corps creux pour la fixation d'un voile de jante, sur la
face interne de cette bride, et elles alternent
circulairement avec les passages que comporte usuellement
une telle bride pour la traversée des goujons de roue
.
~,
. . ~
3~
- 3a -
nécessaires à une telle fixation.
Outre que, sans augmentation de l'encombrement
diamétral global de l'ensemble, ces alvéoles permettent
avantageusement d'augmenter le volume dispon.ible pour le
fluide de refroidissement, elles se traduisent également par
une augmentation de la surface d'echange avec l'extérieur,
et donc par une amélioration des conditions de refroidis-
sement de ce fluide, dont elles provoquent de plus
/
?J~J
'~
Par le fait même, les conditions de refroidissement
du frein s'en trouvent elles-mêmes avantageusement améliorées.
Les caractéristiques et avantages de l'invention
ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre,
5 à titre d'exemple, en réference aux dessins schématiques
annex~s sur lesquels : `
la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un moyeu de
roue suivant l'invention, suivant la ligne brisée I-I de la
figure 2B ;
la figure 2A en est une demi-vue de bout, suivant la
flèche IIA de la figure 1, et la figure 2B en est, de manière
complémentaire, une demi-vue en coupe axiale, suivant la
ligne IIB-IIB de cette figure 1 ;
la figure 3 est une vue partielle en coupe axiale du
15 moyeu de roue suivant l'invention, suivant la ligne III-III
de la figure 2A ;
la figure 4 est une vue en coupe axiale partielle d"~ne
variante de réalisation du moyeu de roue suivant l'invention ;
la figure 5 est une vue en coupe transversale partielle
20 de cette variante, suivant la ligne V-V de la figure 4 ;
la figure 6 reprend pour partie la figure 2B et con-
cerne une autre variante de réalisation du moyeu de roue
suivant l'invention.
De manière connue en soi, et tel qu'illustré sur ces
25 figures, le moyeu de roue 10 suivant l'invention, qui est en
pratique un moyeu de roue moteu-r, est destiné à être rapporté
sur un manchon de support fixe 11, communément dit fusée, qui
est lui-même rapporté en bout d'un pont, rigide ou directeur,
et dans lequel est monté ro-tatif l'arbre de roue correspon-
30 dant.
Ce dernier n'a pas été représenté sur les figures.
De manière également connue en soi, le moyeu de roue lûsuivant l'invention comporte un corps creux 12, globalement
tubulaire, qui, intérieurement, est monté rotatif sur la
35 fusée 11, avec interposition de deux roulements 13, et qui,
du côté opposé à ladite fusee 11, est, en pratique, dans la
forme de réalisation representée, fermé transversalement par
un couvercle amovible 14.
. .
Ext~rieurement, le corps creux 12 présente une bride
17 sur laquelle, par son voile de jante, peut être rapportée
la roue concernée, cette bride 17 présentant à cet effet,
de place en place, des passages 18 propres à la traversée
5 des goujons de roue nécessairesà la fixation d'un tel voile
de jante.
En pratique, le corps creux 12 forme globalement un
carter, propre à contenir un fluide de lubrification et de
refroidissement.
A cet effet, un joint d'étanchéité 19 est prévu entre
lui et la fusée 11, et, de même, un joint d'étanchéité 20 est
prévu entre lui et le couvercle 14 qui le ferme.
Conjointement, pour l'introduction de la quantité
nécessaire de fluide de lubrification et de refroidissement,
15 ce couvercle 14 présente axialement un passage 22 normalement
obturé ~ ~tancheité par un bouchon amovible 23, figures 2A
et 3.
Dans la forme de réalisation représentée sur les figures
1 à 3, et suivant un aspect de l'invention, le corps creux 12
20 est circulairement ondulé du côté de la bride 17 opposé au
couvercle 14, c'est-à-dire du côté de cette bride 17 situé
du côté de la fusée 11, et il forme ainsi, radialement, des
alvéoles 25.
En pratique, et tel que représenté, ces alvéoles 25
25 s'étendent axialement à compter de la bride 17, sur la face
interne de celle-ci, c'est-à-dire sur la face de cette bride
17 tournée vers la fusée 11, et elles alternent circulaire-
ment avec les passages 18 que comporte celle-ci.
Elles peuvent ainsi s'étendre radialement jusqu'à pro-
30 ximité immédiate de la périphérie externe de la bride 17,sans augmenter l'encombrement diamétral de l'ensemble, ni
interférer avec les passages 18 que présente la bride 17 et
donc gêner la traversée de cette bride 17 par les goujons
de roue nécessairesà la fixation du voile de jante de la
35 roue concernée.
Dans la forme de réalisation représenté, il est ainsi
prévu dix passages 18 dans la bride 17, et un nombre égal
d'alvéoles 25.
