Brevet FR2240130A1 — publié le 19750307

La présente invention se rapporte à un frein à fluide sous pression, notamment pour véhicule automobile, du type qui comprend un niaitre-cylindre, d'où partent des conduits de pression qui mènent; å plusieurs éléments rotatifs àfreiner, par exemple aux roues dtun véhicule automobile et qui est muni d'un dispositif amortisseur des tinté à atténuer les fluctuation de la pression du fluide qui se manifestent dans les conduits par suite du broutage des freins. Dans les freins automobiles. de. la forme de construction connue, la pression engendrée dans le mattre-cylindre, qui est commandé par la force musculaire ou par une force d'assistance, est transmise par des conduits aux divers cylindres de freins, qui, à leur tour, déclenchent directement le freinage, ce freinage étant habituellement basé sur le principe- du frottement mécanique. Pendant le freinage, on observe fréquemment un broutage des freins, aussi bien dans les freins à tambour que dans les freins à disque. D'origine du broutage des freins réside essentiellement - dans les variations du cofficient de frottement, ces variations pouvant à leur tour résulter d'une usure irrégulière dea garnitures ou d'une déformation élastique des éléments par lesquels les mâchoires prennent appui sur l'essieu. Par ailleurs, les variations de coefficient de frottement qui sont responsables du broutage peuvent également résulter d' écarts dimentionnels dus eux-mmes au mode de fabrication ou d'une irrégularité de sollicitation des tambours ou disques. Si le broutage ne se produit que dans le frein d'une roue, il n' e ntraine pas de conséquences graves. Toutefois, la plupart des-vé hioules automobiles sont équipés de réseaux de-freinage à un seul circuit ou à deux circuits et dans lesquels les freins de toutes les roues ou de plusieurs roues sont couplés entre eux par les conduits de pression.Le broutage qui sue produit sur une roue engendre des vibrations dans le liquide de freinage et son effet peut ainsi se propager aux autres roues du véhicule qui sont reliées au même circuit de freinage. Par exemple, si le broutage se produit sur un frein du circuit de freinage auquel les freins des roues avant sont reliés; le broutage est transmis à ces freins et entrain une vibration désagréable du volant-de direction. On connaît déjà un frein du type précités par le brevet de la République Fédérale d'Allemagne 1.081.788. Dans ce cas, pour combat tre le broutage, entre le piston d'un cylindre de roue et les mâ- choires de freins, sont interposés des éléments intercalaires qui isolent ou atténuent les vibrations et ces éléments intercalaires sont agencés de manière que les forces de commande soient transmises des pistons aux mâchoires eXckusivement par les éléments intercalaires dans tous les cas qui peuvent se présenter en fonctionne- ment. Par ailleurs, le brevet de la République Pédérale d'Âllemagne 1.148.891 décrit l'utilisation d'éléments intercalaires élastiques montés sur ou dans les cylindres de roues pour supprimer le broutage des freins.Enfin, le brevet de la République Pédérale d'Allemagne 1.750.846 décrit un frein à disque dans lequel le disque présente une forme particulière qui évite le broutage. Dans toutes les réalisations antérieures qui tendent à résoudre le problème en question, on cherche à supprimer les conséquences du broutage des freins en agissant au point d'origine directe du broutage. Or, le fait de prévoir un dispositif amortisseur sur chaque roue ou chaque cylindre de frein d'un véhicule entrain une grande dépense de moyens techniques et un accroissement du prix de revient. Rebut de l'invention est d'assurer efficacement l'atténuation des vibrations des conduits de fluide- sous pression qui résulte du broutage des freins Sans nécessiter les importants moyens techniques ni entraîner les dépenses que l'on rencontre dans les installations de freinage déji connus. Suivant l'invention, on part du fait que le broutage reste sans effet notable lorsqu'il est limité à une roue ou à un conduit de pression et le problème est résolu par l'utilisation d'un disposi- tif amortisseur monté dans le maitre-cylindre de mpnibre à amortir dans ce cylindre les vibrations de la pression qui s'y manifestent en provenance de l'un quelconque des conduits de pression et à éviter de cette façon que ces vibrations ne se propagent dans tout le réseau de conduits. Q'il se produit un broutage