Brevet FR2198857A1 — publié le 19740405

ba présente invention concerne un procédé et un dispositif permettant d'éliminer automatiquement irait présent dans les canalisations de liuide sous pression du système hydraulique de freinage des roues d'un avion ou d'un véhicule automobile, d'ajuster la fluidité du liquide de commande des freins, de maintenir la stabilité de température du liquide et de prolonger sa durée de service. Avec l'extension actuelle des voies à grande circulation et autoroutes, l'effet de freinage exercé sur les véhicules à moteur pour les arrêter devient un problème de plus en plus important. Les systèmes de commande de freinage, les garnitures de freins, le liquide de commande de freins, sont les principaux facteurs à considérer. En premier lieu, la vitesse croissante des véhicules à moteur fait que le liquide de commande de freinage (appelé dans la suite de la description liquide de freinage) doit résister à des conditions de plus en plus sévères. En général, la plupart des liquides de freinage connus sont constitués par un mélange d'alcool glycolique et d'une quantité appropriée de stabilisant, d'anti-oxydant, d'agent anti-corrosif, etc.. En outre, on a beaucoup cherché à améliorer les propriétés physiques du liquide de freinage ainsi que de ses additifs en vue d'obtenir un produit plus stable aux températures élevées, qui ne perd pas sa fluidité et fait un long usage. En général, en cas de freinages brusques répétés d'un tain ou d'un véhicule à moteur circulant à grande vitesse, l'échauffement local d'une garniture de frein à disque est transmis au fluide sous pression par un piston, un cylindre etc., de sorte que même un liquide de freinage de la meilleure qualité atteint immédiatement son point d'ébullition, ce qui abaisse son pouvoir de freinage. Le liquide de freinage est contenu dans un réservoir et est distribué par un maître-cylindre et des canalisations de fluide sous pression aux cylindres récepteurs individuels. Lorsqu'on appuie sur la pédale de frein, le liquide de freinage distribué se déplace légèrement sous l'influence de la pression de fluide produite par le maître-cylindre. Inversement, lorsqu'on relâche la pédale de frein, le liquide de freinage reprend sa position initiale et demeure où il est. I1 en résulte que le liquide perd sa fluidité à la saison froide et peut se détériorer localement notamment sous l'action de la chaleur engendrée au niveau des roues, ce qui entraîne un freinage défectueux en cas de freinage brusque. En outre, si de l'air s'est introduit dans les canalisations de liquide sous pression, on ne peut pas l'éliminer à moins d'ou vrir une soupape de pompe disposée près de chaque cylindre et à moins que plusieurs opérateurs n t agissent séparément sur le cylindre de pression et sur la pédale de frein. Une telle opération manque toutefois de précision. S'il existe une masse d'air stagnante dans une canalisation, on ne-peut pas obtenir un effet de freinage correct car l'air est plus facilement compressible que le liquide de freinage. En conséquence, du fait qu'un-véhicule équipé de freins à tambour a un système hydraulique tel que lorsque la pédale de frein est enfoncée, le liquide de freinage qui a été envoyé dans chaque cylindre récepteur par la canalisation de fluide sous pression revient ensuite au réservoir de fluide par le conduit de retour, la présente invention a pour but de maintenir la fluidité du liquide de freinage, et sa viscosité initiale en envoyant dans le conduit de retour le liquide de freinage qui s'est echauffé dans le cylindre récepteur auquel se transmet la chaleur de frottement, de manière à abaisser sa température à la valeur souhaitée, afin de maintenir l'efficacité requise de l'action de freinage en réduisant autant que possible la vitesse de détérioration du fluide hydraulique. En outre, dans divers types de freins à disque utilisés pour freiner les roues d'un véhicule à moteur ou d'un avion ainsi que les éléments tournants de divers types de machines, un autre but de la présente invention est de maintenir, lorsque la pédale de frein est relâchée (ou lorsque le levier de frein tiré