`` ~2~2~37
Dans la formc de réalisation représentee sur ies
figures 1 à 3, se trouve disposé, dans le corps creux 12,
du côté du cou\/erc].e 14 fermant celui-ci, un réducteur de
roue 2~.
De manibre connue en soi, ce réducteur de roue 26
comporte une pluralité de pignons satellites 27, qui,
régulièrement répartis circulairement au-tour de l'axe de
l'ensemble, sont chacun individuellement montés rotatifs
autour d'arbrcs de support 2~ eux-memes port~s par un porte-
10 satellites 29.
Suivant des dispositions qui, ne faisant pas partie de
la présente invention, ne seront pas décrites en détail ici,
ce porte-satellites 29 est calé en rotation sur le corps
creux 12, et il est attelé axialement, par des vis 31, au
15 couvercle 14 Fermant celui-ci, en étant axialement en appui
contre une rondelle élastique fendue 32 qui est axialement
disposée entre lui et le couvercle 14 et qui est en prise avec
une gorge 33 prévue à cet.effet sur la surface interne du
corps creux 12, cependant que, par un épaulement 34, le cou-
20 vercle 14 est lui-meme en appui axial sur la tranche cor-
respondante de ce dernier.
De manière connue en soi, les pignons satellites 27
interviennent entre un arbre planétaire 36, qui est des~iné
à être solidarisé en rotation à l'arbre de roue associé, et
25 une couronne 37, qui est solidaire en rotation cl'un flasque
transversal cle support 39, commun~ment dit porte-couronne,
et qui, par celui-ci, est calée sur la fusée 11.
Dans la forme de réalisation représentée sur les figures
1 à 3, le porte-couronne 39 est d'un seul tenant avec la
30 couronne 37, il est attelé axialement à la fusée 11 par des
vis 41 régulièrement réparties circulairement, et, entre lui
et ladite fusée 11, interviennent frontalement des moyens
de crabotage 42.
Ces dispositions ne faisant pas en propre l'objet de
35 la présente demande, elles ne seront pas décrites plus en
détail ici.
Dans le volume intérieur de la couronne 37 se trouve
disposé un frein 43.
.
, . . . ~
33t7
De manière connue en soi, un tel frein 43 présente au
moins un disque rotatif 44 destiné à être solidarisé en ro-
tation avec l'arbre de roue concerné.
En pratique, une pluralité de disques rotatiFs 44 sont
5 prévus, en alternance avec des disques fixes 45, et avec
intervention, entre de tels disques, de garnitures de frot-
tement portées par les uns ou les autres de ceux-ci.
Dans la forme de réalisation représentée sur les
figures 1 à 3, les disques fixes 45, ou disques extérieurs,
10 sont axialement engagés sur une colonnette de support unique
47, qui leur est commune, et qui est portée axialement par
le porte-couronne 39, en direction du couvercle 14.
Conjointement, par un montage à cannelures, les disques
rotatifs 44, ou disques intérieurs, sont calés en rotation
15 sur un moyeu porteur 50, qui, en prise par un montage à can-
nelures avec l'arbre planétaire 36, est adapté, clans la
forme de rëalisation représentée, à assurer une liaison en
rotation entre cet arbre planétaire 36 et l'arbre de roue
associé, par engagement, à cannelures par exemple, sur ce
20 dernier.
Bien entendu, la colonnette de support 47 des disques
fixes 45 est établie au-delà de la périphérie externe des
disques rotatlfs 44.
En outre, dans la forme de réalisation représentée, et
25 suivant des dispositions du type de celles décrites dans la
demande de brevet fran~cais ~ubliée le 7 mai 1983 sous le No.
2 S17 003, la paroi interne de la couronne 37 est
excentrée par rapport à l'axe de l'ensemble au droit des dis-
ques Fixes 45, la périphérie externe de ces disques Fixes
3û 45 étant elle-m8me excentrée par rapport audit axe pour co-
opération avec ladite paroi interne de la couronne 37.
Sous le contrôle d'uneunité de commande 52, les disques
rotatifs 44 et les disques fixes 45 sont conjointement
susceptibles d'être soumis à un serrage axial entre, d'une
35 part, un plateau de poussée 53, qui, disposé dans le volume
intérieur de la couronne 37, est soumis à ladite unité de
commande 52, et, d'autre partj un plateau d'appui 5~, qui,
par l'intermédia~re de colonnettes 55 traversant axialement
le porte~satellites 29, est lui-meme en appui axial contre
le couvercle 14 fermant le corps creux 12.
Le plateau cle poussée 53, qui est conti~u au porte
couronne 39, est, par des passages 46, engagé sur la tete
5 des vls 41 attelant axialement ce dernier à la Fusée 11, et
il est ainsi lui-même calé sur celle-ci.
