Brevet FR2122427A1 — publié le 19720901

La présente invention a pour objet un dispositif de freinage hydraulique pour véhicules automobiles et vise plus particulièrement un système de freinage comprenant des freins à disque dont au moins certains comportent un dispositif d'actionnement hydrau-5 lique de service normal et un dispositif d'actionnement à ressort lequel peut être utilisé comme frein de stationnement ou frein de secours. On connait déjà un dispositif de freinage hydraulique qui comprend un ou plusieurs freins à disque comportant un dispositif 10 d'actionnement de service normal commandé, par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique, par des moyens actionnés par un opérateur et un dispositif d'actionnement à ressort comportant des moyens élastiques sollicitant ledit frein en position d'application et des moyens sensibles à la pression s'opposant à l'action desdits moyens 15 élastiques. Dans ce dispositif connu, le circuit hydraulique du dispositif d'actionnement de service normal comporte un accumulateur et les moyens sensibles à la pression qui s'opposent à l'action du ressort du dispositif d'actionnement à ressort sont susceptibles d'être 20 raccordés, par un mécanisme de valve actionné par le conducteur, soit audit accumulateur, soit à une bâche hydraulique. En conséquence, lorsque l'accumulateur est sous pression et est raccordé par ledit mécanisme de valve auxdits moyens sensibles à la pression, le dispositif d'actionnement du frein-à ressort est inopérant. Cepen-25 dant, si la pression du fluide dans l'accumulateur tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée, le dispositif d'actionnement à ressort applique automatiquement le frein. De même, le conducteur peut appliquer les freins en interrompant la communication du fluide entre l'accumulateur et les moyens sensibles à la pression et en 50 évacuant lesdits moyens à la bâche. Pour relâcher le frein, le conducteur actionne à nouveau le mécanisme de valve pour interrompre la communication entre les moyens sensibles à la pression et la bâche et remettre lesdits moyens sensibles à la pression en communication avec ledit accumulateur. 55 Un tel dispositif hydraulique de freinage n'est conçu que pour son utilisation dans un circuit de freinage comprenant un accumulateur de fluide sous pression dans lequel la pression est constamment maintenue à un niveau suffisamment élevé pour s'opposer aux moyens élastiques du dispositif d'actionnement à ressort. 40 L'invention a pour l'un de ses objets principaux un dispositif 72 00300 2 2122427 hydraulique de freinage du type précité dans lequel le système de commande et le circuit hydraulique du dispositif d'acticnnainent de service normal peuvent être d'un type quelconque connu. Ce résultat avantageux est obtenu grâce à 3.a disposition de I'invention qui prévoit çiue les moyens sensibles ? le. pression du dispositif d'actionnement à ressort du frein sont contés dans un second circuit hydraulique indépendant du circuit hydraulique du dispositif d'actionnement du frein en service normal. De préférence et selon une autre earactérisïique de l'invention les moyens actionnés par un opérateur comportent un moteur ny-irau -lique ayant une chambre de pression qui est susceptible d'être reliée à une source de fluide sous pression, ledit moteur hydraulique étant positivement relié à un maître cylindre pour développer une pression de freinage dans ledit maître cylindre et actionner ledit dispositif d'actionnement de service normal, ladite chambre de pression étant reliée par ledit second circuit hydraulique aux-dits moyens sensibles à la pression de façon à empêcher lesdits moyens élastiques d'appliquer ledit frein lorsque du fluide sous pression est admis dans ladite chambre de pression. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit second circuit hydraulique comporte un conduit relié à ladite chambre de pression et muni d'un clapet anti-retour et une valve commandée par un opérateur pour évacuer ledit circuit dans un réservoir. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, ledit second circuit hydraulique comporte un dispositif multiplicateur de pression. En conséquence, dans ce mode de réalisation préféré de l'invention, dans lequel le système de commande du dispositif d'actionnement du frein de service normal comporte un maître cylindre actionné par un moteur hydraulique, le dispositif d'actionnement à ressort étant dans la position d'application des freins, le conducteur après avoir fermé la valve de commande peut relâcher ledit dispositif d'actionnement à ressort simplement en appuyant sur la pédale de frein après avoir fait démarrer le moteur du véhicule. Ceci a pour effet la mise sous pression de la chambre de pression du moteur hydraulique; cette pression est transmise, éventuellement par l'intermédiaire du multiplicateur de pression, aux moyens sensibles à la pression, ce qui amène le relâchement du .dispositif d'actionnement à ressort. Lorsque le conducteur relâche la pédale de frein, lesdits moyens sensibles à la pression sont maintenus 72 00300 3 2122427 sous pression étant donné que le clapet s'oppose au retour du fluide dans la chambre de pression du moteur. Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la 5 lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins joints dans lesquels : La Figure 1 est une représentation schématique d'un circuit hydraulique d'un véhicule réalisé selon les enseignements de la présente invention; 10 I>a Figure 2 est une vue en coupe d'un frein à disque actionné par des ressorts qui est utilisé dans le circuit hydraulique représenté sur la Figure 1. Sur les dessins auxquels on se référera maintenant, la référence 10 désigne le corps d'un amplificateur de freinage qui comporte une 1 5 chambre de pression 12 dans laquelle un piston 1 4 est monté coulissant. Une valve à tiroir 16 qui peut se déplacer en va-et-vient dans le corps 10, commande la communication du fluide entre la chambre de pression 12 et la pompe 18 de la direction assistée 26 du véhicule. Le tiroir 16 est entraîné par un mécanisme approprié 20 désigné dans son ensemble par la référence 20 qui est actionné par la pédale habituelle 22 montée dans le compartiment du conducteur du véhicule. Lorsque le conducteur du véhicule applique les freins en enfonçant la pédale 22, le tiroir 16 se déplace d'une première position, dans laquelle le- fluide hydraulique contenu dans 25 la chambre de pression 12 est évacué à l'entrée ou côté basse pression de la pompe 18 par une canalisation 24, à une seconde position dans laquelle le fluide sous pression élevée est transmis de la sortie de la pompe 18 à la chambre 12 par la canalisation 25. Le circuit hydraulique représenté sur la Figure 1 est du type 30 appelé "à centre ouvert" dans lequel le fluide s'écoule continuellement à travers le corps de l'amplificateur entre la pompe 18 de direction assistée et la valve de commande de direction assistée 26, même lorsque le tiroir 16 est placé dans la position d'application des freins. La sortie de la valve de commande de direction 35 assistée 26 est également raccordée à l'entrée ou côté basse pression de la pompe 18. Lorsque le conducteur applique les freins, une partie seulement du fluide qui s'écoule dans le circuit hydraulique est transmise à la chambre de pression 12, et le reste du fluide s'écoule hors de l'amplificateur 10 par un conduit 27 pour 40 permettre le fonctionnement de la direction assistée. 72 00300 4 2122427 Lorsque le conducteur applique les freins du véhicule, du fluide à haute pression est admis dans la chambre de pression 12 ce qui a pour effet de déplacer le piston 14 vers la gauche en considérant la Figure 1. Le déplacement du piston 14 est transmis à 5 un maître-cylindre 28 classique dans la technique automobile monté à la gauche de l'amplificateur 10. Le maître-cylindre est du type à double circuit dans lequel la pression de freinage est développée dans deux circuits hydrauliques séparés 30 et 32. Un interrupteur de signalisation 34 sensible à la pression différentielle actionne 10 un dispositif de signalisation prévu dans la cabine du conducteur, du véhicule lorsqu'à la suite d'une défaillance, l'un des circuits 30 ou 32 développe des pressions de freinage sensiblement plus faibles que l'autre circuit. Le circuit 30 est relié aux freins 35 des roues avant du véhicule et l'autre circuit 32 communique avec 15 le dispositif d'actionnement du service normal des freins à disque 36 actionnés par des ressorts, des roues arrières du véhicule. Naturellement, du fluide