Brevet FR2368390A1 — publié le 19780519

La présente invention concerne un dispositif me- canique de frein à main pour des freins, en particulier pour des freins a disques à etriers,du type comportant un piston de blocage susceptible d'etre chargé par un milieu hydraulique et agissant, par l'intermédiaire d'une pièce de pression, sur un piston de commande du frein de service normal. On a déjà proposé des installations de frein à blocage comportant un verrouillage mécanique, le verrouillage s'operant de telle façon que de l'air sous pression peut s'échapper d'une chambre de verrouillage ; ces installations sont agencées de manière qu'elles puissent assumer une position de desserrage lorsque la surpression s'établit à nouveau dans la chambre de verrouillage. De tels dispositifs sont soumis, tout comme les freins à ressorts à accumulation, a l'inconvénient que par suite de la complexité de leur constitution et de leur volume , ils sont trop importants et par suite inutilisables en combinaison avec des freins à disques,ca!pte tenu des conditions de montage que l'on rencontre sur les véhicules. En outre, un autre inconvénient réside dans le fait qu'il faut constamment utiliser l'air comprimé pour empêcher un actionnement involontaire et facilement imperceptible du frein. Aussi, la présente invention a-t-elle pour objet un dispositif de frein à main ou un dispositif de frein de blocage qui soit, par suite de sa forme, susceptible d'etre monté,sans modification,dans un nombre de types de véhicules aussi grand que possible, et assurant, outre un rendement élevé par rapport auKsys- tèmes connus, la sécurité contre un serrage involontaire et/ou imperceptible du frein. L'objet de l'invention doit en outre permettre d'éviter des détèriorations sensibles et doit pouvoir servir au freinage sans dispositiòu sans appareil d'avertissement. Le dispositif selon l'invention, et qui est du type rappelé en tete du présent mémoire est, à cet effet, essentiellement caractérisé par le fait qu'il comporte un coin verrouillant le piston de blocage dans sa position de blocage et l'arr8tant dans la position de verrouillage lorsque la pression diminue, ledit coin étant susceptible d'être engagé, sous l'action de la force d'un ressort, dans un espace libéré par le piston de blocage lorsque celui-ci atteint sa position de blocage, ainsi qu'une surface oblique qui, dans la position de blocage porte, avec un effet de blocage automatique, contre une surface oblique d'un élément de piston qui s'étend axialement par rapport au piston de blocage. Suivant une première forme de réalisation, le piston de blocage est relié à une tige de traction qui s'étend, avec étanchéité au-deld du cylindre de blocage du dispositif de freinage à commande manuelle, laquelle tige de traction est reliée à un levier qui est susceptible d'agir, par l'intermédiaire de la pièce de pression, sur le piston de commande du frein de service normal et qui est susceptible d'etre basculé par un ressort dans sa position de desserrage ; l'élément de piston du piston de blocage présentant un diamètre de dimensions réduites par rapport du piston de blocage et limitant avec la paroi intérieure du cylindre de blocage qui l'entoure, une chambre de verrouillage susceptible d'être chargée en milieu hydraulique ; une tige de guidage qui est reliée à un élément cunéiforme susceptible d'entre déplacé sous l'action de~la pression du milieu hydraulique, de sa position de verrouillage dans sa position de dégagement et est mobile, avec étanchéité dans un perçage ménagé dans la paroi du cylindre de blocage la tige de traction qui s'étend dans l'élément de piston étant entourée, dans la chambre de verrouillage, par une douille d'appui pourvue d'un flasque radial, alors que ladite douille d'appui est susceptible d'être amenée sous l'action d'un ressort dans une position d'appui pour l'élément cunéiforme se trouvant en position de dégagement. Une variante du dispositif selon l'invention est essentiellement caractérisée par le fait que la surface latérale de l'élément piston est conformée de manière à constituer la surface d'appui pour l'élément cunéiforme qui, dans sa position de dégagement porte élastiquement, sous l'effet de ressorts, sur ladite surface latérale, que dans la paroi du cylindre de blocage est ménagé un dégagement traversé par la tige de traction, dégagement dans lequel est refoulée, contre l'action du