Brevet FR2336598A1 — publié le 19770722

La présente invention concerne un dispositif de freinage convenant particulièrement mais de façon non limitative, aux véhicules à moteur et aux véhicules automobiles équipés de freins à disque. Plus spécialement, l'invention vise un dispositif de freinage du type comprenant une pince de freinage arrie.re et une pince de freinage avant1 qui coopèrent respectivement avec des disques de freinage solidaires, en rotation, des roues arrière et des roues avant correspondantes d'un vehicule, la pince de freinage avant étant portée par le chas ais du véhicule ainsi que des moyens assurant le serrage de ces pinces avant et arrière sur les disques de freinage correspondants. On sait que,pour qu'une installation de freinage de véhicule automobile soit en mesure -d'assurer le degré de sécurité voulu au cours d'un freinage, il faut que cette installation soit munie de dispositifs assurant - un rendement élevé, c'est-à-dire des intervalles d'arrêt les plus petits possible dans les diverses conditions de chargement et d'adhé rence du véhicule, - la stabilité c'est-à-dire la conservation, au cours du freinage, de la direction initiale de marche du véhicule, - la dirigeabilité, clest-a.-dire la possibilité de modifier la trajec toire du véhicule au cours du freinage. On sait,de plus, que pour satisfaire aux conditions que lton vient d'indiquer, les dispositifs utilisés dans une installation de freinage doivent, d'une manière absolument générale, assurer une adap tation de la répartition du moment de freinage sur.les essieux avant et arrière du véhicule, en fonction des valeurs momenranées variables suivantes l) Répartition des charges sur le châssis du véhicule Si l'on appelle, par- exemple, Mfa et Mfp, respectivement les moments de freinage sur ltessieu avant et sur l'essieu arrière du véhicule, etX le quotient de ces moments dans le cas d'une plus grande charge sur l'essieu arriere du véhicule, il faut diminuer X. 2) Décélération souhaitée . ctest ainsi1 par exemple, que,plus la décélération désirée est grande, plus le moment de freinage sur l'essieu avant doit être grand ; autrement dit, il faut augmenter X. 3) Coefficient de frottement entre une roue et la route Par exemple, dans le cas d'une diminution de la valeur du coefficient de frottement, il faut assurer, en même temps, une diminution du moment de freinage aussi bien sur l'essieu avant que sur l'essieu arrière, et une diminution de X. Conformément à la technique connue dans ce domaine, pour être en mesure de répondre aux conditions indiquées ci-dessus et, par suite1 d'assurer une bonne sécurité en cas de freinage, il faut actuellement qu'une installation de freinage soit équipée de toute une série de dispositifs (appelés dispositifs de réglage du freinage), à chacun desquels est confié un ajustement de la répartition du moment de freinage en- fonction de l'une des variables indiquées plus haut. En fait, les installations actuelles de freinage comportent, à cette fin, des régulateurs de freinage constitués par des soupapes d'interception de la pression du circuit hydraulique commandant les freins arrière, ces régulateurs étant en général appelés limiteurs de pression et pouvant être d'un type connu dit "à peint d'intervention fixe" ou "à point d'intervention variable".On fait appel à des répartiteurs mécaniques de la force de freinage entre l'essieu avant et l'essieu arrière, ainsi qu'à des dispositifs à fonctionnement automatique, de conception très récente, qui sont en mesure de régler le pourcentage de glissement des roues et, par suite1 la stabilité, la dirigeabilité et le rendement du freinage. En ce qui concerne ces derniers dispositifs, il convient de remarquer, en particulier, qu'en raison de leur structure et leur fonctionne mentcomplexes et, par suite, du prix élevé de leur fabrication et de leur montage1 leur utilisation dans les installations de freinage de véhicules automobiles en général est restée encore dansunepbase purement expénmentale ou, tout au moins, très limitée. Si l'on tient compte, en outre, du fait que, en plus du dispositif de commande de freinage indiqué ci-dessus, il faut en général, dans une installation de freinage de véhicule automobile, prévoir également un dispositif de servofrein, on comprend aisément que la réalisation d'une installation de freinage équipée complètement pour assurer le degré de sécurité voulu soit très coûteuse. Le problème à la base de la présente invention est de réaliser un dispositif de freinage à plusieurs fonctions, c'est-a-dire un dispositif possédant des caractéristiques de construction et de fonctionnement lui