su-r le frein d'une roue donnée, le liquide sous pression est certes mis en vibration dans le conduit qui est relié à ce frein mais les vibrations qui se propagent jusque dans la chambre de travail du mattre-cylindre sont aussitôt amorties dans cette chambre-par le dispositif amortisseur suivant l'invention. Les vibrations ne risquent donc pas de se propager aux autres roues du véhicule, ce qui évite avec toute sécurité, par exemple, la vibration préjudiciable du volant de direction. D'autres caractéristiques de l'invention, qui complètent avantageusement le principe de base, consistent en ce que le dispositif amortisseur est monté au fond de la chambre de travail du mattre-cy- lindre et que ce dispositif est constitué par un piston qui stappuie sur un coussin de- liquide de freinage communiquant avec le réservoir de liquide de freinage par l'intermédiaire d'un orifice calibré. Il est avantageux de prévoir un ressort de compression, de préférence constitué par une rondelle Belleville, entre le fond de la chambre de travail-et le piston.Le piston, le ressort-et l'orifice calibré forment ensemble un amortisseur, à- amortissement par liquide, que 1' on peut accorder sur la fréquence de-pression critique par le choix des paramètres de ses éléments constitutifs, et qui réduit de cette façon les vibrations de pression. Aux pressions de freinage élevées auxquelles le broutage ne se produit plus, le piston prend appui directement sur le fond du mature cylindre, par contact direct, métal sur-métal, ce qui-supprime l'effet amortisseur, la perte de course efficace de la pedale étant très réduite. Suivant une autre caractéristique de 'invention, le piston travaillant du mattre-cylindre et le piston du dispositif amortisseur sont maintenus espacés l'un de l'autre par un deuxième ressort de compression, de sorte que le piston amortisseur ne peut pas s'enga -ger dans la chambre de travail du maitre-cylindre sur une course supérieure à a longueur de débattement élastique de la rondelle Belle- ville. Suivant une autre caractéristique, le deuxième ressort de com- pression est utilisé en même temps pour rappeler le piston travaillant du maitre-cylindre à- sa position de départ. Naturellement, l'application de l'invention ntest nullement limitée à une installation de freinage à un seul circuit. En effet, dans une installation de-freinage à double circuit, chaque pis-ton travaillant peut atre -équipé d'un dispositif amortisseur séparé, auquel cas le dispositif amortisseur combiné avec le piston travaillant avant est monté au fond de la- chambre de travail de ce piston tandis que le dispositif~amortisseur combiné avec le piston travaillant arrière est disposé à l'extrémité arrière du piston travaillant avant, face au pistontravaillant arrière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparai- tront au cours de la description qui va suivre. Le dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple est une coupe longitudinale d'un maitre-cylindre équipé d'un dispositif amortisseur suivant l'invention et prévu pour une installation-de freinage à double circuit pour véhicule automobile. sur ce dessin, la référence 10 désigne le corps du matre-cylindre dans l'alésage central duquel coulissent deux pistons travaillants 11, 12. Le piston travaillant arrière 12 est attaqué, à son extrémité arrière par une tige de poussée non représentée, qui est à son tour couplée à la pédale de freinage du véhicule, également non représentée, soit directement, soit indirectement, avec inter -position d'un dispositif d'assistance (amplificateur de force de freinage). Lorsqu'on appuie sur la pédale de freinage, le piston travaiîîant 12 est passé dans le corps 10 dans le sens de la flèche 14.En avant des pistons travaillants 11, 12, le corps du maitre- cylindre ménage des chambres de travail 15, 16 qui sont alimentées en liquide de freinage par un réservoir de liquide de freinage 17 divisé en deux cives, de sorte que les deux chambres 15 et 16 sbnt constamment remplies de liquide. Le réservoir 17 est fixé au corps par l'intermédiaire des tubulaires 18, 19 des deux cuves et les joints sont formés, au raccordement entre le corps et les tubulures, par des bagues d'étanchéité élastiques 20, 21.Le liquide de freinage s'écoule dans les chambres de travail 15, 16 par des trous d'équilibrage ou de dilatation 24, -25 et il est introduit également dans des chambres annulaires 26, 27 des -pistons travaillants 