à la main est ramené à sa position initiale), la fluidité du liquide de freinage qui a été envoyé dans chaque cylindre récepteur par la canalisation de pression en renvoyant le liquide successivement dans le réservoir par le conduit de retour par le côté d'évacuation de l'élément d'ouverture et de fermeture qui coopère avec le fluide sous pression, ceci pour maintenir l'effet de freinage par réglage de la température du liquide de freinage échauffé dans le cylindre récepteur en raison de la chaleur de frottement, à une valeur appropriée au moyen d'un dispositif de refroidissement, ce qui prolonge la durée de service du liquide. Enfin, l'invention vise un procédé qui permet d'éliminer l'air présent dans le cylindre ou dans le conduit et de maintenir la capacité de freinage nécessaire en arrêtant le véhicule et en exerçant une action d'arrêt sur la pédale de frein un très petit nombre de fois afin d'évacuer l'air par l'orifice de sortie du conduit de retour. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des figures jointes, données dans un but non limitatif, et qui représentent plusieurs modes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins la figure 1 représente un mode de réalisation de l'invention, appliqué à un véhicule la figure 2 représente, avec arrachement partiel, un autre mode de réalisation de l'invention, appliqué à un frein à tambour la figure 3 est une vue en coupe partielle d'un autre mode de réalisation de l'invention appliqué à un frein à disque du type à étriers ;; la figure 4 est une vue latérale suivant la ligne I-I de la figure 3 la figure 5 est une vue partielle, à plus grande échelle, d'une partie de la figure 3 la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, mais représente la position d'un élément mobile de valve particulièrement simple la figure 7 est une vue partielle, à plus grande échelle, de la partie principale d'un élément d'ouverture et de fermeture actionné par la pression de fluide d'un autre système la figure 8 illustre la position normale de l'élément d'ouverture et de fermeture d'un système de pression différent, comportant une crémaillère et un pignon qui engrènent à angle droit la figure 8a est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 8 ;; la figure 9 est une vue en plan d'une plaque tournante qui comporte une ouverture pour un arbre et peut être entraînée en rotation par du fluide sous pression la figure 10 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 11, qui montre un élément d'ouverture et de fermeture comportant une telle plaque tournante la figure 11 est une vue suivant la ligne III-III de la figure 10, dans laquelle un arrachement partiel au niveau de cette ligne III-III laisse apparaître la plaque tournante, un ressort de rappel, un mécanisme de commande et un orifice de sortie partiellement ouvert la figure 12 est une vue en coupe partielle d'un élément d'ouverture et de fermeture, dans lequel une bille est montée à l'extrémité supérieure d'une tige de piston qui doit être actionnée par une bobine électromagnétique, une partie de plus petit diamètre de la tige de piston servant de passage au liquide de freinage la figure 13 est une vue suivant les flèches de la figure 12. Comme représenté sur les figures 1 et 2, un distributeur 3 est disposé tout contre le cylindre de roue 2 d'un frein à tambour 1 et comporte un joint d'étanchéité 5 qui est disposé autour d'un tiroir mobile 7 pourvu d'orifices d'entrée 6, 6A pour le fluide sous pression et d'un ressort 4 qui agit sur le tiroir. Entre le cylindre de roue 2 et le distributeur 3 sont ménagés un orifice d'entrée 6B et un orifice de sortie 8. Un conduit d' entrée 9 relie le distributeur 3 à un maître-cylindre 13 par l'intermédiaire d'une canalisation 10 pour le liquide sous pression et un conduit d'évacuation 12 relie un orifice de sortie 8A du distributeur 3 à un réservoir de fluide 11. Lorsqu'on appuie sur la pédale de frein, le fluide sous pression contenu dans le maître-cylindre 13 est envoyé dans le distributeur 3 par la canalisation 10. Le tiroir 7 se déplace vers la droite, à l'encontre de la force exercée par le ressort 