Le plateau d'appui 51 est, quant à lui, calé en rotation
sur le corps creux 12 dans la forme de réalisation représent~e,
ce plateau d'appui 51 présentant par exemple, à sa périphérie,
10 un rebord axial 56, par lequel il est engagé, et centré, sur
le porte-satellites 29, et ledit rebord axial 56 présentant
lui-même au moins une encoche 57 par laquelle il est en prise
avec un ergot radial 58 porté en saillie à cet effet par ledit
porte-satellites 29.
L'unité de commande 52 ne faisant pas partie de la
présente invention, elle ne sera pas décrite en détail ici.
Il suffira d'indiquer que, dans la forme de réalisation
représentée, elle comporte, d'une part, un piston de servlce
60, dont le cylindre 61 est susceptible d'être relié à une
20 source de fluide sous pression, et qui porte sur le plateau
de poussée 53, et, d'autre part, un piston de secours ou de
parking 62, qui, soumis à un empilage de rondelles Belleville
63, est susceptible d'agir sur le piston de service 60, et,
par lui, sur le plateau de poussée 53, et dont le cylind're 64
25 est normalemen-t relié à une source de fluide sous pression,
distincte dc la precédente, pour en assurer la retenue.
Suivant l'invention, à la couronne 37 dans le volume
intérieur 65 de laquelle sè trouvent disposés les disques
rotatifs 44 et les disques fixes 45 du frein 43 sont associés
30 des moyens d'écopage propres à une communication, avec son
dit volume intérieur 65, du volume extérieur 66 présent an-
nulairement entre elle et le corps creux 12.
Dans la forme de réalisation représentée sur les fîgures
1 à 3, lesdits moyens d'écopage comportent au moins un pass~age
35 68-m~nagé transversalement clans la couronne 37, au droit des
disques 44, 45 du frein 43.
En pratique, dans cette forme de réalisation, la couron-
ne 37 comporte transversalement au moins un tel pass'age 68
.
, . .. . . .. . ... . .
33~
g
dons au moins cleux plans transvcrsaux difflSrents, ~chelonnCs
axialement, Figure 1.
Il s'agit de passages qui s'étendent globalement oblique-
ment, c'est-à-dire qui s'étendent globalement obliquement par
5 rapport au plan axial de l'ensemble passant par leur zone
médiane.
Bien entendu, pour chaque plan transversal concerné
de la couronne 37, une pluralité de passages 68 peuvent etre
prévus, en étant par exemple de préférence répartis régulière-
10 ment circulairement autour de l'axe de l'ensemble.
Bien entendu également, l'obliquité de ces passages 68est établie en Fonction du sens normal de rotation du corps
creux 12, qui correspond à la marche avant du véhicule con-
cerné, et qui a ete repéré par une flèche F sur la figure 2B.
Vis-a-vis de ce sens normal de rotation, le débouché
d'un passage 68 dans le volume 66 extérieur à la couronne 37
est en amont vis-à-vis de son débouché dans le volume in-
térieur 65 de cette couronne 37.
Mais, si désiré, des passages analogues peuvent être
20 prévus pour le sens de rotation oppos~ du corps creux 12,
correspondant à la marche arrière du ~/éhicule concerné.
Dans un tel cas, la couronne 37 comporte transversale-
ment, suivant l'invention, au moins un passage 6B oblique
dans un sens, et au moins un passage 68 oblique en sens opposé
25 (non représenté sur les figures).
~ uoi qu'il en soit, en service, le fluide de lubrifica-
tion et de refroidissement présent dans le carter que consti-
tue le corps creux 12, qui, sous les eFFets de la centrifuga-
tion, a tendance à se rassembler en anneau sur la paroi in-
30 terne de ce dernier, peut, avantageusement, par les passages68 constituant les moyens d'écopage suivant l'invention, ga-
gner transvèrsalement, en étant convenablement dirigé par
ceux-ci, le volume intérieur 65 de la couronne 37, et y
assurer le reFroidissement recherché des disques 44, 45 du
3S frein 43 présents dans cel~e-ci.
A travers ces disques, qui forment chicane, et à tra-
vers les cannel~res prévues entre les pignons satellites 28
du réducteur 27 et la couronne 37, il regagne ensuite le
33~7
volume 66 exterie-lr ~ cette dernière.
Bien entendu, dans le cas ou, cornme mentionné ci-dessus,
un ou plusieurs passages f,n sont prevus en sens oppos~, c'est
par ce QU ces passages qu'une partie au moins du fluide de
5 lubrifioation et de refroidissement regagne le volume 66
extérieur ~ la couronne 37.
Ainsi qu'on le notera, dans la forme de réalisation
représentée sur les figures 1 à 3, les alvéoles 25 formées
suivant l'invention par le corps creux 12 participent à la
10 constitution du volume 66 extérieur à la couronne 37, et
celui-ci s'en trouve avantageusement accru.
