Brevet FR2148291A1 — publié le 19730316

La présente invention concerne d'une façon générale les dispositifs de freins hydrauliques pour véhicules à roues et à moteur. L'invention concerne plus particulièrement les dispositifs de freins doubles du type ci-dessus. Très récemment les dispositifs de freins hydrauliques doubles ont été très largement utilisés pour améliorer la sécurité de ces dispositifs de frein dans lesquels deux dispositifs élémentaires indépendants peuvent titre mis en oeuvre séparément de manière à garantir cette possibilité de sécurité dans le cas où l'un des deux dispositifs composants du système double travaille en secours, l'autre étant en panne. Plus particulièrement le dispositif de freinage double est conçu et disposé de telle manière que les deux dispositifs élémentaires travaillant indépendamment soient alimentés à partir d'une source de pression hydraulique2 de préférence un maitre cylindre, de manière à produire le freinage des cylindres associés aux roues du véhicule, lorsqu'on leur applique indépendamment la pression hydraulique de freinage.Une caractéristique remarquable des dispositifs de freinage hydraulique doubles de ce type, vient de ce que le fonctionnement des freins du véhicule peut titre mis en oeuvre en toute sécurité, quand cela est nécessaire, et non seulement quand les deux dispositifs élémentaires fonctionnent effectivement, mais encore lorsque l'un d'eux tombe en panne, ce qui assure ainsi une sécurité de freinage absolue pour le véhicule. De nombreux dispositifs de freins hydrauliques doubles ont été proposés jusqu'ici, parmi lesquels toutefois, le meilleur type est, pense-t-on, celui qui comporte un disque de frein tournant en synchronisme avec la roue du véhicule, et un cylindre de frein placé d'un cNté de cette roue de manière à actionner son dispositif ae piston destiné à exercer une pression de freinage sur le disque de frein tournant lorsqu'on applique une pression de freinage hydraulique à ce cylindre par deux voies indépendantes correspondant aux deux éléments dont la combinaison constitue le dispositif hydraulique double. Cependant2 pour obtenir ce résultat, le cylindre doit titre constitué de deux chambres hydrauliques indépendantes conçues pour recevoir des pressions hydrau liques indépendantes, ce qui représente un dispositif et un appa reillage très compliqués. le principal but de la présente invention est donc de créer un dispositif hydraulique double du type ci-dessus, qui comprenne le plus petit nombre possible d'éléments de grande précision, qui puisse se monter et se démonter facilement, et qui soit facile à fabriquer en grande série et qui soit de conception simple et économique à fabriquer. A cet effet, la présente invention concerne un dispositif de commande de frein hydraulique de véhicule à circuit d'alimentation double, de liquide sous pression fourni par une source d'alimentation en liquide hydraulique sous pression, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un mattre-cy- lindre, solidaire du véhicule et recevant intérieurement un piston creux en forme de pot, dont le fond agit sur les éléments du frein tels que les garnitures, un manchon étant logé entre le mat- tre-cylindre et le piston creux pour définir entre le maitre-cy lindre et le piston creux deux cavités indépendantes pour la commande du piston creux, à partir de l'un ou l'autre des deux circuits de commande. Dlautres caractéristiques et d'autres avantages de l'-nvention apparattront à la lecture de la description détaillée qui suit, d'un exemple préféré, mais non limitatif, de réalisation de l'invention, représenté sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une coupe axiale d'un ensemble de cylindre et de piston de frein de type double, associé à l'une des roues d'un véhicule, dans lequel toutefois la tuyauterie de frein hydraulique double, avec mattre-cylindre unique pour l'ensemble, n'est représentée simplement que schématiquement et sous forme très simplifiée. - la figure 2 est une vue en perspective d'un élément cylindrique creux pcuvant se déplacer à l'intérieur du cylindre hydraulique de