4 et, après avoir fermé 1 'ori- fice de sortie 8, il établit la communication entre les orifices d'entrée 6A et 6B. Le fluide sous pression pousse alors les pis- tons 14 du cylindre de roue 2 vers la droite et vers la gauche respectivement. Des segments de frein 15, pivotent autour de points d'articulation (non représentés) et viennent en contact avec le tambour de frein 16 fixé sur les roues. Le frottement ainsi produit freine la rotation du tambour 16 et les roues cessent de tourner. Lorsqu'on relâche la pédale de frein, la pression du fluide diminue et le ressort 4 repousse le tiroir 7 à sa position initiale qui obture les orifices d'entrée 6A et 6B et fait communiquer les orifices de sortie 8 et 8A. En outre, sous l'effet de contraction du ressort de rappel des patins de frein 15, le liquide de freinage contenu dans le cylindre de roue 2 et qui s'est échauffé est renvoyé dans le réservoir 11 par les orifices de sortie 8, 8A et le conduit d'évacuation 12.En considération de la température en été, on peut disposer un échangeur thermique à ailettes 17 en un point approprié du conduit 12 pour abaisser la température du liquide de freinage à la valeur souhaitée. La figure 3 représente un mode de réalisation de l'invention appliqué à un frein à disque dans lequel un étrier 21 en forme de U a une extrémité fermée espacée du disque 22 et une extrémité ouverte adjacente aux côtés du disque 22. Des cylindres 24 pour le liquide de freinage sont ménagés dans l'étrier. Ces cylindres sont alignés et parallèles à l'axe de l'arbre 23 de la roue. Des pistons 25 coulissent de façon étanche dans ces cylindres par l'intermédiaire de joints toriques 26. Comme représenté plus clairement sur la figure 5, chaque cylindre 24 comprend d'un côté un orifice d'entrée 27 et un orifice de sortie 28 qui traversent l'un et l'autre un distributeur 29. Le distributeur 29 a une extrémité fermée et son autre extrémité est reliée par un raccord 30 à la canalisation de liquide sous pression 10.Un tiroir 32 coulissant à l'intérieur du distributeur 29 comprend à l'une de ses extrémités des orifices d'entrée 27A, 27B et à son autre extrémité une garniture d'étanchéité 31. La figure 5 illustre la position du tiroir 32 et le déplacement du piston coulissant 25 de la position indiquée en traits interrompus à la position indiquée en traits continus, sous l'action de la pression du fluide lorsqu'on enfonce la pédale de frein. Au cours de ce déplacement, le tiroir 32 ferme d'abord 1' orifice de sortie 28, ce qui assure la fermeture de l'échappement du cylindre 24, puis établit la communication entre l'intérieur du cylindre et les orifices d'admission de fluide sous pression 27A, 27B et 27. Lorsqu'on relâche la pédale de frein, la pression de fluide diminue et un ressort 33 repousse le tiroir 32 vers le haut.Pendant cette course de rappel, l'orifice d'entrée 27B est d'abord fermé puis l'orifice de sortie 28 est ouvert et le piston 25 qui est repoussé par un ressort (non représenté) chasse le liquide de freinage échauffé vers le conduit 12 et le réservoir 11 par l'orifice de sortie 28. Généralement, le cylindre récepteur est placé plus bas que le maître-cylindre, de sorte qu'une certaine quantité de liquide de freinage reste à l'intérieur et qu'il n'y a pas de risque de mauvais fonctionnement du frein. Le mode de réalisation représenté sur la figure 6 est voisin de celui de la figure 5, mais il est caractérisé par un tiroir de distributeur 32A très simplifié. Le tiroir 32A est simplement cylindrique, et ne comporte pas d'orifices d'entrée, mais ses dimensions sont telles que lorsqu'on enfonce la pédale de frein, il coulisse vers le bas au-dessous de l'orifice d'entrée 27 pour permettre au fluide de pénétrer dans le cylindre 24. Lorsqu'on relâche la pédale, le tiroir 32A est poussé vers le haut par le ressort 33 et le liquide de freinage chaud peut s'écouler par l'orifice de sortie -28 et le conduit 12. Un autre mode de réalisation de l'invention est représenté sur la figure 7. D'un côté du cylindre 24 un élément pivotant 35 est articulé sur une tige support 34. Entre le cylindre 24 et un raccord 30A qui est