pour circuit de freins est utilisé dans les circuits hydrauliques 30 et 32 tandis que du fluide pour transmission automatique est utilisé dans le circuit hydraulique dans 20 lequel la pompe 18 est raccordée. Le fluide est transmis au dispositif d'actionnement à ressort des freins 36 par un dispositif désigné dans son ensemble par la référence 38. Le dispositif 38 comporte un élément multiplicateur de pression désigné par la référence générale 40. Le multiplicateur 25 de pression 40 comporte un boîtier 42 dans lequel est formé un alésage ayant une partie de grand diamètre 44 et une partie de petit diamètre 46 séparées par un épaulement 48. Un piston 50 est monté • coulissant dans le boîtier 42 et comporte une partie de grand diamètre 52 qui se déplace alternativement dans la partie de grand diamè-30 tre 44 du boîtier 42 et une partie de petit diamètre 54 qui se déplace alternativement dans la partie de petit diamètre 46 du boîtier 42. Les extrémités opposées du piston 50 coopèrent avec les extrémités correspondantes du boîtier 42 pour définir respectivement une première chambre de pression 56 et une deuxième chambre de pression 35 58. Un réservoir 60 est prévu pour alimenter la chambre 58 en fluide de freins. Naturellement, des moyens appropriés (non représentés) sont prévus pour interrompre la communication entre le réservoir 60 et la chambre de pression 58 lorsque le fluide contenu dans cette chambre est mis sous pression par le piston 50. Un ressort 62 solli-40 cite élastiquement le piston 50 vers la gauche en considérant la 72 00300 5 2122427 Figure 1 . Une manivelle 64 est prévue de façon à permettre le déplacement manuel du piston 50 vers la droite en considérant la Figure, contre la force de rappel du ressort 62. Une canalisation 66 fait communiquer la chambre 56 du multipli™ 5 cateur de pression 40 avec la chambre de pression 12 formée dans le corps 10 de l'amplificateur. Un clapet anti-retour 68 permet au fluide de s'écouler uniquement dans la direction de la flèche A et empêche l'écoulement en sens inverse du fluide dans le conduit 66. Une autre canalisation 70 relie la chambre 56 au côté basse pression 10 ou entrée de la pompe 18 de la direction assistée. Une valve de commande 72 est prévue dans le conduit 70 ; cette valve peut être actionnée par le conducteur à partir de la cabine du véhicule pour commander l'écoulement du fluide entre la chambre 56 et l'entrée de la pompe 18. Une autre canalisation supplémentaire 74 fait 1 5 communiquer la chambre 58 avec le dispositif de commande à ressort logé dans le boîtier des freins à disque 36. Un interrupteur 76 sensible à la pression est monté en série avec une lampe de signalisation 78 disposée dans la cabine du conducteur et la batterie 80 du véhicule. L'interrupteur 76 allume la lampe 78 lorsque le niveau 20 de pression de fluide dans la canalisation 74 tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée, afin d'informer le conducteur du véhicule que les dispositifs d'actionnement des freins à ressort logés dans les freins à disque 36 ont serré les freins. L'on se référera maintenant à la Figure 2 qui représente l'un 25 des freins à disques 36 lesquels comportent chacun un rotor 82 monté de façon à être entraîné en rotation avec l'organe à freiner et une paire d'éléments de friction ou patins 84 et 86'disposés de chaque côté du rotor 82. Un étrier désigné dans son ensemble par la référence 88, chevauche la périphérie du rotor 82 et est 30 conçu pour solliciter les éléments de friction 84 et 86 en engagement de freinage avec le rotor 82. 1'étrier 88 comporte un alésage 90 qui est divisé en une première et une deuxième chambres 92 et 94 par une cloison annulaire 96. Les freins 36 sont munis d'un dispositif d'actionnement de service normal qui comporte un 35 piston 98 monté coulissant dans la chambre 92 et un orifice d'entrée 100 qui fait communiquer la chambre 92 avec le conduit 32 de sorte que le piston 98 est sollicité vers la gauche, en considérant la Figure 2, lorsqu'une pression de freinage est développée dans le conduit 32 en.vue Rappliquer les freins, d'une façon bien connue 40 des spécialistes. 