permettant d'assurer l'ajustement de la répartition du moment de freinage sur l'essieu avant et sur l'essieu arrière d'un véhicule automobile en fonction des trois variables signalées plus haut, et également de jouer le roule de servofrein, de manière que ce dispositif puisse, à lui seul, remplacer tous les dispositifs de commande de freinage et le servofrein qui, conformément à la technique connue, sont nécessaires pour assurer le degré de sécurité voulu du freinage. L'invention permet de résoudre ce problème, grace au fait qué la pince de freinage arrière est fixée à un corps porté par le chassis du véhicule mais qui' peut se déplacer angulairement autour de l'axe de rotation du disque de freinage correspondant, et par le fait qu'il est prévu une pompe à petit piston portée par ledit chassies et reliée hydrauliquement auxdits moyens de serrage de la pince de freinage avant pour la mise en marche de ces moyens, le petit piston de cette pompe étant commandé par une tige présentant une extrémité libre qui pivote sur ce corps, pour une position donnée de ce dernier, l'axe de pivotement étant parallèle à l'axe de rotation du disque de freinage correspondant, le montage étant tel qu'un déplacement angulaire de ce corps dans le sens de rotation du disque déclenche cette pompe en provoquant, par conséquent, le serrage de la pince de freinage avant sur le disque de freinage correspondant, serrage qui, par réaction, provoque l'arrêt de la rotation de ce corps. Suivant une caractéristique de l'invention, cette réaction qui arrête la rotation de ce corps eède élastiquement, pour un fléchissement de valeur donnée. Suivant une autre caractéristique, on peut régler la position de pivotement de ladite tige sur le corps mobile angulairement, par rapport à l'axe de rotation du disque de freinage avec lequel coopère la pince de freinage arrière. D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation. Sur ces dessins, - la figure 1 représente de façon schématique une installation de freinage de véhicule automobile, utilisant un dispositif de freinage selon l'invention, - la figure 2 représente, schématiquement et à- plus grande échelle, un dispositif de freinage selon l'invention, et - la figure 3 représente schématiquement une pince de freinage utilisée dans ce dispositif. La référence 1 désigne dans- son ensemble le chassis d'un véhicule automobile, et les références 2 et 3 désignent les paires de roues avant et arrière, de chacune desquelles est solidaire en rotatison, et d'une manière connue non représentée, un disque de freinage. Les disques de freinage avant sont désignés par la référence 4, tandis que la référence 5 désigne les disques de freinage arrière. Avec chacun de ces disques de freinage coopère, de façon connue en soi, une pince de freinage représentée en coupe, simplement à titre d'exemple, sur la figure 3. La pince de freinage, telle que représentée sur la figure 3, est constituée essentiellement par une demi-pince extérieure 6, une demipince intérieure 7 ; dans ces demi-pinces sont ménagés respectivement des sièges cylindriques 8,8 et 9 dans lesquels peuvent se déplacer longitudinalement des pistons 10,10 et 11, servant å solliciter, au moyen de plaques correspondantes 12, des patins de frottement correspondants 13, contre un disque de freinage (4, 5).La référence 14 désigne un siège pour le branchement d'une arrivée d'un fluide sous presion servant à assurer le déplacement voulu des pistons indiqués plus haut. Pour simplifier, dans la suite de la description, les pièces cylindriques 8,8 et 9 les pistons 10,10 et 11 et les patins de frottement 13 sont désignés, dans leur ensemble, par l'expression "moyens de-serrage de la pince". Les pinces de freinage avant sont désignées par la référence 15, et les pinces de freinage arrière par la référence 16 (figure 1). Les moyens de serrage d'une pince de freinage arrière sont commandés hydrauliquement, par exemple å l'aide d'une pédale de frein 17, par l'intermédiaire d'un dispositif classique, (représenté à titre d'exemple sur la figure 2), par une pompe à piston 18 comportant un réservoir d'huile 19 et des conduits 20 et 21, dont le premier est rigide et le second souple. La pince de freinage 16 est fixée, par exemple au moyen de vis représentées schématiquement en 22, à- un corps 23 en forme de plaque porté par le chassies 1 du véhicule par pivotement sur un pivot 24, dont l'axe cotncide avec l'axe de rotation du disque de freinage 5.Sur le châssis 1 pivote, avec un axe de pivotement 25 paral lele à l'axe de rotation du disque 5, le cylindre 26 d'une pompe 27, dont le piston 28 est commandé par une tige 29 