ressort l'arête ménagée à l'extrémité saillante de la surface inclinée, et que le flasque possède un diamètre supérieur à celui de l'élément de piston, la réalisation étant telle que l'élément cunéiforme qui porte, en position de desserrage du dispositif de freinage à main, sur ladite surface latérale, porte ledit flasque et bloque ce dernier dans ledit dégagement. Une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention est caractérisée par le fait que l'élément cunéi forme a la forme d'une fourche et comporte deux appendices saillants en direction horizontale, la surface oblique s'étendant aussi bien sur la fourche que sur lesdits appendices, en s'amincissant de façon cunéiforme et qu'entre les appendices et la paroi du cylindre de blocage sont disposés des ressorts qui sont maintenus par des guidages et qui refoulent l'élément cunéiforme dans sa position de verrouillage. Avantageusement, la tige de guidage s'étend à partir de la tête de la fourche et est susceptible d'être déplacée librement dans ledit perçage. Le dispositif mécanique de frein à main selon l'invention est particulièrement adapté aux conditions de montage qui se présentent dans les freins à disques à étriers, mais il peut également être utilisé pour des freins d'un autre genre. Ce dispositif se caractérise par son degré élevé d'efficacité et par un verrouillage purement mécanique, le verrouillage étant obtenu par la soupape de frein à main du véhicule pour 2/3 de la pression maximale et le déverrouillage s'obtenant à pleine pression. Dans l'état verrouillé, donc lorsque le frein est serré, ainsi que dans l'état déverrouillé ou desserré, le dispositif de freinage est dépourvu de pression hydraulique, ce qui revient à dire que sont complètement impossibles non seulement le desserrage automatique mais également un échauffement non discerné du frein à main. A la place des tringleries complexes habituellement utilisées à ce jour et des problèmes de montage qui en résultent, de même que le faible degré d'efficacité qui en résulte, l'invention ne rend nécessaire que la mise en place de conduites flexibles pour le milieu hydraulique, la mise en place de ces conduites flexibles se faisant très facilement ; en outre, on peut placer en un endroit quelconque un cylindre de secours-/cylindre principal, et les cylindres à ressorts à accumulation importants et qui sont nécessaires jusqu'ici peuvent etre supprimés. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté aux dessins annexés une forme de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 est une coupe partielle avec arrachement du dispositif mécanique de frein à main selon l'invention. La figure 2 est une vue élévation, avec coupe partielle du dispositif de la figure 1, vue à partir de la droite. La figure 3 est une vue en plan du dispositif de la figure 1. Le dispositif mécanique de frein à main des figures 1 à 3 pour des freins à étriers est prévu sur un carter d'étriers 1 à l'intérieur duquel est monté un piston de commande 3 , connu en soi > du frein à disque. Le piston de commande 3 agit, lorsqu'il est déplacé, par l'intermédiaire d'une garniture de frein sur un disque de frein non représenté, et il est susceptible dense dégager de ce disque. Au carter d'étriers est articulé un levier 5, à l'aide d'un tourillon 7, et ce levier porte une pièce de pression 9, dont la position est de préférence susceptible d'être réglée, ladite pièce de pression 9 étant capable d'agir sur l'extrémité 11 d'une tige de piston qui stétend au-delà du carter d'étriers, et appartenant à une tige de piston reliée au piston de commande ou de manoeuvre 3. L'extrémité supérieure du levier 7 a la forme d'une fourche ou d'une chape 13 dans laquelle est maintenue une tige de traction 17 pourvue à son extrémité d'un organe d'entraînement réglable 15. La tige de traction 17 s'étend dans un cylindre de blocage 19 dans laquel est déplaçable le piston de blocage 21.L'extrémité gauche, dans la figure 1, du cylindre de blocage est limitée par une paroi perméable afin de permettre de refouler ltair hors de la chambre-27 située à gauche (figure 1) du piston de blocage. La tige de traction 17 passe par un élément de piston postérieur 29 possédant un diamètre réduit et relié au piston de blocage, lequel élément de piston 29 comporte une surface oblique ou cunéiforme 31 à son extrémité qui est voisine du levier 5. Dans le piston de blocage est vissée