72 00300 6 2122427 Les freins 36 comprennent en outre un dispositif d'actionnement à rss&ort qui comporte un deuxième piston 102 qui est sollicité vers la gauche, en considérant la Figure 2, par une série de rondelles élastiques type rondelles Belleville 104. Le piston 102 = est relie positivement au piston 95 par un organe extensible 106. i*organe extensible 106 s'allonge aa fur et à mesure de l'usure des éléments de friction 64 et 66 à« façon à limiter le retrait du pisten 98 à uns distance sensiblement constante. le piston 102 coopère avec la cloison annulaire 96 pour définir avec elle une 10 chambre de fluide annulaire 108 qui eciumunique avec le conduit 74 par l'intermédiaire d'un orifice d'entrée 110. On notera que lorsque du fluide à une pression suffisamment élevée est admis dans la chambre 108, le piston 102 est sollicité vers la droite, en considérant la Figure 2, ce qui a pour effet d'écraser les rondelles 15 Belleville 104 de façon à permettre le déplacement du piston 98 par rapport au piston 102 et à l'organe extensible 106. Cependant, quand la chambre 108 est évacuée, les rondelles Belleville se détendent pour solliciter le piston 102 vers la gauche, en considérant la Figure 2. Etant donné que les pistons 102 et 98 sont 20 activement reliés par l'organe extensible 106 le déplacement du piston 102 vers la gauche sollicite tout d'abord l'organe extensible 106 en appui sur la face arrière du piston 98 ; puis le piston 102 et le piston 98 se déplacent ensuite solidairement vers la gauche, de façon à solliciter ainsi les éléments de friction 84 et 25 86 en engagement avec le rotor 82. Le dispositif de freinage hydraulique qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante : On supposera que le véhicule est en stationnement, que le dispositif d'actionnement à ressort prévu dans le frein à disque 30 a sollicité celui-ci dans la position d'application des freins et que le conducteur du véhicule fait démarrer le moteur du véhicule pour mettre en marche la pompe 18 de la direction assistée du véhicule. Le fluide à pression élevée provenant de la pompe 18 de la direction assistée est transmis par l'intermédiaire de l1ampli-35 ficateur 10 au mécanisme de direction assistée 26. Cependant, le véhicule ne peut pas être déplacé étant donné que le dispositif d'actionnement des freins à ressort a sollicité les freins en position d'application. Pour relâcher le dispositif d'actionnement à ressort, le conducteur ferme la valve de commande 72 et appuie 40 ensuite sur la pédale de frein 22, ce qui a pour effet de déplacer 72 00300 7 2122427 le tiroir 16, d'interrompre la communication entre la chambre de pression 12 et l'orifice d'évacuation 24 et de contraindre une partie du fluide s'écoulant dans l'amplificateur 10, à partir de la pompe 18 de direction assistée, de pénétrer dans la chambre de 5 pression 12. le fluide dans la chambre de pression 12 est transmis à la chambre 56 du multiplicateur de pression 40 par la canalisation 66. le fluide à pression élevée contenu dans la chambre 56 sollicite le piston 50 vers la droite en considérant la Figure 1, contre la force du ressort 62 ce qui a pour effet d'accroître le 10 niveau de pression du fluide dans la chambre 58. le fluide dans la chambre 58 est transmis à la chambre 108 du frein à disque 36 par la canalisation 74. Comme décrit ci-dessus, le fluide à pression élevée dans la chambre 108 sollicite le piston 102 vers la droite en considérant la Figure 2, relâchant en conséquence le disposi-15 tif d'actionnement à ressort, naturellement, lorsque la pédale de frein 22 est enfoncée pour admettre du fluide à pression élevée dans la chambre de pression 12, le fluide à pression élevée agit également sur l'extrémité du piston 14 et le sollicite vers la gauche, en considérant la Figure 1 , ce qui a pour effet de dévelop-20 per une pression de freinage dans le maître-cylindre 28. la pression de freinage développée dans le maître-cylindre 28 est transmise à l'orifice d'entrée 100 par le conduit 32 et en conséquence à la chambre 92 où elle agit sur l'extrémité du piston 98 pour effectuer une application normale des freins, après que le dispositif 25 de commande à ressort a été déserré.lorsque le conducteur du véhicule relâche la pédale de frein 22, la chambre de pression 12 est évacuée dans le réservoir prévu à l'entrée de la pompe 18. Un ressort de rappel sollicite le piston 14 vers la droite, en considérant