Brevet FR2681116A1 — publié le 19930312

DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN FREIN A DISQUE POUR VEHICULE La présente invention a pour objet un dispositif de commande d'un frein à disque pour véhicule, et plus spécialement pour véhicule à deux roues, motorisé léger tel que cyclomoteur ou vélomoteur. Les principaux systèmes de freinage actuellement utilisés sur les véhicules à moteur peuvent se ranger dans deux catégories : les systèmes de frein à tambour, et les systèmes de frein à disque. Les freins à tambour étaient pratiquement seuls utilisés sur les automobiles et les motocyclettes il y a quelques années. Aujourd'hui, ils sont dans la plupart des cas remplacés par des freins à disque dont les performances sont bien supérieures, en raison notamment dtun meilleur refroidissement. Toutefois, les freins à disque n'équipent généralement pas les véhicules à deux roues, motorisés légers, tels que les cyclomoteurs. En dehors du prix de revient plus élevé d'un frein à disque, la principale raison de cette absence d'installation dans une telle application résulte de la complexité du mécanisme. En effet, l'efficacité d'un frein à disque résulte en grande partie de sa commande hydraulique. Cette commande nécessite l'installation d'un réservoir de fluide assbciée à un organe émetteur, situé au niveau de la poignée de frein du véhicule, et un dispositif récepteur placé sur l'étrier de frein, et commandant les pistons, relié au dispositif émetteur par une tuyauterie. Outre la complexité de réalisation d'un tel ensemble, il faut noter que les cyclomoteurs, surtout ceux appartenant à de jeunes utilisateurs, sont souvent maltraités, de telle sorte que la partie réservoir et émetteur située au niveau du guidon du véhicule, de même que la tuyauterie reliant l'émetteur au récepteur, risquent d'être rapidement détériorées, ce qui se traduit par une défectuosité du freinage. Ces inconvénients n'existent pas avec les freins à tambour qui sont actionnés à partir d'une poignée de frein à l'aide d'un câble passant sous une gaine. Le but de l'invention est de fournir un dispositif de commande d'un frein à disque pour véhicule, susceptible d'équiper des véhicules à deux roues légers, qui possède une conception simple, une grande fiabilité et ne nécessite pas une modification importante des organes d'actionnement du freinage. A cet effet, le dispositif qu'elle concerne, du type comportant au moins un piston actionnant une plaquette de frein, monté dans un cylindre récepteur, est caractérisé en ce que le cylindre récepteur est en communication permanente, par un canal, avec un cylindre, lui-même en communication permanente, par un canal, avec réservoir de liquide hydraulique, et dans lequel est monté coulissant avec étanchéité un piston actionnable axialement entre une position dans laquelle les deux canaux débouchant dans le cylindre récepteur, d'une part, et dans le réservoir, d'autre part, sont en communication l'un avec l'autre, et une position freinée dans laquelle le piston monté dans le cylindre intermédiaire ferme le canal de communication avec le réservoir et réduit le volume du cylindre en chassant le liquide hydraulique contenu dans celui-ci à l'intérieur du cylindre récepteur. L'ensemble du dispositif est unitaire, et peut être fixé sur la fourche d'un véhicule à deux roues, la commande de ce dispositif se faisant à l'aide de moyens traditionnels utilisés sur des véhicules légers à deux roues, à savoir par un câble sous gaine, actionné par une poignée. L'organe de commande constitué par la poignée articulée sur le guidon reste d'une technique très simple, très connue, éprouvée et bon marché. Selon une caractéristique de ce dispositif, les deux canaux communiquant respectivement avec le cylindre récepteur et avec le réservoir de liquide hydraulique débouchent sensiblement radialement dans le cylindre intermédiaire, et sont décalés axialement par rapport à ce cylindre. Conformément à une première forme d'exécution de ce dispositif, le cylindre intermédiaire est ouvert à ses deux extrémités et comporte deux alésages successifs de diamètres différents, les deux canaux en communication avec le réservoir et le cylindre récepteur débouchant dans la zone de grand diamètre, le canal