la tige de traction 17 qui peut au demeurant être fixée de toute autre manière voulue. Selon la figure 1, ladite tige 17 est entourée, dans la partie qui inte- resse l'élément de piston 29, par une douille d'appui 33 dont l'ex- trémité droite dans la figure 1 porte un flasque 35 de plus grand diamètre. Le flasque 35 peut se loger dans un dégagement 37 ménagé dans la paroi du cylindre de blocage 19 et il est soumis à la pression d'un ressort 39 qui, dans l'exemple représenté est constitué par un ressort Belleville.Le ressort 39 tend à déplacer le flasque 35 vers la gauche, dans la figure 1. Radialement à l'extérieur de la surface latérale 41 de l'élément de piston 29 est prévue une chambre de verrouillage 43 dans laquelle s'étend un élé- ment cunéiforme 47 chargé par un ressort et pourvu d'une tige de guidage 45. Ainsi que cela est particulièrement visible en figure 2, la tige de guidage 45 passe, avec étanchéité, dans un perçage 49 ménagé dans la paroi du cylindre de blocage, et ladite tige de guidage 45 est reliée à l'élément cunéiforme 47 se présentant sous la forme d'un étrier. Deux appendices latéraux 51 de l'élé- ment cunéiforme sont chacun soumis à l'action d'un ressort 53, ce qui revient à dire que ces derniers tendent à refouler 1 t élément cunéiforme vers le bas dans la figure 1.De ce fait, l'élément cunéiforme est soumis à l'action des ressorts 53, et repose, dans la position représentée dans la figure 1, sur la surface latérale 41 de l'élément de piston 29. Cette position correspond à la position de repos dans laquelle le levier 5 est basculé, par suite de la force de rappel d'un ressort 55 qui agit sur lui, dans le sens des aiguilles d'une montre, selon la figure 1, entraînant le piston de blocage 21 pour l'amener à porter contre le flasque 35. Dans la figure 1 on voit que l'extrémité inférieure de la surface oblique 31 est en contact, pratiquement suivant un point, avec le coté voisin du flasque 35, alors que, selon la figure 1, l'extré- mité supérieure de la surface oblique 31 se situe à une certaine distance du flasque 35. Sur son côté qui est voisin du piston de blocage 21, l'élément cunéiforme 47 est conformé obliquement, c'est-à-dire qu'il est pourvu d'une surface oblique correspondante 57 qui coagit, de la manière qui sera décrite ci-dessous, avec la surface oblique cunéiforme 31 de l'élément de piston 29. La figure 1 montre en outre que le diamètre du flasque 35 est quelque peu supérieur au diamètre de l'élément de piston 24, en sorte que l'élément cunéiforme 47 appuie,dans sa position représentée dans la figure 1, contre le flasque 35 de la douille d'appui 33, alors qu'il porte, dans une autre position qui sera envisagée plus loin, sur la surface latérale 59 du flasque 35 , lorsque la douille d'appui 33 aura été déplacée vers la gauche dans la figure 1 t et que l'élé- ment cunéiforme est soulevé.Dans la chambre de verrouillage 43 dans laquelle se situe l'élément cunéiforme 47 débouche un raccord 61 pour le milieu hydraulique, raccord par l'intermédiaire duquel un milieu sous pression approprié peut y être introduit afin de déplacer le piston de blocage 21 et l'élément cunéiforme 47 de manière à commander, à verrouiller ou à desserrer le frein. Le dispositif mécanique de frein à main à verrouillage par élément cunéiforme fonctionne comme suit Dans la figure 1, on a représenté la position de repos du dispositif de frein à main, c'est-à-dire la position qui correspond au desserrage du frein à disque à étriers. Aucune pression ne se présente au niveau du raccord 61 et l'élément cunéiforme 47 porte sur la périphérique de l'élément de piston 29 du piston de blocage 21. Le levier 5 est basculé, par le ressort 55, dans le sens des aiguilles d'une montre, si l'on regarde la figure 1.Si l'on établit au niveau du raccord 61 une pression qui ne correspond qu'aux 2/3 de la pression hydraulique possible, cette pression agit sur la face du cylindre de blocage 19 du cylindre de blocage qui est mobile avec étanchéité, et provoque le déplacement de ce dernier vers la gauche, dans la figure 1. Le déplacement vers la gauche du piston de blocage 21 entraîne, par l'intermédiaire de la tige de traction 17, par le levier 5 et par la pièce de pression 9, un effet de blocage au niveau du levier de commande du frein de service disposé dans le carter d'étriers 1. Le piston de blocage 21 se déplace vers la gauche dans la figure 1 jusqu'3 ce