la Figure 1 , ce qui a pour effet de relâcher la pression 30 de freinage dans le maître-cylindre 28 et en conséquence la pression dans la chambre 92. Cependant, un haut niveau de pression est maintenu dans la chambre 56 et dans le multiplicateur de pression 40 étant donné que le clapet anti-retour 68 empêche le retour du fluide contenu dans la chambre 56. le véhicule peut alors être 35 déplacé,1'actionnement du frein en service normal est "effectué de la façon habituelle, pendant que le véhicule se déplace, en enfonçant la pédale 22 pour admettre du fluide sous pression dans la chambre 12 ce qui déplace le piston 14 et développe une pression de freinage dans le maître-cylindre 28 qui est transmise à la 40 chambre 92 pour effectuer une application des freins. 72 00300 8 2122427 Lorsque le véhicule est en stationnement, le dispositif d'ac- -tionnement à ressort peut être utilisé comme frein de stationnement. Pour utiliser le dispositif d'actionnement des freins à ressort, le conducteur ouvre la valve de commande 72 ce qui met la 5 chambre 56 en communication avec l'entrée de la pompe 18. la pression dans la chambre 56 est de la sorte ramenée à un niveau de pression relativement bas, ce qui permet au ressort 62 de solliciter le piston 50 vers la gauche, en considérant la Figure 1, réduisant ainsi le niveau de pression du fluide dans la chambre 58 10 et, en conséquence, réduisant également le niveau de pression du fluide dans la chambre 108. les rondelles élastiques Belleville 104 sollicitent alors le piston vers la gauche en considérant la Figure 2, ce qui applique les freins du véhicule comme décrit ci-dessus. lorsque le niveau de pression dans la chambre 58 est 15 réduit, l'interrupteur sensible à la pression 76 allume la lampe de signalisation 78 pour informer le conducteur qu'une application des freins par les ressorts a été effectuée.lorsque le véhicule doit être déplacé, le conducteur relâche le frein à ressort en fermant la valve de commande 72, en faisant démarrer le moteur du 20 véhicule et en enfonçant la pédale de frein 22. Il est également désirable de pouvoir relâcher manuellement le dispositif d'actionnement à ressort des freins à disque 36 de façon que le véhicule puisse être remorqué si l'on ne peut faire démarrer le moteur et relâcher le frein à ressort de la façon 25 habituelle. Pour cette raison, une manivelle 64 est prévue qui fait saillie hors du boîtier du multiplicateur de pression 40. la rotation de l'extrémité de la manivelle qui fait saillie hors du boîtier fait déplacer l'autre extrémité de la manivelle pour venir l'appuyer contre le piston 50. la poursuite de la rotation 30 de la manivelle déplace le piston 50 vers la droite en considérant la Figure 1, contre la force de rappel du ressort 62. Une pression est en conséquence développée dans la chambre 58 qui est transmise à la chambre 108 par le conduit 74» ce qui a pour effet de provoquer le relâchement du dispositif d'actionnement des freins 35 à ressort. 72 00300 9 2122427 REVE^DICATIONS 1. Dispositif hydraulique de freinage comprenant un ou plusieurs freins à disque comportant un dispositif d'actionnement de service normal commandé, par l'intermédiaire d'un premier circuit hydraulique, par des moyens actionnés par un opérateur et un dis- 5 positif d'actionnement à ressort comportant des moyens élastiques sollicitant ledit frein en position d'application et des moyens sensibles à la pression s'opposant à l'action desdits moyens élastiques, caractérisé en ce que lesdits moyens sensibles à la pression sont montés dans un second circuit hydraulique indépendant dudit 10 premier circuit. 2. Dispositif hydraulique de freinage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens actionnés par un opérateur comportent un moteur hydraulique ayant une chambre de pression qui est susceptible d'être reliée à une source de fluide sous pression,ledit 15 moteur hydraulique étant positivement relié à un maître cylindre poLir développer une pression de freinage dans ledit maître cylindre et mettre en oeuvre ledit dispositif d'actionnement de service normal, ladite chambre de pression étant reliée, par ledit second circuit hydraulique, auxdits moyens sensibles à la pression de façon à em-20 pêcher lesdits moyens élastiques d'appliquer ledit frein lorsque du fluide sous pression est admis dans ladite chambre de pression. 