relié à la canalisation 10 est interposé un distributeur 38 qui comporte un tiroir 37 percé d'orifices d'entrée 36, 36A. Parallèlement au distributeur 38, un autre distributeur 38A est interposé entre le cylindre 24 et un raccord 30B qui est relié au conduit d'évacuation 12. Un tiroir 37A coulisse à l'intérieur du distributeur 38A. Les tiroirs 37, 37A sont maintenus respectivement à l'intérieur des cylindres 38 et 38A avec leurs ressorts de rappel 40, 40A par des bagues d'arrêt 42 percées de petits trous qui communiquent avec l'intérieur du cylindre 24. L'une des extrémités de chaque tiroir vient en contact avec l'extrémité correspondante de l'élément pivotant 35. La figure 7 illustre la position des diverses pièces en temps normal, c'est-à-dire lorsque la pédale de frein n'est pas enfoncée. Lorsqu'on appuie sur la pédale, le fluide sous pression s'écoule par la canalisation 10 vers l'orifice d'entrée 36 de sorte que le tiroir 37 se déplace vers la droite et que l'élément pivotant 35 pousse le tiroir 37A vers la gauche, comme représenté en traits mixtes, ce qui ferme un orifice de sortie 39A et ouvre l'orifice d'entrée 36A. I1 en résulte que le fluide sous pression qui est envoyé dans le cylindre 24 pousse le piston 25 contre le disque 22. Lorsqu'on relâche la pédale de frein, la pression du fluide diminue instan tanément et le ressort de rappel 40 repousse rapidement le tiroir 37 à sa position initiale, ce qui a pour effet de fermer l'orifice d'entrée 36A. Simultanément, le tiroir 37A est poussé par le res sort 40A à la position représentée sur le dessin, de sorte que le liquide de freinage qui se trouve dans le cylindre récepteur et a été surchauffé par la chaleur Un autre mode de réalisation de l'invention est représenté sur les figures 8 et 8a.Entre un orifice 45, relié à la canalisation pour le fluide sous pression et le cylindre récepteur 24 est intercalé un distributeur 48 dans lequel coulisse un tiroir 47 qui comprend une crémaillère 46 et des orifices d'entrée 45A et 45B. Le tiroir 47 et son ressort de rappel 49 sont retenus par une bague d'arrêt 50 qui comporte un petit trou 41A. Un cylindre 52 est disposé de façon telle qu'il traverse à la fois un passage d'évacuation 51 relié au conduit d'évacuation 12 et le distributeur 48 précité. A l'intérieur du cylindre 52 est disposé un élément tournant 54 qui porte à l'une de ses extrémités un pignon 53 qui engrène avec la crémaillère 46 et dont l'autre extrémité comporte un orifice de sortie 51A. La figure 8 illustre la position des diverses pièces en temps normal, c'est-à-dire lorsque la pédale de frein n'est pas enfoncée. Lorsqu'on enfonce la pédale, le fluide sous pression qui s'écoule par l'orifice 45 pousse le tiroir 47 vers la droite et la crémaillère 46 fait tourner l'élément tournant 54 de 900 environ, ce qui ferme l'orifice 51A et dégage l'orifice d'entrée 45B, permettant ainsi au fluide sous pression de pénétrer dans le cylindre récepteur et de pousser le piston 25 contre le disque 22. Lorsqu'on relâche la pédale, la pression du fluide diminue et le ressort de rappel 49 repousse le tiroir 47 à sa position initiale, ce qui ferme l'orifice d'entrée 45B. Presque simultanément, la crémaillère 46 fait tourner l'élément tournant 54 de 900 environ en sens inverse, ce qui ouvre l'orifice de sortie 51A, de sorte que le liquide de freinage chauffé dans le cylindre récepteur par la chaleur du frottement est refoulé dans le passage 51 et le réservoir 11 par le piston 25 qui effectue sa course de rappel. Suivant l'invention, le retour du liquide de freinage chaud peut également s'effectuer au moyen d'une plaque tournante 61, munie d'un trou de passage d'arbre 60 (figures 9 à 11), et qui constitue un organe d'ouverture et de fermeture. Dans ce mode de réalisation, lorsqu'on appuie sur la pédale de frein, le liquide sous pression qui provient de la canalisation 10B remplit une chambre de pression 62 (figure 11) et agit sur une face 61A de la plaque tournante 61 pour faire tourner cette dernière à l'encontre d'un ressort de rappel 64, ce qui ferme un orifice de sortie 63 puis, une fois l'intérieur du cylindre 24 