que l'élément de piston 29 dégage un espace dans lequel est refoulé l'élément cunéiforme 47 sous l'action des ressorts 53.Dans cette position, la surface oblique 31 de l'élément de piston 29 porte contre la surface oblique 57 de l'élément cunéiforme 47. Pendant le placement vers la gauche du piston de blocage 21, la douille d'appui 33 reste dans sa position dans le dégagement 37, étant donné que ladite douille ne peut pas quitter ce dégagement par suite de son appui sur le coté droit, dans la figure 1, de l'élément cunéiforme 47. Lors d'une chute de la pression hydraulique dans la chambre de verrouillage 43, le verrouillage et l'effet de blocage qui viennent d'êere décrits sont maintenus dans le frein de service, étant donné que le ressort. 55 ne peut pas déplacer vers la droite le piston de blocage 21 par suite du verrouillage réalisé au moyen de l'élément cunéiforme 47. Pour le desserrage du dispositif de freinage à blocage du genre décrie, il faut disposer de la totalité de la pression hydraulique, par exemple d'une pression de 150 bar. Lorsque la pression hydraulique totale règne dans la chambre de verrouillage 43, l'élément cunéiforme 47 est dégagé de sa position de verrouillage, ce qui revient à dire que la pression supprime la force avec laquelle la surface oblique 31 porte contre la surface oblique 57, et elle refoule l'élément cunéiforme hors de sa position de verrouillage, à l'encontre de la force des ressorts 53, compgractivement faible par rapport à la force de pression hydraulique.L'élément cunéiforme est déplacé vers le haut, dans la figure 1, sous l'effet de la pression hydraulique, la tige de guidage 45 étant guidée dans le perçage 49, car du fait de la tige de guidage il existe une surface différentielle entre la surface oblique supérieure et la surface oblique inférieure. Lorsque l'é- lément cunéiforme est déplacé vers le haut, il libère la douille d'appui 33 qui, sous l'action du ressort 39, se détache du dégagemment ou de la cuvette 37 et se déplace en direction du piston de blocage qui est maintenu dans sa position gauche sous l'effet de la pression hydraulique. Le flasque 35 passe sous l'arête inférieure des deux appendices, qui a été soulevée vers le haut par rapport à sa position telle que représentée dans la figure 1. On supprime ensuite la pression de desserrage totale qui a été réglée, en sorte que la force des ressorts 53 qui prédomine à nouveau amène l'élément cunéiforme en étrier 47 à porter sur la face latérale 59 du flasque 35 de la douille d'appui 33. Mais la suppression de la pression hydraulique autorise en même temps le retour du piston de blocage, aussi profond que possible, dans la chambre de verrouillage 43. Le piston de blocage peut se déplacer sous l'élément cunéiforme 47 et refouler le flasque 35 dans sa cuvette 37 car le diamètre de l'élément de piston 29 est inférieur à celui du flasque 35, ce qui revient à dire que l'élément de piston 29 peut passer sous l'élément cunéiforme et est déplacé sous l'action du ressort 55 et de la tige de traction 17 vers la droite, dans la figure 1.L'extrémité inférieure de la surface oblique 31 porte finalement, de façon pratiquement punctiforme, contre la face voisine du flasque 35 et refoule le flasque de la manière décrite précédemment, dans son dégagement ou dans sa cuvette 37. Le flasque 35 qui a été ainsi refoulé libère l'élément cunéiforme 47 en forme d'étrier et chargé par des ressorts, en sorte que ledit élément cunéiforme vient à nouveau à porter contre l'élément de piston 29. La position selon la figure 1 est à nouveau atteinte. Le frein est desserré et un serrage incontrôlé est totalement exclu. Le dispositif mécanique de frein à main n'est pas limité à la réalisation décrite ci-dessus et utilisant un levier 5 ; en d'autres termes, le cylindre de blocage peut également être prévu à l'arrière de l'installation de freins de service proprement dite, en sorte que les déplacements du piston de blocage peuvent être transmis en ligne droite, c'est-g-dire sans tringlerie ou autre levier coudé semblable, à l'extrémité de la tige du piston de commande du frein de service. De ce fait, l'idée inventive qui est à la base de la présente invention réside dans le fait que l'on prévoit un dispositif mécanique de frein à main qui est dépourvu de pression hydraulique à l'état verrouillé, donc de freinage ainsi qu'à l'état déverrouillé, donc à l'état desserré ; on