l'ensemble représenté sur la figure 1. - la figure 3 est une vue semblable à celle de la figure 2, représentant une variante de l'élément cylindrique creux de la figure 2. - les figures 4 et 5 sont respectivement des vues en coupe partielle, de deux variantes de joints à placer entre l'élément cylindrique creux et le cylindre hydraulique, ces variantes étant des variantes de la figure 1. En se référant maintenant à la figure 1 des dessins, la disposition utilisée est une application de l'idée nouvelle consistant à utiliser un frein à disque de type à cylindre unique. Dans cette réalisation, la référence 1 désigne un disque de frein, représenté en partie seulement, et conçu et disposé de manière à tourner en synchronisme avec l'une des roues du véhicule, ce dernier n'étant pas représenté parce que bien connu. Bes références 2a et 2b désignent une paire de garnitures de frein ou d'éléments de friction classiques, représentés en pression des deux cOtés du disque de frein i présentRrmten train de tourner. Cette position est celle qui intervient naturellement dans la période d'application du freinage. La référence 3 représente d'une façon générale un ensemble de cylindre et de piston à commande hydraulique, associé à la roue considérée du véhicule. Quand l'ensemble 3 passe de sa position de fonctionnement dans laquelle le freinage est appliqué, à sa position hors service, comme cela sera décrit en détail dans ce qui suit, les éléments de friction 2a et 2b sont maintenus en position écartée du disque 1, après avoir effectué axialement un mouvement de retrait qui les écarte l'un de l'autre. De cette façon, les éléments 2a et 2b n'effectuent pas de mouvement de rotation. Les références 2c et 2d désignent des plaques de butée fixées respectivement aux éléments de friction 2a et 2b par des moyens de fixation classiques tels que des vis, des rivets, des agents collants ou autres, non représentés du fait qu'ils sont bien connus. On a prévu également des guides fixes, non représentés, permettant le mouvement axial des garnitures de frein 2a ; 2c et 2b ; 2d. Un ensemble de cylindre et de piston hydraulique 3 est prévu d'un cOté du disque de frein 1, à une distance prédéterminée de celui-ci, et comprend un cylindre hydraulique 5 ouvert à son extrémité intérieure en 4 et fermé à son extrémité extérieure, comme représenté, ua bras 6 faisant corps avec le cylindre 5. Ce bras 6 présente en coupe une forme de L, et enjambe le bord périphérique du disque i tout en restant en contact avec la surface arrière de la plaque de butée 2c, ce qui lui permet ainsi de transmettre le mouvement du cylindre 5 à l'ensemble de garniture de frein extérieur 2a ; 2c.Un élément de piston creux 7 peut glisser dans l'alésage 5b du cylindre 5, l'extrémité fermée 7a de cet élément de piston faisant saillie sur une courte distance à partir de l'extrémité intérieure ouverte du cylindre 5 et reste en contact avec la plaque de butée de l'ensemble de garniture de frein intérieur 2b ; 2d, afin de lui transmettre son mouvement extérieur. L'extrémité opposée, ou extrémité ouverte 7b, débouche en 7c dans le fond fermé 5a du cylindre 5. Un élément de cylindre creux 8 est logé à l'intérieur du cylindre 5, l'extrémité intérieure 8a de cet élément 8 pouvant glisser à travers l'extrémité ouverte 7c, pour pénétrer à'l'intérieur du piston creux 7. L'élément cylindrique 8 fait corps à son extrémité extérieure 8a, avec un rebord annulaire 8c de diamètre extérieur légèrement plus petit que le diamètre d'alésage du cylindre 5. L'élément 8 est de plus muni d'un trou de passage axial 8'. Dans la réalisation représentée sur les figures 1 et 2, l'élément cylindrique 8 constitue un passage 8' à grand alésage axial unique, ce qui permet d'obtenir ainsi une caractéristique de légéreté très intéressante. Dans la forme modifiée de l'élément de cylindre représentée d'une façon générale en 80 sur la figure 3, ce cylindre est un cylindre rigide, au lieu du cylindre creux précédent, de façon à obtenir une plus grande rigidité et une plus grande solidité. Dans cette variante d'élément de cylindre 80, ce dernier est muni d'un certain