Brevet FR2484939A1 — publié le 19811224

La présente invention concerne un frein de roue actionné hydrauliquement, avec dispositif de commande de pression incorpore, dans lequel un piston de frein agissant sur les éléments du frein est guidé, par son pourtour extérieur, dans un cylindre solidaire du corps et délimite deux chambres de travail bordées chacune par une surface de pression, l'entrée du fluide de frein étant reliée directement à la première chambre de travail et, par l'intermédiaire d'une soupape, à la deuxième chambre de travail, cette soupape étant actionnée lorsque la pression d'entrée atteint une valeur limite. Dans un frein de roue connu de ce genre (demande de brevet allemand DE-AS 14 30 226,figure 4), le piston du frein est en forme de cuvette. L'épaisseur de la cuvette constitue la surface de pression tournée vers la première chambre de travail, et le fond de la cuvette constitue la surface de pression tournée vers la deuxième chambre de travail. Pour l'étanchéité des deux chambres de travail, il est prévu une garniture qui est fixée au corps et sur laquelle le pourtour intérieur du piston du frein est guidé. Dans ce frein de roue connu, trois pièces, à savoir le cylindre solidaire du corps, le piston du frein et la garniture, doivent etre montées de manière rigoureusement concentrique. Cela constitue une source de difficultés de fabrication et provoque un manque de fiabilité. Cette construction connue n'a trouvé aucun débouché sur le marché, bien qu'il soit depuis longtemps souhaité de parvenir à une simplification du montage de l'installation hydraulique et à une éco- nomie de poids en montant le dispositif de commande de pression dans le frein de roue. La présente invention a pour objet de parvenir à un frein de roue avec dispositif de commande de pression incorporé, du genre mentionné au début, mais facile à monter et fiable. Selon l'invention, ceci est obtenu par le fait que le piston du frein présente, sur son pourtour, un épaulement dont la surface constitue la première surface de pression et est guidé exclusivement en sa surface périphérique. Un tel frein de roue permet, comme dans la construction connue, de faire croître la force de freinage proportionnellement à la pression d'entrée, d'abord jusqu'à la valeur prédéterminée de celle-ci, puis avec un taux de croissance réduit. Toutefois, la fabrication est sensiblement plus simple car deux pièces seulement doivent être guidées l'une dans l'autre, à savoir le cylindre et le piston de frein correspondant qui y est guidé par sa surface périphérique. Le guidage peut se faire sur une portion de surface périphérique à petit diamètre ou à grand diamètre, ou bien aussi sur deux portions de surface péri- phérique ayant des diamètres différents. Les blocages ou coincements sont pratiquement exclus, de sorte que la fiabilité est très grande. Dans une première forme de réalisation, la surface de l'épau- lement est tournée dans la même direction que l'autre surface de pression, et la soupape se ferme lorsque la valeur limite de la pression d'entrée est atteinte. L'épaulement est donc en saillie par rapport à l'autre surface de pression et, lors de la commutation de la soupape, la chambre de travail associée est coupée de l'entrée du fluide hydrau- lique. Dans une autre forme de réalisation, la surface de l'épau- lement n'est pas en regard de l'autre surface de pression, et la soupape s'ouvre lorsque la valeur limite de la pression d'entrée est atteinte. Dans ce cas, l'épaulement est, par rapport à l'autre surface de pression, tourné vers l'intérieur. La surface de pression effective est réduite. La chambre de travail associée à la surface de l'épaulement n'est donc reliée à l'entrée de fluide qu'en cas de commutation de la soupape. Afin que, lorsque la soupape est encore fermée, le fluide puisse être refoulé hors de la chambre de travail associée à l'épau- lement, cette dernière peut être reliée à une chambre de compensation présentant une paroi déformable élastiquement. En outre, la soupape est alors shuntée par un clapet antiretour ouvrant dans le sens inverse, ce clapet étant notamment un joint annulaire à lèvre disposé sur le piston du frein. En outre, le piston du frein peut être guidé des deux c6tês de l'épaulement. Les avantages mentionnés au début subsistent malgré ce double guidage, car les surfaces de guidage sont prévues par paires sur le même composant. Le siège de la soupape peut être lié au piston du frein, et l'obturateur de cette soupape peut être monté dans une cavité de ce piston. Cela constitue une construction très peu encombrante. La soupape peut aussi être agencée dans le corps en dehors du cylindre. Dans ce cas, des parties du corps,qui autrement seraient inutiliséespeuvent alors servir pour le montage de la soupape. Une autre simplification peut être obtenue si deux pistons de frein agissant dans des sens opposés sont guidés dans un alésage cylindrique commun et si leurs chambres de travail associées aux épaulements communiquent avec l'entrée de fluide par une soupape commune. Dans ce cas, il suffit d'un seul alésage cylindrique et d'une seule soupape pour deux pistons de frein. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints o: - la figure 1 représente une-vue en coupe longitudinale de l'ensemble piston-cylindre d'une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 représente une coupe longitudinale d'un ensemble à un cylindre et deux pistons; - la figure 3 représente une vue partielle en coupe longitudinale d'une variante du dispositif selon la figure 2; et - la figure 4 est un diagramme montrant la variation de la force F agissant sur l'élément de frein en fonction de la pression d'entrée P. Sur la figure 1, un cylindre 2 est aménagé dans un corps ou carter 1. Par un gradin ou épaulement 3, ce cylindre débouche dans un alésage 4 à plus grand diamètre. Un piston de frein 5 agit, par l'intermédiaire d'un poussoir 6a, sur un élément de frein non repré- senté, cet élément étant par exemple une mâchoire d'un frein à tambour ou une garniture de friction d'un frein à disque. En règle générale, l'élément de frein appartient à un frein d'une roue arrière. Le piston de frein comporte une portion 6 à petit diamètre qui, par sa périphérie, est guidée dans le cylindre 2, l'étanchéité du guidage étant réalisée par un joint 7. Ce piston comporte en outre,liée àla portion précédente par un double étage 8, 9, une portion 10 à plus grand diamètre qui, par sa périphérie, est guidée dans l'alésage élargi 4, l'étanchéité de ce guidage étant obtenue au moyen d'un joint 11. Un autre joint souple 12 à manchon évite l'entrée de souillures. Par l'intermédiaire d'une bague d'appui 13, le piston 5 est sous l'influence d'un ressort de rappel 14. Dans une cavité 15 du piston 5,est en outre agencé un organe obtu- rateur 17 d'une soupape 18, qui est chargé par un ressort dans la direc- tion d'ouverture 16 et qui coopère avec un siège 19 formé sur le piston de frein 5. Au moyen d'un prolongement 20 et d'un joint d'étanchéité 21, cet obturateur est guidé dans un trou 22 du piston 5. Du fluide hydrau- lique sous une pression P, provenant d'un maître-cylindre habituel, est amené à une entrée 23. Cette entrée 23 débouche dans une première chambre de travail 24 à laquelle est offerte, comme surface de pression, la surface transversale Q1. Cette chambre de travail 24 communique, par la soupape 18 et par des trous radiaux 25, avec une deuxième chambre de travail 26 à laquelle est offerte une deuxième surface de pression, constituée de la différence entre la surface transversale Q2 de la portion 10 et la surface transversale Q1 de la portion 6 du piston de frein 5. En fonctionnement, lorsque la pression P croît continuellement, celle-ci agit d'abord dans les deux chambres de travail 24 et 26, donc sur une surface totale Q2. Par suite, le poussoir 6a est chargé par une force F qui croît comme indiqué par la ligne I du diagramme de la figure 4. Dès qu'une valeur-limite P1 est atteinte, la soupape 18 se ferme, car le ressort 16 a été comprimé au degré correspondant à cette fermeture. C'est alors seulement la surface Q1 qui est efficace du point de vue de la pression. Lorsque la pression d'entrée P a atteint la valeur P2' la force F cohtinue à croître, mais la pente est. alors moindre et correspond à la pente de la ligne II sur la figure 4. On obtient ainsi une bonne approximation de la caractéristique de freinage idéale représentée par la courbe III. Lorsque la pression P décroît, le piston de frein 5 et la soupape 18 reviennent à!la-position de repos représentée, le premier-sous ltinfluence de la force de rappel des éléments du frein et la seconde sous -.'influence du ressort-16. Dans la forme de réalisation selon la figure 2, il est prévu un corps ou carter 31 traverse par un alésage faisant office de - - cylindre 32 pour deux-pistons de frein 33 et-34. Dans chacun des deux pistons de freinest introduit le poussoir 35, 36 d'une pièce de poussée 37, 38 agissant sur un élément de frein. A chaque pièce de poussée 37, 38, est applique un manchon souple 39, 40 empechant l'entrée de poussière, dont l'autre extrémité est appliquée/sur le corps 31. Le piston de frein 33 possèdeune portion 41 à plus grand diamètre guidée, par sa périphérie, dans le cylindre 32 et possède une portion-42 à plus petit diamètre entourée par un joint d'étanchéité 43 qui prend appui contre une bague 45 arretée axialement par un anneaud'arrêt 44. Ce piston possède une première surface de pression 46 constituée par sa face terminale masquée par un joint d'étanchéité à profil en cuvette 46a, cette surface de pression 46 étant tournée vers une chambre de travail 48 communiquant avec l'entrée 47 de fluide hydraulique. Ce piston possède, tournant le dos à la précédente, une autre surface de --: pression 49 en forme d'épaulementorientée vers une chambre de travail 50. Par un trou radial 51, une soupape 52 et un trou oblique 53, cette chambre de travail 50 est en communication avec la chambre de travail 48. Une butée 54a limite le mouvement du piston de frein 33. Le piston de frein 34 est construit de façon identique. La soupape 