Dans la forme cle réalisation représentée sur les figures
1 à 3, sur une partie au moins de son trajet, l'un au moins
des passages ~ que comporte transversalement la couronne 37,
15 et en pratique chacun de ceux-ci, va en s'évasant en direction
de son débouché dans le volume 66 extérieur à cette couronne
37, Figure 2B, en sorte qulil en résulte une accélération
progressive du fluide prélevé dans ce dernier avant sa péné-
tration dans le volume intérieur 65 de ladite couronne 37.
2û Dans la variante de réalisation illustrée par les fi-
gures 4, 5, les moyens d'écopage suivant l'invention com-
portent au moins un passage 70 ménagé transversalement dans
le plateau de poussée 53, et un tube 71, qui, engagé dans
ledit passage 70, du côté de la couronne 37~ traverse, avec
25 jeu, au moins axialement, cette dernière, à la faveur d'une
ouverture 72 prévue à cet efFet dans celle-ci, et fait saillie
extérieurement sur elle en direction du corps creux 12.
De préférence, et tel que représenté, le passage 70
que comporte ainsi transversalement le plateau de poussée 53
30 débouche axialement dans le volume intérieur 65 de la coùronne
37 à proximité de la périphérie interne de ce plateau de
poussée 53, et donc, avantageusement, à l'intérieur même des
disques 44, 45 du frein 43.
En pratique, un tel passage 70 s'étendant globalement
35 radialement, le tube 71 est en forme de T, ledit tube 71
comportant circonférentiellement deux ouies 74A, 74B, une
dirigée circonférentiellement dans un sens, l'autre dirigée
circonférentiellement en sens opposé.
n. ~"
.
:
De preférence, et tel que représenté, un clapet anti-
retour 75 est prévu entre lesdites ouies 74A,74B du tube 71,
pour un fonctionnement eFfectif d'une seule d'entre elles
suivant le sens de rotation concerné du corps creux 12.
Bien entendu, plusieurs passages 70 peuvent être pre5vus
dans le plateau de poussée 53, chacun avec un tube 71.
Quoi qu'il en soit, un tel passage 70 est évidemment
établi circulairement entre les vis 41 at-telant axialement
le porte-couronne 39 a la fusée 11.
De même, dans le cas où, tel que représenté, il est
prévu axialement des ressorts 76, qui, prenant chacun in-
dividuellement appui sur unecoupelle 77 attelée par une tige
78 au porte-couronne 39, agissent sur le plateau de poussée
53 pour le solliciter en permanence en écartement vis-à-vis
15 des disques 4~, 45 du frein 43, et ainsi éviter tout serrage
axial résiduel intempestif de ceux-ci entre deux freinages,~
le ou les passages 70 que comporte ce plateau de poussée 53
sont établis entre de tels ressorts 76.
Dans ce cas, il y a ainsi, circulairement, une alternan-
20 ce de vis 41, de passages 70, et de ressorts 76.
Par ailleurs, et ainsi qu'on le notera, dans la formede r~alisation représentée sur les figures 4 à 5, les disques
fixes 45 du frein 43 sont calés en rotation sur la couronne
37 par un montage à cannelures prévu à cet effet entre eux
25 et ladite couronne 37.
Suivant la variante de réalisation de la figure 6, qui
est du type de la forme de réalisation précédemment décrite
en référence aux figures 1 à 3, dans l'un au moins des pas-
sages 68 que comporte la couronne 37, et en pratique dans
30 chacun de ceux-ci, est engagé un tube 80, qui fait extérieure-
ment saillie sur ladite couronne 37 en direction du corps
creux 12.
Il peut s'agir simplement, tel que représenté, d'une
douille, qui, fendue longitudinalement, et ainsi élastiquement
35 déformable radialement, est engagée à force dans un tel pas-
sage 68.
Quoi qu'il en soit, un tel tube 80 permet avantageuse-
ment d'aller prélever du fluide de lubrification et de re~
,- , .
-- -- ~
12
froidissement au plus pr~s du corps creux 12, notamment dans
le cas, où, tel que représenté, ledit corps creux 12 ne forme
pas d'alvéoles.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas
5 aux Formes de réalisation drScrites et repr~sentées, mais
englobe toute variante d'exécution et/ou de combinaison de
leurs divers éléments.
En particulier, si désiré, et tel que schématisé en
traits interrompus sur la figure 2B, des passages 82 peuvent
10 être prévus dans les d.isques fixes 45 du frein 43 au voisina-
ge de leur colonnette de support 47, pour éviter un cloison-
nement intempestif du fluide de lubrification et de refroidis-
sement présent dans le volùme intérieur 65 de la couronne 37
et en faciliter le cheminement axial nécessaire ~ son retour
15 dans le volume 66 extrSrieur à ladite couronne 37.