11 , 12 par des lumières 22, 23 respectivement. Â sot extrémité dirigée vets la chambre de travail 15, 16, chaque piston travaillant 11, 12 porte une coupelle primaire 28, 29 placée devant la fente ou autre passage de liaison 30, 31, qui relie la chambre 26, 27 à la chambre de travail 15, 16.A son extrémité qui-està ltopposé de la chambre de travail correspondante 15, 16, chaque piston porte une coupelle secondaire 32, 33, destinée à isoler la chambre annulaire 26 de la chambre de travail 16, dans le cas du piston avant, ou à isoler la chambre de retour 27 de l'atmosphère, dans le cas du piston arrière. les pistons travaillants 11, 12 sont maintenus appuyés contre des butées par des ressorts de compression 34, 35 respectivement, l'une des butées étant constituée par une cheville vissée 36 tandis que l'autre est constituée par une bague d'arrêt 37. Le piston avant ll porte à son extrémité arrière un cylindre de butée-- 38 qui est traversé par une tige de piston 39 fixée au piston travaillant arrière 12. Le corps 10 du martre cylindre présente des orifices de sortie par lesquels la chambre de travail 15=est reliée au conduit de pression 40 et la chambre 16 est relié au conduit de pression 41. Le conduit de pression 40 qui débouche dans la chambre de travail avant 15 mène aux deux freins avant 42 et 43 représentés schématiquement -et forme donc l'un des deux circuits de l'installation de freinage à double circuit. L'autre conduit 41, qui est raccordé à la chambre de travail arrière 16, transmet le liquide de freinage aux freins 44, 45 des roues arrière du véhicule, dont l'une est représentée en 46 sur le^dessin. Lorsque le conducteur presse la pédale-de frein, le piston travaillant 12 du circuit 41 des freins arrière 44, 45 ferme l'orifice d' équilibrage 25 par sa coupelle primaire 23 et il refoule le liquide hydraulique contenu dans la chambre de travail 16 en direction des freins arrière 44, 45. En même temps, ce liquide hydraulique contenu dans la chambre 16 eseree une pression contre le piston travaillant ll du circuit 40 des freins avant 42, 43. Ce circuit reçoit donc du liquide après la fermeture de l'orifice dtdquilibra- ge 24, au mEme titre que le circuit 41.Lorsque le Jeu entre les garnitures et les tambours des freins a été absorbé, il s 1établit dans toute l'installation de freinage une pression hydraulique qui détermine le freinage du véhicule. Le réservoir à deux -cuves 17 est en communication constante avec les circuits de freinage 40, 41 par les orifices d'équilibrage 24, 25 lorsque les freins sont desserrés. Cette communication per-met à tout moment la compensation des variations de volume et de pression qui peuvent résulter, par exemple, des fluctuations de la température. Lorsque les pistons travaillants il et 12 reviennent à leur position initiale- après avoir été poussés en avant par la pédale, le liquide-de freinage peut revenir des chambres annulaires 26, 27 aux chambres de travail 15 et 16 à travers les fentes ou passages de liaison 30, 31. les coupelles primaires se comportent comme des clapets qui se ferment lorsque le retour du liquide est terminé. Ainsi qu'il ressort également de l'examen du dessin, le mattre- cylindre comprend également un piston 47 disposé au fond de la chambre de travail avant 15. Entre le piston 47 et le fond avant de la chambre 15 est interposée une chambre d'amortissement 48 qui est isolée de la chambre de travail 15 par une garniture d'étanchéité 49 logée dans une gorge annulaire de la périphérie du piston 47. La chambre d'amortissement 48 est alimente en liquide de freinage par l'intermédiaire d'un orifice calibré 50 et d'un perçage de liaison 51 raceordé à l'orifice 50 et débouehant dans le réservoir 17. Par ailleurs, la chambre d'amortissement 48 renferme une rondelle Belle- ville 52.Le piston 47, la rondelle Belleville 52 et l'orifice ca- libré 50 forment en combinaison un amortisseur, à amortissement par liquide, qui travaille comme indiqué ci-aprbs. Lorsqu'on serre les freins, la coupelle primaire 28 masque l'orifice d'équilibrage 24 et il s'établit donc dans la chambre de travail 15 une -pression. hydran- tiquez de valeur correspondante à la force exercée. Si, au cours du freinage, il -se -produit un broutage des freins, les variations de la pression se transmettent par le conduit 40 à la chambre de travail 15 et au piston 47, lequel s'appuie sur la rondelle Belleville 52, Le dispositif amortisseur 