52 comporte une bille 54 qui est chargée par un ressort 53a et qui coopère avec un siège 55 solidaire du corps. Derrière la bille 54, se trouve une chambre de compensation 56 qui est bordée par un piston de compensation 58 chargé par un ressort 57. Un ressort 59 prend appui d'un côté et de l'autre, à chaque fois par l'intermédiaire d'une cuvette d'appui dont est muni chacun des joints 46a, et charge donc les deux pistons 33 et 34. En fonctionnement, lorsque la pression d'entrée P croît progressivement, les deux pistons de frein 33 et 34 se déplacent vers l'extérieur, d'uoe façon correspondant à la ligne I de la figure 4. Au cours de ce déplacement, du fluide hydraulique est refoulé de la chambre de travail 50 à la chambre de compensation 56, le piston de compensation 58 se déplaçant alors vers l'extérieur. Dès que la pression P1 est atteinte, la soupape 52 s'ouvre et le fluide hydrau- lique dans la chambre de travail 50 agit à l'opposé de celui dans la chambre de travail 48. Si la pression P continue à croître, les pistons de frein se déplacent-d'tune façoa correspondant.à la ligne IV sur la figure 4. Lors de la décroissance de la pression P, les pistons de frein et la soupape 52 reviennent à la position de repos représentée, les premiers sous l'influence de la force de rappel des éléments de frein et la deuxième sous l'influence du ressort 53a, du fluide hydrau- lique parvenant alors de la chambre de compensation 56 aux chambres de travail 50 après la fermeture de la soupape 52. S'il régnait encore dans la chambre de travail 50 une pression supérieure à celle régnant dans la chambre de travail 48, cet excès de pression serait alors éliminé via le joint à lèvre 46a. Dans la forme de réalisation selon la figure 3, le piston de frein 60 est simplement doté d'une configuration légèrement différente. Sa portion 61 à grand diamètre est précédée d'une gorge 62 dans laquelle est placé un joint annulaire 63 à lèvre. Ce joint d'étanchéité fait office de clapet antiretour disposé en dérivation de la soupape 52, pour le cas o un excès de pression s'établirait dans la chambre de travail 50 alors que la soupape 52 serait fermée. Un tel excès de pression pourrait alors se décharger dans la chambre de travail 48, via le joint à lèvre annulaire. Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. 2484939- REVENDICATIONS 1. Frein de roue actionné hydrauliquement, avec dispositif de commande de pression incorporé, dans lequel un piston de frein agissant sur les éléments du frein est guidé, par son pourtour extérieur, dans un cylindre solidaire du corps et délimite deux chambres de travail bordées chacune par une surface de pression, l'entrée du fluide de frein étant reliée directement à la première chambre de travail et, par l'intermédiaire d'une soupape, à la deuxième chambre de travail, cette soupape étant actionnée lorsque la pression d'entrée atteint une valeur limite, ce frein étant caractérisé en ce que son piston (5, 33, 34; 60) présente sur son pourtour un épaulement (8, 9; 49) dont la surface constitue la première surface de pression et est-guidé exclusivement en sa surface périphérique. 2. Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de l'épaulement (8,9) est tournée dans la même direction que l'autre surface de pression, et en ce que la soupape se ferme lorsque la valeur limite de la pression d'entrée est atteinte. 3. Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de l'épaulement (49) n'est pas en regard de l'autre surface de pression, et en ce que la soupape s'ouvre lorsque la valeur limite de la pression d'entrée est atteinte. 4. Frein selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre de travail (50) associée à la surface de l'épaulement (49) est reliée à une chambre de compensation (56) qui présente une paroi (58) déformable êlastiquement. 5. Frein selon l'une des revendications 3 o 4, caractérisé en ce que la soupape (52) est shuntée par un clapet antiretour (63) ouvrant dans le sens inverse. 6. Frein de roue selon la revendication 5, caractérisé en ce que le clapet antiretour est constitué par un joint annulaire à lèvre (63) disposé sur le piston (60) du frein. 7. Frein de roue selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le piston du frein (5; 33; 34; 60) est guidé en son pourtour extérieur, des deux cotés de l'épaulement (8, 9; 49). 8. Frein selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le siège (19) de la soupape (18) est lié au piston (5) du frein et en ce que l'organe obturateur (17) de cette soupape est disposé dans une cavité (15) du piston du frein. 9. Frein selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la soupape (52) est agencée dans le corps (31), an dehors du cylindre (32). 10. Frein selon l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisé en ce que deux pistons de frein (33, 34) agissant dans des sens opposés sont guidés dans un alésage cylindrique commun (32) et en ce que leurs chambres de travail (50) associées aux épaulements commu- niquent avec l'entrée (47) de fluide par une soupape commune (52). ---