nombre de perforations axiales allongées 80', présentant la coupe, transversale représentée. Be but de cette disposition est décrite ci-après. Entre les surfaces glissant l'une par rapport à l'autre du cylindre 5 et du piston 7, entre celles du piston 7 et du manchon 8, et entre celles du cylindre 5 et de la partie de rebord 8c du manchon 8, sont prévus respectivement des joints élastiques 9, I0, et 1l. Dans le cylindre 5 est formée une chambre hydraulique annulaire "M" définie par une partie de la surface de paroi 5b de l'alésage par la surface d'extrémité annulaire 7d de l'extrémité intérieure ouverte du piston 7, par une partie de la surface cylindrique extérieure du manchon 8 et par la partie de rebord 8c de celui-ci. A l'intérieur du cylindre est prévue une seconde chambre hydraulique "N" définie par la surface de paroi d'extrémité intérieure, ou par le fond 5a du cylindre S, par la surface de paroi intérieure 8e du manchon 8, et par la paroi d'extrémité fermée 7a du piston creux 7. La référence 12 représente une source de liquide sous pression désignée d'une façon générale par la référence 12, et constituée de préférence par un ensemble de mtre-cylindre de préférence du type tandem, cette source d'alimentation ou plus exactement les deux parties d'alimentation de celle-ci, non représentées, étant reliées hydrauliquement et indépendamment aux deux chambres "M" et "N", par les tuyauteries 15 et 13 représentées simplement de façon schématique par des lignes en tirets, de manière à fournir deux dispositifs hydrauliques indépendants à l'ensemble de cylindre et de piston considéré. Les orifices respectifs 16 et 14 percés latéralement et axialement dans la paroi du cylindre 5 complètent ces deux dispositifs hydrauliques indépendants. Tout près de la surface de paroi d'extrémité intérieure 5a, et dans la parci cylindrique 5b du cylindre 5, est prévue une rainure annulaire 17 destinée à recevoir un anneau de ressort annulaire encliquetable 18. La partie de rebord 8c du manchon ou élément cylindrique 8 est maintenue en position par rapport au fond du cylindre 5a, gracie à l'action de cet anneau encliquetable 18 et des éléments de joint d'angle 11. La partie de rebord 8b est maintenue comprimée indirectement contre ce fond de cylindre 5a. Pour assurer ce positionnement élastique et préssurisé, du manchon 8 par rapport au fond du cylindre, une rondelle élastique 100 est prévue entre l'anneau encliquetable 18 et la partie de rebord 8c. Comme on peut le voir, la partie de rebord 8c est arrondie, chanfreinée, biseautée, diamétralement et axialement dans son angle extérieur, là où le rebord est maintenu en pression élastique contre le oint d'angle de type annulaire 11, de façon que le manchon 8 puisse effectuer un léger mouvement radial ou latéral en ce point précis de la partie de rebord. De plus, le manchon 8 peut effectuer un léger mouvement axial. Par l'un quelconque ou par tous ces mouvements du manchon 8, le joint d'angle Il se trouve corrélativement et élastiquement fléchi ou déformé. il en résulte que le manchon 8 peut effectuer un léger mouvement angulaire par rapport à son axe cen, tral. Pour permettre ces mouvements, l'angle d'extrémité intérieure 5c est arrondi. Sur la figure 2, l'angle chanfreiné de cette partie de rebord 8c est représenté clairement en 8f. Lorsque l'élément cylindrique ou manchon 8 se trouve positionné dans le cylindre 5, comme indiqué sur la figure 1, le joint annulaire S est comprimé entre d'une part l'angle de fond chanfreiné 5c du cylindre, et d'autre part le rebord annulaire biseauté 8f de la partie de rebord 8c. Les moyens permettant de positionner et de monter élastiquement le manchon ou élément cylindrique 8 dans le cylindre hydraulique 52 peuvent Qtre modifiés à partir de ceux de la figure 1, pour prendre respectivement la forme de l'un quelconque de ceux des figures 4 et 5. Plus précisément, si l'on se réfère à la figure 4, le joint lia se présentant encore sous une forme annulaire, est inséré dans une ratnure annulaire 19 formée concentriquement sur la surface d'extrémité extérieure 8g du manchon 8, et à proximité de