ainsi obturé, ouvre un orifice d'entrée 65. De ce fait, le liquide sous pression est admis dans le cylindre et une garniture fixée sur le piston 25 presse le disque 22.Lorsqu'on relâche la pédale, la pression du fluide diminue et la plaque tournante 61 est ramenée à sa position initiale par le ressort de rappel 64, ce qui ferme l'orifice d'entrée 65 et ouvre l'orifice de sortie 63. Dans cette position, la plaque st en prise avec un organe de commande 67.Le liquide de freinage chaud est ainsi refoulé vers le conduit d'évacuation 12B par la pression de refoulement du piston 25 et retourne au réservoir de liquide. Suivant l'invention, on peut également utiliser comme organe d'ouverture et de fermeture, une soupape à bille. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 12 et 13, cet élément d'ouverture et de fermeture comprend un manchon diamagnétique 77 pour une tige de piston 71 qui est mûe par la force magnétique d'un solénoïde 70 fixé d'un côté du cylindre 24. La tige de piston 71 comprend une partie de plus petit diamètre 71A et une bille 72 qui constitue avec un siège 72A un clapet à bille qui commande un orifice d'entrée 73 et un orifice de sortie 74. Un conducteur électrique 75 est relié à un circuit de contrôle optique relié à la pédale de frein ou à un circuit particulier (non représenté). Lorsqu'on appuie sur la pédale de frein, la lumière de contrôle est allumée par le courant électrique provenant d'une batterie secondaire.En même temps, la tige de piston 71 qui obturait l'orifice d'entrée 73 sous la pression d'un ressort 76 est tirée vers le bas par l'action magnétique du solénoïde 70 et la partie de plus petit diamètre 71A est isolée de l'orifice de sortie 74, ce qui ferme cet orifice et soulève de son siège 72A la bille 72. I1 en résulte que le fluide sous pression en provenance de la canalisation de fluide lOc pousse le piston 25 en direction du disque 22. Lorsqu'on relâche la pédale, le solé noise 70 cesse d'être alimenté par le circuit et le ressort 76 repousse la tige de piston 71 vers sa position initiale, ce qui referme le clapet à bille 72, 72A et ouvre l'orifice de sortie 74. De ce fait, le liquide de freinage chauffé est refoulé dans un conduit de sortie 12c et dans le réservoir à fluide par la piession de refoulement du piston 25. La présente invention permet ainsi d'éviter la stagnation du liquide de freinage par un procédé physique de circulation. Elle empêche sa détérioration locale sous l'influence de la chaleur due au frottement, augmentant ainsi sa durée de service. Elle permet également d'éliminer l'air présent dans le cylindre récepteur et de l'évacuer automatiquement à l'atmosphère par répétition de l'actionnement de la pédale de frein. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses autres variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de refroidissement du liquide de freins pour éviter sa détérioration dans un dispositif de freinage de véhicule, comprenant un réservoir de liquide, un maître-cylindre commandé par une pédale de frein et une pluralité de cylindres récepteurs hydrauliques individuels de roues comportant chacun des organes mobiles de freinage, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'au moyen d'un tel dispositif comprenant en outre une pluralité de distributeurs contenant chacun un organe obturateur mobile et disposés chacun de façon adjacente à un cylindre récepteur, chacun des cylindres récepteurs présentant un orifice d'entrée et un orifice de sortie de liquide qui communiquent avec le distributeur correspondant par l'intermédiaire duquel ces orifices peuvent être reliés, celui d'entrée au naitre-cylindre par l'intermédiaire d'une canalisation d'amenée de liquide sous pression et celui de sortie au réservoir par l'intermédiaire d'un conduit d'évacuation, on enfonce la pédale de frein pour refouler le liquide sous pression dans les canalisations d'amenée pour qu'il agisse sur chacun des organes obturateurs, de telle sorte qu'il déplace lesdits organes obturateurs de leur position de repos à leur position de travail pour fermer lesdits orifices de sortie et pour ouvrir de façon