présentant une extrémité libre 30 qui tourne sur un pivot 31 porté par le corps 23 en forme due plaque et dont l'axe est, lui aussi, parallèle à llaxe de rotation du disque de freinage 5.Le pivot 31 peut se déplacer parallèlement à lui-mme dans une fente rectiligne 32 ménagée dans le corps 23 en forme de plaque, perpendiculaire à l'axe du disque de freinage arrière 5 ce pivot 31 peut etre bloqué à toute position voulue dans cette fente à l'aide de moyens de blocage amovibles, qui ne sont pas représentés du fait qu'ils sont d'un type courant La pompe 27, équipée du réservoir correspondant 27a communique, pour la circulation de fluide, par l'intermédiaire d'un conduit souple 33, avec le siège 14 d'arrivée de fluide sous pression dans la pince de freinage avant 15, servant à déclencher des moyens de serrage de cette pince, comme on l'expliquera plus loin La pince 15 est fixée de façon connue au châssis 1 du véhicule automobile.La référence 34 désigne un ressort intercalé entre le cylindre 26 de la pompe 27 et une butée 35 fixée sur la tige 29, ce ressort ayant pour ralle, comme on l'ex- pliquera plus loin, d'entratner le corps 23 en forme de plaque contre une butée d'arrêt 36 fixée à une position donnée sur le chassis 1. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant dans le cas d'un freinage-effectué en agissant de façon connue sur la pédale de frein 17, la pince de freinage arrière 16 se ferme sur le disque de freinage correspondant 5 et, du fait qu'elle n'est pas liée au chassies du véhicule, elle est entratnée par le disque, dans le même sens de rota tion. I1 se produits en conséquence, que corps 23 en formede plaque, auquel cette pince de freinage arrière 16 est fixée fermement, subit un déplacement angulaire dans le sens de rotation du disque de freinage 5, autour de l'axe de rotation de ce disque.A ce déplacement angulaire correspond l'enfoncement du petiot piston 28 dans le cylindre 26 de la pompe 27, ce qui provoque l'envoi de fluide dans la pince de freinage avant 15 et le déclendiementcorrespondant des moyens de serrage, ou de fermeture, de cette pince, sur le disque de freinage correspondant 4. Au moment de cette fermeture le fluide compris entre la pompe 27 et la pince de freinage avant 15 est mis sous pression et s'oppose à tout nouveau déplacement du petit piston 28 dans la pompe, au point de provoquer l'arrêt de ce petit piston. I1 en résulte l'arret du déplacement angulaire du corps 23 en forme de plaque et, par suite, de la pince de freinage arrière 16 qui en est solidaire, de sorte que cette pince de freinage 16 peut exercer le freinage voulu sur le disque 5 correspondant.En pratique, au moment du serrage, ou fermeture, de la pince de freinage avant 15, prend naissance une réaction qui met fin au déplacement angulaire du corps 23 en forme de plaque. Lorsque l'on cesse d'appuyer sur la pédale de frein 17, la pince de freinage 16 se dégage, de façon connue, du disque de freinage correspondant 5, et l'action du corps 23 en forme de plaque sur la pompe 27 prend fin, de telle sorte que, sur l'ensemble constitué par le corps 23 et par la pince de freinage 16 devient prédominante ltaction du ressort 34, qui fait revenir cet ensemble à la position initiale à laquelle le corps 23 est appliqué contre la butée d'arret fixe 36. La pompe 27 cessant d'agir, la pince de freinage avant 15 se dégage, elle aussi, du disque de freinage correspondant 4. I1 convient de noter que, dans le dispositif selon l'invention, le conduit souple 33 représente un élément déformable élastiquement, et l'on met à profit cette possibilité de déformation dans le fonctionnement du dispositif selon l'invention, dans le cas de certaines conditions particulières de freinage, comme cela apparaîtra plus loin. Les avantages assurés par le dispositif selon lin- vention consistent essentiellement dans la possibilité d'ajuster la répartition des moments de freinage (Mfa) sur les roues avant et (Mfp) sur les roures arrière (Mfa/Mfp = X), en fonction des valeurs actuelles des variables 1, 2 et 3, indiquées plus haut, ainsi que dans la possibilité de jouer le ralle d'un servofrein capable de rivaliser avec les servofreins utilisés jusqu'à présent dans les installations de freinage connues pour véhicules automobiles. A) Ajustement de la répartition des moments de freinage avant et arrière, en fonction de la répartition des charges sur le chassis du véhicule On assure cet ajustement, en faisant varier la position du pivot 31 dans la fente 32. En effet, la force exercée par l'intermédiaire de la tige 29 sur le-petit piston 28 est fournie par le moment de freinage sur l'essieu arrière, divisé