son angle périphérique chanfreiné 8f. L'anneau de joint 11a fait saillie partiellement et axialement à partir de la rainure annulaire 19 qui le reçoit, de façon à établir effectivement un joint suffisant entre la surface d'extrémité 8g et le fond intérieur 5a du cylindre 5 qui vient en face. Les parties 17, 18 et 100 ont la même forme et la meme disposition que précédemment. On remarquera par conséquent, que lsélément cylindrique ou manchon 8 est maintenu en pression élastique et axiale contre le fond 5a du cylindre, un petit intervalle restant cependant maintenu entre eux. Dans la variante représentée sur la figure 5, le joint 11b présente encore la forme d'un joint annulaire comportant cependant une partie de rebord venant se monter sur l'extrémité extérieure de la paroi de l'alésage de l'élément cylindrique 8. Par suite, dans cette variante de réalisation, on peut se passer de la rainure annulaire précédente 19 de la figure 4. La partie principale du joint 11 est comprimée entre le fond 5a et l'extrémité extérieure de l'élément cylindrique 8. Bes éléments 17, 18 et 100 ont la meme forme et la meme disposition que précédemment.Dans ce cas cependant, l'élément cylindrique 8 est positionné de manière à effectuer un mouvement axial et un mouvement de pivotement par rapport au cylindre hydraulique 5 comme on l'avait indiqué précédemment en se référant à la figure 1. Le dispositif de freinage hydraulique double décrit et représenté jusqu'ici, fonctionne de la manière suivante : Quand un opérateur appuie sur une pédale de frein représentée en 101 sur la figure 1, du liquide sous pression, de préférence de l'huile, se trouve distribué indépendamment, à partir du martre cylindre 12, dans deux voies différentes, par les tuyauteries séparées 13 et 15, et les orifices 14 et 16, respectivement vers les chambres hydrauliques "N" et "M". De cette façon, la pression du liquide dans la chambre "N" agit sur 1 'extrémité fermée 7a du piston creux 7, par l'intermédiaire de celui-ci. De la méme façon, la pression de liquide régnant dans la chambre N, agit sur l'extrémité ouverte 7a du piston 7. Par suite, le piston 7 se trouve entratné hydrauliquement vers la droite de manière à presser l'ensemble à friction gauche 2b ; 2d, contre la surface de gauche du disque de frein tournant 1. D' autre part la réaction hydraulique agit sur le cylindre 5 monté de façon mobile sur le cassis du véhicule automobile, non représenté car étant bien contre ; de cette façon le cylindre se trouve entraîné vers la gauche sur la figure 1. Ce mouvement est par suite transmis, à partir du cylindre S et par son bras 6 qui dépasse, à l'ensemble à friction de droite 2a ; 2c qui se trouve ainsi pressé contre la surface de droite du disque de frein tournant 1 Ce disque 1 se trouve donc soumis à l'action de freinage. Quand l'opérateur relâche la pression du pied sur la pédale 101 la pression hydraulique du liquide cesse d'erre appliquée aux chambres "M" et "N", ce qui fait ainsi cesser l'opération de freinage. Toutes les parties associées reviennent dans la position représentée, sous l'effet de la force mécanique transmise par le disque tournant 1, car ce dernier est légèrement décalé du fait que certaines erreurs de fabrication sont inévitables, et qu'il existe toujoursacer- taines vibrations du cassis du véhicule. On peut naturellement prévoir des moyens de rappel à ressort si cela est nécessaire, bien que ces moyens ne soient pas représentés. Si cependant une rupture de tuyauterie ou un incident analogue se produisait dans un élément du dispositif hydraulique, la pression du liquide disparattrait dans l'une ou l'autre des chambres "M" ou "N". Dans la présente réalisation cependant, les autres éléments du dispositif restent sous pression, de sorte que l'action de freinage ne s'en trouve pas altérée. Ie fonctionnement du dispositif de freinage hydraulique double est celui qui vient d'dtre décrit, et son principe est déjà connu. Mais on doit mettre en évidence que la plupart des difficultés se présentent dans le domaine de la fabrication. Plus précisément les parties classiques correspondantes de l'élément