en communication avec le cylindre récepteur étant situé plus près de la zone de petit diamètre que le canal en communication avec le réservoir, le piston présentant deux portées successives de diamètre respectifs correspondant aux diamètres des deux alésages, la portée de plus petit diamètre du piston étant pour partie engagée dans l'alésage de plus petit diamètre, et délimitant sur le reste de sa longueur une chambre annulaire avec la surface intérieure du cylindre, cette chambre annulaire contenant un ressort prenant appui contre les épaulements de raccordement des zones de différents diamètres respectivement du cylindre et du piston et tendant à amener le piston en appui contre une butée, position dans laquelle le canal débouchant dans le réservoir est en communication avec la chambre annulaire, le piston étant également traversé par un câble de traction d'action antagoniste à celle du ressort, destiné à déplacer le piston à l'encontre de l'action du ressort, de telle sorte que la portée de grande section du piston obture le canal débouchant dans le réservoir, tout en maintenant en communication le volume annulaire avec le canal débouchant dans le cylindre récepteur. Il s'agit d'un dispositif dans lequel le piston est déplacé sous l'action d'un câble de traction qui traverse longitudinalement tout le cylindre intermédiaire. Selon une autre forme d'exécution de ce dispositif, le cylindre intermédiaire possède un alésage de diamètre constant, dont une extrémité est obturée par un fond et dans l'autre extrémité duquel est engagé un piston de diamètre correspondant, un ressort prenant appui, d'une part, contre le fond du cylindre et, d'autre part, sur la face en vis-à-vis du piston pour tendre à faire sortir celui-ci du cylindre jusqu'à une position de butée, le canal en communication avec le cylindre récepteur débouchant plus près du fond du cylindre que le canal en communication avec le réservoir, ces deux canaux étant découverts par le piston lorsque celui-ci n'est soumis qu'à l'action du ressort, et le canal en communication avec le réservoir étant obturé par le piston lorsque celui-ci est déplacé à l'encontre de l'action du ressort. Avantageusement, dans ce cas, les moyens de déplacement du piston à l'encontre de l'action du ressort sont constitués par un levier articulé en son centre sur l'extrémité du piston dépassant du cylindre, et l'une de ses extrémités sur le corps du dispositif, son autre extrémité servant à la fixation d'un organe actionné par la commande de freinage. Le piston plongeur peut être actionné soit par un levier articulé commandé par un câble, soit encore par un autre organe, tel qu'un levier, susceptible d'être commandé par appui du pied de l'utilisateur, s'il s'agit du frein arrière du véhicule. Selon une forme d'exécution simple de ce dispositif, le réservoir, le cylindre intermédiaire et le cylindre récepteur sont ménagés dans un même corps. Selon une autre forme d'exécution de ce dispositif, permettant au sous-ensemble constitué par le réservoir et le cylindre intermédiaire de pivoter par rapport au cylindre récepteur, le réservoir et le cylindre intermédiaire sont ménagés dans un premier corps, tandis que le cylindre récepteur est ménagé dans un second corps, qui est monté pivotant par rapport au premier autour d'un axe parallèle à l'axe du cylindre récepteur. De préférence, dans ce cas, dans le cylindre intermédiaire débouche radialement un canal qui, disposé axialement au centre d'un doigt cylindrique monté pivotant à l'intérieur d'un alésage ménagé dans le corps dans lequel est également ménagé le cylindre récepteur, est en communication avec un canal radial débouchant dans une gorge annulaire ménagée à la périphérie du doigt, cette gorge annulaire communiquant avec le cylindre récepteur par un canal ménagé dans le corps contenant ce cylindre, des joints d'étanchéité étant disposés de part et d'autre de la gorge annulaire. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence aux dessins schématiques annexés représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif Figure 1 est une vue de côté d'un véhicule à deux roues, motorisé, léger, équipé de ce dispositif Figure 2 est une vue de côté, partiellement en coupe d'un premier dispositif en position montée Figure 3 est une vue en coupe partielle de ce dispositif selon la ligne III-III de figure 2 Figures 4 et 5 sont deux vues en coupe de deux autres dispositifs; La figure 1 représente un cyclomoteur équipé d'un système de freinage comportant deux freins à disque désignés respectivement par les références 2 et 3 agissant sur les roues avant 4 et arrière 5. Comme montré au dessin, les dispositifs de commande de ces deux freins à disque, portant la référence 6 sont fixés directement respectivement sur une fourche de la roue avant et sur une fourche de la roue arrière, et sont actionnés par des commandes par câble 7 à partir de poignées 8 fixées sur le guidon 9 du véhicule. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 2 et 3, le dispositif 6 comprend un corps 10 dans lequel est ménagée une première cavité 12 formant réservoir pour le liquide hydraulique, et équipé d'un élément souple ll formant compensateur de volume. Le réservoir 12 communique par un canal 13 avec un cylindre intermédiaire ou cylindre émetteur 14, ce dernier communiquant par un canal 15 radial avec un cylindre 16 constituant le cylindre récepteur à l'intérieur duquel est monté déplaçable axialement un piston 17, avec interposition de joints 18, ce piston 17 agissant sur l'une des deux plaquettes 19 de frein, disposées de part et d'autre du disque 20 lui-même monté sur le moyeu de la roue 22. Les dispositifs de guidage des plaquettes 19 n'ont pas été représentés, et seulement l'une des deux plaquettes est actionnée par le piston 17, étant précisé que l'autre plaquette pourrait être actionnée par un piston disposé symétriquement. Dans la forme d'exécution représentée au dessin, le corps du dispositif 6 forme également l'étrier 23 du frein. Le corps 6 du dispositif est monté sur une fourche 24 du cycle par l'intermédiaire de deux points de fixation 25, permettant également, s'il n'existe qu'un seul piston actionnant une plaquette de frein, un déplacement latéral de l'ensemble en vue de son réglage et de l'auto-alignement lors de l'usure des plaquettes. Le cylindre intermédiaire 14 comporte deux alésages successifs 14a et 14b, de diamètres différents, l'alésage 14a étant ouvert à l'une des extrémités du cylindre, tandis que l'alésage 1 4b est délimité à proximité de l'autre extrémité du cylindre par une partie rétrécie 26 servant d'appui à une butée 27 pour la gaine 28 contenant le câble de commande 29. Les deux canaux 13 et 15 communiquant respectivement avec le réservoir et le cylindre récepteur sont décalés axialement, débouchent tous les deux dans la partie 14a de grand diamètre du cylindre, le canal 15 étant situé plus près de la partie 14b que le canal 13. A l'intérieur du cylindre 14 est monté coulissant un piston 30 présentant deux portées 30a et 30b de diamètres respectifs correspondant aux diamètres des deux alésages 14a et 14b. La portée 30b de petit diamètre est pour partie engagée dans l'alésage 14b de petit diamètre, et délimite sur le reste de sa longueur une chambre annulaire 32 avec la surface intérieure du cylindre. Cette chambre annulaire contient un ressort de rappel 33 prenant appui contre les épaulements 34 et 35 de raccordement des zones de différents diamètres respectivement du cylindre et du piston. Lorsqu'aucune action n'est exercée sur le piston, celui-ci est soumis à la seule tension du ressort, qui l'amène en butée contre un circlips 36 monté à l'extrémité ouverte de la partie 14a du cylindre. Le câble 29 traverse le piston sur toute sa longueur, et vient prendre appui sur la face de celui-ci située du côté de l'extrémité ouverte du cylindre. Des joints 37 sont montés entre le cylindre et le piston afin d'assurer l'étanchéité au liquide hydraulique lors du déplacement du piston. Lorsque le câble 29 n'est pas actionné, le piston 30 se trouve dans la position représentée à la figure 2, assurant une communication du réservoir 12 et du cylindre récepteur 16 par l'intermédiaire des canaux 13 et 15, qui sont tous deux en communication avec la chambre annulaire 32. Lorsque l'utilisateur freine, il exerce une traction par l'intermédiaire de la poignée 8 sur le câble 29, assurant le déplacement du piston 30 de la droite vers la gauche, mouvement au cours duquel la partie de grande section du piston 30 obture le canal 13, et provoque, par diminution du volume de la chambre annulaire 32, le transfert de liquide hydraulique à l'intérieur du cylindre récepteur 16, ce qui se traduit par un déplacement correspondant du piston 17. Lorsque l'action de freinage cesse, le ressort de rappel 33 ramène le piston 30 en position initiale, et crée une dépression dans le cylindre récepteur 16 qui assure le retour du piston 17 en position de départ. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 4, le piston monté dans le cylindre intermédiaire n'est plus traversé par le câble commandé par la poignée de frein. Il s'agit d'un piston plongeur, monté dans le cylidnre intermédiaire 14 avec interposition de joints d'étanchéité 42, dépassant de l'extrémité ouverte du cylindre. Sur l'extrémité libre du piston 40, et monté articulé en 43, dans sa partie centrale, un levier 44 dont une extrémité est articulée en 45 sur le corps du dispositif, et sur l'autre extrémité duquel est fixé un organe d'actionnement 46, tel qu'un câble ou une tige. De même que précédemment, lorsque le piston 40 n'est soumis qu'à l'action du ressort de rappel 33, les deux canaux 13 et 15 sont en communication. Lors de l'actionnement du piston 40 à l'encontre de l'action du ressort 33 par l'intermédiaire du levier 44, le canal 13 est obturé, et le volume du cylindre 14 est réduit, chassant le liquide hydraulique par le canal 15 dans le cylindre récepteur. La figure 5 représente une autre forme d'exécution de ce dispositif dans lequel les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que précédemment. Dans ce cas, le dispositif comprend un corps 6a dans lequel sont ménagés le réservoir et le cylindre intermédiaire, et un corps 6b dans lequel est ménagé le cylindre récepteur, et qui forme l'étrier de frein. Dans le cylindre intermédiaire 14 débouche un canal 50 disposé axialement au centre d'un doigt cylindre 52 monté pivotant à l'intérieur d'un alésage 53 ménagé dans le corps 6b. Le canal 50 est en communication avec un canal radial 54, débouchant dans une gorge annulaire 55 ménagée à la périphérie du doigt 52. L'étanchéité est assurée de part et d'autre de cette gorge par deux joints 56. Cette gorge annulaire communique avec le cylindre récepteur 16 par l'intermédiaire d'un canal 57. Il est ainsi possible, pour des raisons de montage, de faire pivoter le sous-ensemble comportant le réservoir et le cylindre intermédiaire, autour de l'axe XY, vis-à-vis de la partie 6b contenant le cylindre récepteur. Ces possibilités de réglage permettent une adaptation aux différents types de véhicules. Des moyens d'immobilisation peuvent être prévus, qui n'ont pas été représentés au dessin. Comme il ressort de ce qui précéde, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante, en fournissant un dispositif de commande de frein à disque, permettant l'équipement de véhicules motorisés légers, tels que des vélomoteurs ou des cyclomoteurs, tout en conservant pour ceux-ci les moyens connus d'actionnement des freins par câbles à partir de leviers montés sur le guidon. Le dispositif selon l'invention est également simple de réalisation, très fiable, et susceptible d'adaptation aux différents types de véhicules. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de commande d'un frein à disque pour véhicule, du type comportant au moins un piston actionnant une plaquette de frein, monté dans un cylindre récepteur, caractérisé en ce que le cylindre récepteur (16) est en communication permanente, par un canal (15), avec un cylindre (14), lui-même en communication permanente, par un canal (13), avec un réservoir (12) de liquide hydraulique, et dans lequel est monté coulissant avec étanchéité un piston (30, 40) actionnable axialement entre une position dans laquelle les deux canaux (15, 13) débouchant dans le cylindre récepteur (16), d'une part, et dans le réservoir (12), d'autre part, sont en communication l'un avec l'autre, et une position freinée dans laquelle le piston monté dans le cylindre intermédiaire ferme le canal (13) de communication avec le réservoir (12) et réduit le volume du cylindre en chassant le liquide hydraulique contenu dans celui-ci à l'intérieur du cylindre récepteur (16). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux canaux (15, 13) communiquant respectivement avec le cylindre récepteur et avec le réservoir de liquide hydraulique débouchent sensiblement radialement dans le cylindre intermédiaire (14), et sont décalés axialement par rapport à ce cylindre. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cylindre intermédiaire (14) est ouvert à ses deux extrémités et comporte deux alésages (14a, 14b) successifs de diamètres différents, les deux canaux (15, 13) en communication avec le réservoir et le cylindre récepteur débouchant dans la zone (14a) de grand diamètre, le canal (15) en communication avec le cylindre récepteur (16) étant situé plus près de la zone de petit diamètre que le canal (13) en communication avec le réservoir (12), le piston présentant deux portées successives (30a, 30b) de diamètres respectifs correspondant aux diamètres des deux alésages (14a, 14b), la portée de plus petit diamètre du piston étant pour partie engagée dans l'alésage de plus petit diamètre, et délimitant sur le reste de sa longueur une chambre annulaire (32) avec la surface intérieure du cylindre, cette chambre annulaire contenant un ressort (33) prenant appui contre les épaulements de raccordement des zones de différents diamètres respectivement du cylindre et du piston et tendant à amener le piston en appui contre une butée (36), position dans laquelle le canal (13) débouchant dans le réservoir (12) est en communication avec la chambre annulaire (32), le piston étant également traversé par un câble de traction (29) d'action antagoniste à celle du ressort, destiné à déplacer le piston à l'encontre de l'action du ressort, de telle sorte que la portée de grande section (30a) du piston obture le canal (13) débouchant dans le réservoir, tout en maintenant en communication le volume annulaire (32) avec le canal (15) débouchant dans le cylindre récepteur. 4.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cylindre intermédiaire (14) possède un alésage de diamètre constant, dont une extrémité est obturée par un fond et dans l'autre extrémité duquel est engagé un piston (40) de diamètre correspondant, un ressort (33) prenant appui, d'une part, contre le fond du cylindre et, d'autre part, sur la face en vis-à-vis du piston pour tendre à faire sortir celui-ci du cylindre jusqu'à une position de butée, le canal (15) en communication avec le cylindre récepteur débouchant plus près du fond du cylindre que le canal (13) en communication avec le réservoir, ces deux canaux étant découverts par le piston lorsque celui-ci n'est soumis qu'à l'action du ressort, et le canal (13) en communication avec le réservoir étant obturé par le piston (40) lorsque celui-ci est déplacé à l'encontre de l'action du ressort. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de déplacement du piston (40) à l'encontre de l'action du ressort (33) sont constitués par un levier (44) articulé en son centre sur l'extrémité du piston dépassant du cylindre, et à l'une de ses extrémités sur le corps du dispositif, son autre extrémité servant à la fixation d'un organe (46) actionné par la commande de freinage. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réservoir (12), le cylindre intermédiaire (14) et le cylindre récepteur (16) sont ménagés dans un même corps (6). 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réservoir et le cylindre intermédiaire sont ménagés dans un premier corps, tandis que le cylindre récepteur est ménagé dans un second corps, qui est monté pivotant par rapport au premier autour d'un axe parallèle à l'axe du cylindre récepteur. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que dans le cylindre intermédiaire (14) débouche radialement un canal (50) qui, disposé axialement au centre d'un doigt cylindrique (52) monté pivotant à l'intérieur d'un alésage (53) ménagé dans le corps dans lequel est également ménagé le cylindre récepteur (16), est en communication avec un canal radial (54) débouchant dans une gorge annulaire (55) ménagée à la périphérie du doigt, cette gorge annulaire (55) communiquant avec le cylindre récepteur (16) par un canal (57) ménagé dans le corps contenant ce cylindre, des joints d'étanchéité (56) étant disposés de part et d'autre de la gorge annulaire.