exclut ainsi totalement non seulement un desserrage automatique mais un fonctionnement à dchauffement,non détecté du frein à main. REVENDICATIONS 1. Dispositif mécanique de frein à main pour des freins, en particulier pour des freins à disques à étriers, du type comportant un piston de blocage susceptible d'être chargé par un milieu hydraulique et agissant, par l'intermédiaire d'une pièce de pression, sur un piston de commande du frein de service normal caractérisé par le fait qu'il comporte un élément cunéiforme (47) susceptible de verrouiller le piston de blocage dans sa position de blocage et d'arrêter ledit piston de blocage dans sa position de verrouillage lors d'une diminution de la pression, ledit élé- ment cunéiforme étant susceptible de pénétrer sous l'action d'une force de pression dans un espace qui est dégagé par le piston de blocage (1) lorsque celui-ci se trouve dans sa position de blocage, et présentant une surface oblique qui porte,-dans la position d'arrêt,et avec coincement automatique,contre une surface oblique (31) prévue sur un élément de piston (29) qui s'étend axialement audelà du piston de blocage. 2. Dispositif mécanique de frein à main selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le piston de blocage (21) est relié à une tige de traction (17) qui s'étend, avec étanchéité, au-delà du cylindre de blocage (19) dudit dispositif mécanique de frein à main, laquelle tige de traction est reliée, par l'intermédiaire d'un levier (5) agissant par l'intermédiaire de la pièce de pression sur le piston de commande de manoeuvre du frein de service et susceptible d'être basculé par un ressort (55) dans sa position de desserrage, que ledit élément de piston (29) du piston de blocage possède un diamètre inférieur à celui du diamètre du piston de blocage et détermine avec la paroi intérieure du cylindre de blocage t19) qui l'entoure,une chambre de verrouillage (43) susceptible d'être chargée en milieu hydraulique, qu'une tige de guidage (45) reliée à l'élément cunéiforme (47) qui est susceptible d'être déplacé par la pression du milieu hydraulique de sa position de verrouillage dans sa position de dégagement,est déplaçable, avec étanchéité, dans un perçage ou alésage t49) ména- gé dans la paroi du cylindre de blocage et que la tige de traction (17) qui s'étend dans l'élément de piston (29), est entourée, dans la chambre de verrouillage, par une douille d'appui (33) présentant un flasque radial (35), ladite douille d'appui étant susceptible d'être amenée, sous l'action d'un ressort (39), dans une position d'appui qui dégage l'élément cunéiforme (47). 3. Dispositif mécanique de frein à main selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la surface latérale (41) de l'élément de piston (29) est conformée de manière à constituer une surface d'appui pour l'élément cunéiforme (47) qui, dans sa position de dégagement, porte sous l'action de ressorts (43), sur ladite surface latérale, que la paroi du cylindre de blocage est pourvue d'un dégagement ou d'une cuvette (37) traversée par la tige de traction et dans laquelle le flasque (35) est susceptible d'être enfoncé, à l'en- contre d'une force de ressort, par l'extrémité saillante de la face oblique (31), et que ledit flasque (35) possède un diamètre qui est supérieur à celui dudit élément de piston (29), la réalisation étant telle que l'élément cunéiforme (47) qui porte, en position de desserrage le dispositif de freinage à main, sur la surface latérale (41), porte contre le flasque et bloque ce dernier dans ladite cuvette (37). 4. Dispositif mécanique de frein à main selon ltune quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé par le fait que l'élément cunéiforme (47) est réalisé à la manière d'un étrier et comporte deux appendices (Si) s'étendant horizontalement, la face oblique (57) s'étendant, en s'amincissant coniquement, aussi bien sur l'élément en forme de fourche que sur les appendices (51), et-qu'entre lesdits appendices (51) et la paroi intérieure du cylindre de blocage (19) sont disposés des ressorts (53) maintenus en place par des guidages et tendant à déplacer l'élément cunéiforme dans sa position de verrouillage. 5. Dispositif mécanique de frein à main selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la tige de guidage (45) s'étend à partir de la tête de l'étrier et est susceptible de se déplacer librement dans le perçage ou l'alésage (49).