par la distance entre cet essieu et l'axe du pivot 31. Plus cette distance est grande, plus petite est la force qui agit sur le petit piston 28, et par conséquent, plus faible est le freinage exercé sur l'essieu avant.En d'autres termes, si llon augmente la distance entre l'axe du pivot 31 et l'axe autour duquel peut tourner le corps 23 en forme de plaque (axe qui coïncide avec l'axe de rotation du disque de freinage 5), pour unie meme valeur de Mfp, la valeur de Mfa diminue et, par conséquent, le quotient X diminue également. Une telle diminution du moment de freinage avant par rapport au moment de freinage arrière est nécessaire lorsque la répartition des charges sur le ch ssis du véhicule est telle que le barycentre du véhi cule,une fois chargé, se trouve déplacé vers l'essieu arrière.Dans le cas contraire, c'est-à-dire lorsque le barycentre du véhicule une fois chargé se trouve déplacé vers l'essieu avant, il est nécessaire d'augmenter la valeur du rapport X et, à cette fin, il suffit de rapprocher le pivot 31 de l'axe de rotation du disque 5. La mise en place convenable du pivot 31 dans la fente correspondante 32 peut se faire à la-main ; on peut encore la réaliser de façon automatique en reliant mécaniquement ce pivot à un élément qui est sensible à l'augmentation de poids due à la charge qui agit sur le véhicule, par exemple en reliant ce pivot à une suspension. B) Ajustement de la répartition des moments de freinage avant et arrière, en fonction de la décélération voulue on sait que pour obtenir, par exemple, une augmentation voulue de la décélération d'un véhicule automobile en freinage, il faut augmenter le moment de freinage qui s'exerce sur l'essieu avant et sur l'essieu arrière du véhicule et augmenter en même temps le rapport X. Pour assurer un tel ajustement de la répartition des moments de freinage dans le dispositif selon l'invention, on met à profit la possibilité que possède le conduit souple 33 de se déformer élastiquement.En effet, dans le cas d'une augmentation de pression de l'huile dans la pompe 27 et dans la conduite souple 33 qui fait suite, la déformation transversale de ce conduit devient sensible à un point tel- que la réaction d'arrêt de la rotation du corps 23 en forme de plaque est une réaction élastique, et la valeur du fléchissement de ce corps est intimement liée au pouvoir de déformation élastique transversale du conduit 33. I1 en résulte que le corps 23 en forme de plaque effectue- un déplacement angulaire dans le sens de rotation du disque de freinage 5, en plus du déplacement angulaire effectué au début du freinage. A ce déplacement angulaire complémentaire du corps 23 correspond une plus grande sollicitation du petit piston 28 avec, par suite, l'augmen cscin voulue du moment de freinage avant.En effet, la force mise à la disposition du corps 23 en forme de plaque lorsqu'il tourne solidairement avec le disque de freinage 5, est une force tangentielle par rapport à l'axe de rotation de ce disque ou, mieux, à l'axe autour duquel tourne le corps 23. De cette force tangente au petit piston 28, seule est transmise la composante suivant la direction delta tige 29, et la valeur de cette composante augmente lorsque diminue l'angle que forme la ligne médiane-M de la fente 32 avec l'axe longitudinal du véhicule, axe désigné par la référence A sur la figure 2, comme on peut le voir à l'aide d'opérations vectorielles simples. Bien entendu, la qualité-de l'ajustement en fonction de la décélération voulue est liée aux caractéristiques intrinsèques de possibilité de déformation transversale du conduit souple 33, caractéristiques que lton peut assurer en choisissant convenablement le matériau servant a confectionner ce conduit Dans le cas où le degré d'ajustement que l'on peut obtenir de la sorte ne se révèle pas suffisant, ou encore dans le cas où le conduit 33 est rigide, on peut introduire dans le dispositif selon l'invention un élément qui possède un pouvoir de déformation élastique donné en fonction de la valeur de fléchissement élastique calculée préaiablement pour la réaction élastique de l'arret du déplacement angulaire du corps 23 en forme de plaque.A cette fin, il suffit par exemple de fixer l'extrémité arrière 26a du cylindre 26 sur un petit accumulateur hydraulique 126, connu en soi, représenté en trait interrompu sur la figure 2, cet accumulateur étant monté coaxialement à la pompe 27 et pivotant sur le chassies 1 avec un axe de pivotement 125 parallèle à l'axe de rotation du disque de freinage 5. C) Ajustement de- la répartition du moment de freinage avant et du moment de freinage arrière, en fonction du coefficient de frottement roue-route; on sait que, dans le cas d'une diminution du coefficient de frottement roue-route, si l'on veut pouvoir continuer de diriger comme on veut le véhicule, il faut diminuer le moment de freinage sur l'essieu avant et diminuer en meme temps le quotient X. Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir ce résultat. En effet, dans le cas'd'une diminution de ce coefficient de frottement, il se produit une diminution de la force tangentielle mise à la disposition du corps 23 en forme de plaque (voir le paragraphe B). Par conséquent, il se produit une diminution de la valeur de la composante de cette force suivant la direction de la tige 29 et, par suite, de la force qui agit sur le petit piston 28. Sous l'effet de la diminution du moment de freinage sur l'essieu avant il se produit une décélération plus petite du véhicule et, par suite, une nouvelle répartition des charges avant-arrière (le rapport X diminue).A ce stade, bien qu'il demeure un faible coefficient de frottement roue-route, en raison de la charge plus grande de la roue arrière, le pourcentage de glissement de celle-ci prend des valeurs qui sont plus voisines du pourcentage de frottement auquel correspond le coefficient de frottement maximal roue-route. En d'autres termes, le moment de freinage sur la roue avant est fonction du coefficient de frottement roue arrière-route, de sorte que, par effet de retour, on a, dans un certain domaine, une répartition automatique des moments de freinage avant ét arrière. D) Fonction de servofrein le rôle de servofrein joué par le dispositif selon 11 invention est mis en évidence par le fait que,-pour provoquer un freinage, le conducteur du véhicule doit fournir seulement la force nécessaire pour freiner les roues arrière, tandis que la force nécessaire pour le freinage des roues avant est fournie gratuitement par l'inertie du véhicule. REVEND IC AT IONS 1 - Dispositif de freinage pour véhicules en général, en particulier pour véhicules à moteur et véhicules automobiles équipés de freins à disques, comprenant une pince de freinage arrière et une pince de freinage avant qui cooperent respectivement avec des disques de freinage solidaires, en rotation, des roues arrière et des roues avant correspondantes d'un véhicule la pince de freinage avant étant portée par le châssis du véhicule, ainsi que des moyens assurant le serrage de ces pinces avant et arrière sur les disques de freinage correspondants caractérisé en ce que la pince de freinage arrière est fixée à un corps porté par le châssis du véhicule mais qui peut se déplacer angulairement autour de l'axe de rotation du disque de freinage correspondant, et par le fait qu'il est prévu une pompe a petit piston portée par ledit châssis et reliée hydrauliquement auxdits moyens de serrage de la pince de freinage avant pour la mise en marche de ces moyens5 le petit piston de cette pompe étant commandé par une tige présentant une extrémité libre qui pivote sur ce corps, pour une position donnée de ce dernier, l'axe de pivotement étant parallèle à l'axe de rotation du disque de freinage correspondant, le montage étant tel qu'un déplacement angulaire de ce corps dans le sens de rotation du disque déclencha cette pompe en provoquant, par conséquent, le serrage de la pince de freinage avant sur le disque de freinage correspondant serrage qui, par réaction, provoque l'arrêt de la rotation de ce corps. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réaction qui arrête le déplacement angulaire de ce corps cède élastiquement pour un fléchissement de valeur donnée. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on peut régler la position de pivotement de l'extrémité libre de ladite tige sur le corps mobile angulairement, par rapport à l'axe de rotation du disque de freinage avec lequel coopère la pince de freinage arrière. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que cette pompe est reliée hydrauliquement à ladite pince de freinage avant au moyen d'un conduit souple qui a la propriété de pouvoir se déformer élastiquement dans le sens transversal d'une quantité donnée. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une butée d'arr & fixée à une position donnée sur le châssis du véhicule et servant à limiter le déplacement angulaire du corps dans le sens opposé à la rotation du disque de freinage. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un accumulateur hydraulique fixé à ladite pompe à piston et coaxial à cette pompe, cet accumulateur hydraulique pivotant sur le châssis du véhicule, en ayant son axe de pivotement parallele à l'axe de rotation du disque de freinage.