de cylindre ou manchon 8 et du cylindre 5 ne forment qu'une seule pièce et par suite aucun mouvement ne peut se produire. Par suite, pour introduire le piston, comme indiqué en 7, dans ltespace annulaire formé entre la surface périphérique intérieure 5b du cylindre 5, et la surface périphérique extérieure du manchon 8, sans entraves mécaniques ou autres perturbations, les parties qui se correspondent doivent titre fabriquées avec une grande précision. Comme l'imagine facilement un spécialiste de la question, il est très difficile de fabriquer le cylindre 5, le piston 7, et le manchon 8 avec une précision suffisante pour maintenir la concentricité relative et le glissement de précision voulus entre les pièces.Cependant, lorsqu'on suit cette nouvelle technique de conception et de fonctionnement permettant au manchon d'effectuer les différents mouvements relatifs indiqués plus haut, par rapport au cylindre 5, les difficultés précédentes peuvent titre évitées. Dans le dispositif hydraulique double classique, les éléments constituant l'ensemble de cylindre de frein de la roue sont relativement nombreux et présentent des formes compliquées. Comme ces différentes parties sont généralement métalliques, lorsqu'elles sont assemblées pour former un ensemble de freins de roue, ce dernier est très lourd. Au contraire de la conception classique, la réalisation de l'invention représentée et décrite ici est conçue de telle manière que l'élément de cylindre ou manchon est fabriqué sous la forme d'une partie séparée et indépendante du cylindre hydraulique, de sorte qu'elle peut effectuer un mouvement latéral et pivotant par rapport au cylindre hydraulique, ce qui permet de réduire dans des proportions éncrmes, la précision de fabrication qui, autrement, serait nécessaire. De plus, le manchon 8 doit être conçue de manière à avoir une forme plus simple, ce qui rend ainsi son usinage plus facile. Comme le manchon 8 n'est pas soumis à des efforts importants, il peut être fabriqué en résine synthétique au lieu de métal, grace aux formes plus simples indiquées plus haut, et à la possibilité i'effectuer différents mouvements par rapport au cylindre 5, ce qui contribue encore à réduire très sensiblement le poids de l'ensemble de frein d'une roue. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Dispositif de commande de frein hydraulique de véhicule à circuit d'alimentation double, de liquide sous pression fourni par une source d'alimentation en liquide hydraulique sous pression, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un mattre-cylindre 5, solidaire du véhicule et recevant intérieurement un piston creux en forme de pot, dont le fond agit sur les éléments du frein tels que les garnitures, un manchon étant logé entre le mattre-cylindre et le piston creux pour définir entre le mattre-cylindre 5 et le piston creux 7 deux cavités indépendantes pour la commande du piston creux 7, à partir de l'un ou l'autre des deux circuits de commande. 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon 8 comprend un corps cylindrique dont le diamètre extérieur correspond au diamètre intérieur du piston creux, emmanché sur ce corps, et une collerette annulaire solidaire de l'extrémité du corps cylindrique ne recevant pas le piston creux, le diamètre de la cclierette annulaire correspondant sensiblement au diamètre intérieur du mattre-cylindre 5, et ayant des moyens d'étanchéité et de fixation sur le mattre cylindre 5. 30) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le manchon 8 présente une cavité cylindrique traversant de part en part le corps cylindrique pour former la chambre de travail correspondant au piston creux. 40) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps du manchon présente un certain nombre de perçages cylindriques traversant de part en part le corps cylindrique pour former ia chambre de travail correspondant au piston creux. 50) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le manchon est fixé au mattre-cylindre de façon à pouvoir se bouger et absorber les jeux de l'ensemble formé par le mattre-oylindre, le manchon et le piston creux.