47, 52, 50 qui se comporte comme nn amer- tisseur hydraulique, peut entré accordé sur la fréquence critique des vibrations -par le choix des paramètres de ses éléments eonstitutifs et il atténue alors les fluctuations de la pression. Âu contraire, dans le cas alune forte pression de freinage, à laquelle le broutage ne se produit plus, le piston 47 s'applique i plat contre le foad du cylindre, et l'effet d'amortissement est alors supprimé, la com- pression totale de la rondelle 52 n'entrainant qu'unie faible perte de course efficace de la pédale de freinage. Le ressort 34 maintient le piston travaillant ll espacé du piston amortisseur 47 de la dis tance nécessaire. Le piston amortisseur 47 Joue également le rôle de butée avant pour le piston travaillant 15, lequel présente à cet effet un-tdton de butée 53. Il est également possible de monter dans le maitre-cylindre un dispositif amortisseur supplémentaire destiné à agir sur le deuxième circuit de freinage et qui peut alors être disposé à l'extrémité arrière du piston travaillant avant 11. - REVENDICATIONS 1 - Installation de freinage à fluide sous pression, notamment pour véhicule automobile, comprenant un maitre-cylindre, d'où partent des conduits de pression qui mènent à plusieurs éléments rotatifs à freiner, par exemple, aux roues d'un véhicule automobile-, et qui est équipée d'un dispositif amortisseur destiné à atténuer les fluctuations de la pression du fluide qui se manifestent dans les conduits par suite du broutage des freins, cette installation étant caractérisée en ce que le dispositif amortisseur 47, 50, 52 est monté dans le mattre-eylindre (10) de manière à amortir dans ce cylindre les vibrations de pression qui s'y manifestent en provenance de l'un quelconque des conduits de pression et à éviter de cette fa çon que ces vibrations ne se propagent dans tout le réseau de conduits de pression, 2 - Installation suivent la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif amortisseur 47, 50, 52 est disposé au fond de la chambre de travail (15) du mattre-cylindre (10). 3 - Installation suivant l'une quelconque -des revendications et 2, caractérisée en ce que le dispositif amortisseur (47,50,52) est constitué par un piston (47) qui s'appuie contre un coussin de liquide de freinage communiquant avec le réservoir de liquide de freinage (17) par un orifice calibré (50). 4 - Installation-de freinage suivant la revendication 3, Ca- ractérisée en ce qu'un ressort de compression, de préférence constitué par une rondelle Belleville (52) est interpos8 entre le fond de la chambre de travail (15) et le piston amortisseur (47). 5 - Installation de freinage suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce .que le piston travaillant (11) du matre-cylindre (10) et le piston (47) du dispositif amortisseur sont maintenus espacés par unRdeuxième ressort de compres sion (54). 6 - installation de freinage suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le deuxième ressort de compression(34) sert en même temps à rappeler le piston travaillant (11) du mattre-cy- lindre (10) à sa position de départ. 7 - Installation de freinage suivant l'une quelconque des revendications 1 a 6, comprenant un mattre-cylindre prévu pour une installation à circuit double et dans lequel deux pistons travaillants sont montés en tandem, cette installation étant caractérisée en ce que chaque piston travaillant (11, 12) est équipé d'un dispositif amortisseur. 8 - Installation de freinage suivant la revendication 7, carac térisée en ce que le dispositif amortisseur (47, 50, 52) prévu pour le piston travaillant avant Çll) est disposé au fond de la chambre de travail (15) de ce piston tandis que le dispositif amortisseur prévu pour le piston~travaillant arrière (12) est disposé à l'extrémité arrière du piston travaillant avant (11), face audit piston travaillant arrière (12). 9 - Installation de freinage suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que chacun des deux dispositifs amortisseurs est constitué par un piston (47) qui s'appuie contre un coussin de liquide de freinage communiquant avec le réservoir de li quide' de freinage (17) par un orifice calibré (50). 10 -+Installation de freinage suivant la revendication 9, caractérisée en ce que un ressort de compression, de préférence constitué -par une rondelle Belleville (52) est interposé entre le fond de la chambre de travail (15)? et le piston amortisseur (47).