3. Dispositif hydraulique de freinage selon la revendication 2 caractérisé en ce que le moteur hydraulique précité est un amplificateur hydraulique de freinage comportant un corps définissant 25 intérieurement ladite chambre de pression et un piston monté coulissant dans ladite chambre de pression et relié activement audit maître cylindre, ledit amplificateur comportant en outre une valve actionnée par l'opérateur pour commander la communication du fluide entre la source de fluide sous pression et ladite chambre de façon à faire 30 coulisser le piston et développer ainsi une pression de freinage dans ledit maître cylindre. 4. Dispositif hydraulique de freinage selon l'une quelconque des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que ledit second circuit hydraulique comporte un conduit relié à ladite chambre de pression 35 et muni d'un clapet anti-retour et une valve commandée par un opérateur pour évacuer ledit circuit dans un réservoir. 5. Dispositif hydraulique de freinage selon l'une quelconque des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que ledit second circuit hydraulique comporte un dispositif multiplicateur de pression. 72 00300 10 2122427 6. Dispositif hydraulique de freinage selon la revendication 5 caractérisé en ce que le multiplicateur de pression précité est constitué par un corps comportant un alésage en gradin ayant une partie de grand diamètre et une partie de petit diamètre séparées > par un epaulement, et un piston en gradin comportant une partie de grand diamètre montée dans la partie de grand diamètre de l'alésage et une partie de petit diamètre montée dans la partie de -cetit diamètre de l'alésage, les extrémités de grand et petit diamètres du piston définissant respectivement avec les extrémités correspondantes 10 de l'alésage une première et une deuxième chambre, ladite première chambre étant reliée à ladite chambre de pression et ladite deuxième chambre étant reliée auxdits moyens sensibles à la pression. 7. Dispositif hydraulique de freinage selon la revendication 6 caractérisé en ce que ladite première chambre du multiplicateur de 15 pression est reliée à ladite chambre de pression par un premier conduit comportant un clapet anti-retour et comporte une valve actionnée par un opérateur pour évacuer ladite première chambre dans un réservoir, ladite seconde chambre étant reliée auxdits moyens sensibles à la pression par un second conduit. 20 8. Dispositif hydraulique de freinage selon la revendication 6 caractérisé en ce que le multiplicateur de pression comporte un ressort sollicitant élastiquement l'extrémité de grand diamètre du piston vers l'extrémité correspondante de l'alésage de façon à réduire le niveau de pression dans ladite seconde chambre lorsque la première 25 chambre est évacuée dans ledit réservoir et des moyens actionnables manuellement portés par le corps du multiplicateur pour solliciter le piston en éloignement de ladite extrémité de grand diamètre de i l'alésage pour transmettre auxdits moyens sensibles à la pression du fluide à une pression suffisamment élevée pour s'opposer à l'action ' I 30 desdits moyens élastiques lorsqu'une défaillance empêche la trans- i mission du fluide de ladite chambre de pression à ladite première chambre. 9. Dispositif hydraulique de freinage selon l'une quelconque des revendications 6, 7 et 8 caractérisé en ce que le fluide trans-35 mis à ladite première chambre est du fluide hydraulique tandis que le fluide qui se trouve dans ladite seconde chambre est du liquide j de freins, un réservoir communiquant avec ladite deuxième chambre • pour emmagasiner ledit fluide de freins. : i \ i t 10. Dispositif hydraulique de freinage selon l'une quelconque 40 des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un dispositif 72 00300 n 2122427 avertisseur est monté dans la cabine de l'opérateur et un interrupteur sensible au niveau de pression dans lesdits moyens sensibles à la pression est prévu pour actionner ledit dispositif avertisseur lorsque le niveau de fluide dans lesdits moyens sensibles à la pression tombe au dessous d'une valeur prédéterminée afin d'avertir l'opérateur que le dispositif d'actionnement à ressort a appliqué les freins.