sensiblement simultanée lesdits orifices d'entrée, de manière à envoyer ledit liquide dans les cylindres récepteurs afin d'amener les organes mobiles de freinage en position de freinage ; puis on relâche la pédale de frein pour interrompre l'écoulement dudit liquide hors du maîtrecylindre dans les canalisations d'amenée afin de ramener les organes obturateurs de leur position de travail à leur position de repos, de manière à fermer les orifices d'entrée et à ouvrir de façon sensiblement simultanée les orifices de sortie, pour chasser le liquide des cylindres récepteurs dans les conduits d'évacuation en direction du réservoir, de sorte que le liquide échauffé par conductibilité thermique avec les organes de freinage est périodiquement remis en circulation par enfoncement et relâchement sélectifs de la pédale. de frein. 2.- Dispositif de freinage pour véhicule, permettant la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un réservoir de liquide, un maître-cylindre actionnable par une pédale de frein, une pluralité de cylindres récepteurs hydrau liques individuels de roue qui comportent chacun des organes mobiles de freinage, et étant caractérisé en ce qu'il comprend : une pluralité de distributeurs disposés chacun de façon adjacente à un cylindre de roue ; un orifice d'entrée faisant communiquer chaque distributeur avec le cylindre de roue correspondant ; un orifice de sortie faisant communiquer chaque cylindre hydraulique avec le distributeur correspondant ; un organe obturateur pouvant se déplacer dans chacun des distributeurs et comportant des organes pour obturer sélectivement l'un des orifices d'entrée ou de sortie tout en dégageant l'autre, et des organes pour solliciter ledit organe obturateur vers sa position d'obturation ; une pluralité de conduits d'amenée du liquide sous pression reliant chacun des orifices d'entrée au maître-cylindre ; et une pluralité de conduits d'évacuation reliant chacun des orifices de sortie au réservoir de liquide. 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les organes de freinage comprennent des pistons actionnables pour presser des segments de frein contre un tambour tournant de frein, l'organe obturateur comprenant un piston qui peut se déplacer dans le distributeur et des passages d'entrée qui peuvent faire communiquer sélectivement le conduit d'amenée avec l'orifice d'entrée. 4.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les organes de freinage comprennent des pistons qui peuvent être actionnés pour presser des garnitures de frein contre un disque de frein tournant. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe obturateur comprend un piston qui peut se déplacer dans le distributeur et comporte des passages d'entrée qui peuvent faire communiquer sélectivement le conduit d'amenée avec l'orifice d'entrée. 6.-JDispositif suivant l'une des revendications 2 a 4, caractérisé en ce que l'organe obturateur comprend un piston qui peut se déplacer dans le distributeur et a des dimensions qui lui permettent d'obturer l'orifice de sortie tout en dégageant l'orifice d'entrée et d'obturer l'orifice d'entrée tout en dégageant l'orifice de sortie. 7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe obturateur comprend un premier piston qui obture sélectivement l'orifice d'entrée ; un deuxième piston qui obture sélectivement l'orifice de sortie ; et ur, élément pivotait en contact avec le premier et le deuxième pistons. 8.- Dispositif suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'organe obturateur comprend un tiroir coulissant portant une crémaillère et un élément tournant portant un pignon qui engrène avec ladite crémaillère, ledit élément tournant comportant en outre un passage ae sortie qui peut communiquer sélectivement avec l'orifice de sortie. 9.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe obturateur comprend une plaque tournante qui peut ivoter à l'intérieur du distributeur. 10.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe obturateur comprend une tige de piston et une bobine électromagnétique qui peut déplacer sélectivement ladite tige vers le oas à l'intérieur du distributeur.