Brevet FR2787079A1 — publié le 20000616

La présente invention concerne un dispositif de freinage à commande hydraulique pour véhicule automobile. Elle s'applique en particulier, mais de manière non limitative, à un frein à disque avec étrier de frein. Ainsi, dans le cas du frein à disque, la commande hydraulique comprend, de manière connue en soi, un étrier portant deux plaquettes de frein, au moins un piston permettant d'appliquer l'une des plaquettes de frein sur le disque et un circuit hydraulique comportant des moyens de mise en pression pour exercer la pression nécessaire de freinage sur la face du piston opposée à la plaquette de frein. Ces moyens de mise en pression comprennent eux- mémes un maitre-cylindre dans lequel est monté à coulissement un piston et une pédale de frein actionnant le piston. Le piston d'étrier est généralement cylindrique et son diamètre est déterminé par deux critères, à savoir respectivement un critère hydraulique et un critère géométrique. Le critère hydraulique est lié au fait qu'il existe des normes en matière de freinage relatives, entre autres, à la course du maître-cylindre, à la pression dans le circuit hydraulique, à l'effort à exercer sur la pédale de frein et à la course de celle-ci, et ces exigences font que le diamètre du piston d'étrier doit étre relativement petit. A titre d'exemple, sur certains véhicules, ce diamètre est limité à 57mm. Dans le cas du critère géométrique, il faut que les efforts de freinage soient bien répartis sur la plaquette de frein pour l'obtention d'un freinage efficace et une usure régulière de cette plaquette. En outre, il est souhaitable que les plaquettes soient relativement grandes pour en diminuer l'usure et espacer les opérations d'entretien. Pour répondre à ce deuxième critère, il faudrait que les pistons aient une surface d'action relativement T--1T T U-1 grande par rapport aux plaquettes de frein afin que les efforts soient bien répartis. En effet, si le piston d'étrier est trop petit par rapport à la plaquette de frein, l'effort d'application risque d'être mal réparti avec pour conséquence une usure irrégulière du matériau de friction de la plaquette qui peut être expliquée comme suit. L'effort étant exercé principalement au centre de la plaquette de frein, la face en contact avec le disque sera plane tandis que le support de la plaquette de frein se déformera. Il en résultera qu'à l'état libre, le support de plaquette sera plan, mais la surface de frottement prendra un aspect concave. Un compromis doit donc être trouvé puisque ces deux critères sont contradictoires, mais le critère hydraulique est pratiquement obligatoire puisqu'il correspond à des normes imposées. Une solution connue consiste à utiliser plusieurs pistons par plaquette de frein. Cependant, si cette solution est satisfaisante dans le domaine de la compétition automobile, elle est complexe et coûteuse et donc difficilement envisageable pour les véhicules produits en grande série. Il en résulte que l'on est actuellement pratiquement obligé d'utiliser des pistons d'étriers de petite taille, donc des plaquettes de surface limitée, ce qui entraine une pression importante sur celles-ci et une usure plus ou moins rapide nécessitant leur remplacement au bout de 25 000 à 40 000 kilomètres en général, alors que l'on souhaite une durée de vie la plus longue possible de cette plaquette afin de limiter et d'espacer les opérations d'entretien. L'invention résout ce problème en permettant d'avoir, grâce à un moyen simple et peu coûteux, un piston et une plaquette de frein suffisamment grands pour atteindre les objectifs ci-dessus. -51XI -iI- Selon l'invention, le dispositif de freinage à commande hydraulique pour véhicule automobile, comprenant des moyens de mise en pression du liquide pour exercer la pression de freinage nécessaire à la commande hydraulique de freinage, est caractérisé en ce qu'il comprend, dans le circuit hydraulique de la commande de freinage, un moyen pour diminuer la pression du liquide de freinage. De préférence, le moyen permettant de diminuer la pression du liquide comprend un convertisseur de pression. Ce convertisseur comprend un piston double comprenant deux parties de sections différentes, dont la plus petite est située du côté des moyens de mise en pression et la plus grande est située du côté de la commande de freinage, chacune des deux parties du piston double coulissant dans un cylindre de dimensions correspondantes. Dans le cas o la commande de freinage comprend un étrier portant deux plaquettes et au moins un piston apte à appliquer l'une des plaquettes sur un disque de frein, la section de la plus petite partie du piston double est égale à celle qu'aurait le piston d'étrier en l'absence de convertisseur. Chaque partie du piston double comprend un joint d'étanchéité annulaire en contact avec la paroi cylindrique interne du cylindre correspondant. Le moyen de diminution de pression est intégré A la commande de freinage. Selon une variante, le moyen de diminution de pression est séparé de la commande de freinage. Avantageusement, le piston double du convertisseur comprend des moyens permettant le passage du liquide vers la commande de freinage lorsqu'il est en butée dans le cylindre correspondant par sa partie de plus grande section. Les moyens de passage du liquide comprennent un clapet logé dans le corps du piston double et rappelé TRi11 T --- élastiquement sur un siège de ce corps de façon à obturer un passage axialement traversant du corps du piston double et une tige solidaire du cylindre de la partie de plus grande section du piston double disposée coaxialement au perçage axial de façon à repousser le clapet de son siège lorsque la partie de plus grande section du piston double est en butée dans son cylindre correspondant. Avantageusement, le clapet est une bille rappelée sur son siège par un ressort hélicoidal logé précontraint dans une partie du perçage axial par un manchon fixé par vissage dans la partie restante du perçage axial du corps du piston double. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique du dispositif de freinage conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue agrandie en coupe du convertisseur de pression utilisé dans le dispositif de la figure 1; et - la figure 3 est une vue partielle agrandie de la partie cerclée en III de la figure 2, o le clapet à bille du convertisseur de pression est contacté en position d'ouverture. Le dispositif de freinage pour véhicule automobile de l'invention tel que représenté à la figure 1 comprend une commande hydraulique i comportant un étrier de frein 2 portant deux plaquettes de frein 3 en matériau de friction et un piston d'étrier 4 commandé hydrauliquement pour se déplacer dans l'étrier 2 de façon à appliquer la plaquette 3 lui faisant face sur un disque de frein 5 pour freiner celui-ci. il I fi - - ---- -li Le dispositif de freinage comprend en outre des moyens de mise en pression du liquide dans le circuit hydraulique les reliant & la commande hydraulique 1 et comprenant un maitre-cylindre 6 relié à un réservoir 7 d'alimentation en liquide et dans lequel est monté à coulissement un piston 8 actionné par une pédale de frein 9. Le maître-cylindre 6 est relié à la commande de frein 1 par une conduite 10 du circuit hydraulique de façon qu'en enfoncant la pédale de frein 9, le déplacement du piston 8 dans le maître-cylindre 6 permet d'exercer la pression du liquide nécessaire sur la face du piston 4 opposée à la plaquette 3 pour exercer sur cette dernière la force de freinage. Selon l'invention, le dispositif de freinage comprend, dans le circuit hydraulique, un moyen 11 permettant de diminuer la pression du liquide de freinage et constitué par un convertisseur de pression comprenant, comme cela ressort mieux de la figure 2, un piston double 12 monté à coulissement dans le corps 13 du convertisseur 11 et comprenant deux parties 12a, 12b reliées l'une à l'autre, de sections différentes, dont la plus petite 12a est située du côté du maître- cylindre 6 et la plus grande 12b est située du côté de la commande de freinage 1, en étant ainsi interposées en série entre les deux portions de conduite 10 reliant le maître-cylindre 6 à la commande de freinage 1. La partie de plus petite section 12a du piston 12 coulisse dans un cylindre correspondant 13a et comporte un joint d'étanchéité annulaire J1 en contact avec la paroi cylindrique interne du cylindre 13a. De même, la partie de plus grande section 12b du piston 12 coulisse dans un cylindre 13b réalisé en une seule pièce avec le cylindre 13a et comporte un joint annulaire d'étanchéité J2 en contact avec la paroi interne cylindrique du cylindre 13b. La section de la plus petite partie 12a du piston 12 est égale à celle qu'aurait le piston d'étrier 4 en l'absence du convertisseur de pression 11. En fait, 111 a i- - - le diamètre de la partie 12a est calculé pour le critère hydraulique de commande et le diamètre de la partie 12b est fonction du diamètre du piston d'étrier 4. Un clapet 14, de préférence à bille, est logé dans un perçage axial 15 réalisé à travers le piston 12 en débouchant de part et d'autre de celuici et est rappelé élastiquement en appui sur un siège tronconique 16 réalisé dans la partie 12b du piston 12, le siège débouchant dans la chambre définie entre la partie 12b et la paroi transversale 13bl lui faisant face et fermant le cylindre 13b. Le moyen élastique de rappel de la bille 14 sur son siège 16 est constitué par un ressort hélicoidal 17 logé dans une partie 15a du perçage 15 et maintenu précontraint dans celle-ci par un manchon 18 fixé par vissage dans la partie restante 15b du perçage 15 située du côté du maître-cylindre 6. La paroi transversale 13bl du cylindre 13b comporte un passage de sortie du liquide 13b2 auquel est raccordée la conduite 10 de liaison à la commande 1, tandis que la paroi transversale extrême opposée 13al du cylindre 13a située en regard de la partie 12a du piston 12 comporte un passage d'entrée du liquide 13a2 auquel est raccordée la conduite 10 de liaison au maître-cylindre 6. Pour permettre le passage du liquide lorsque la partie 12b du piston 12 est en butée sur la paroi 13bl du cylindre 13b, et ainsi l'alimentation du piston d'étrier 4, on prévoit une tige 19 solidaire de la paroi 13bl disposée coaxialement au perçage axial 15 de façon qu'elle puisse s'engager dans la portion débouchante 15c du perçage 15 communiquant avec le siège 16 pour repousser la bille 14, à l'encontre de la force de rappel du ressort 17, hors du siège 16. Selon une variante de réalisation, le convertisseur de pression 11, au lieu d'être séparé de la commande de freinage 1 comme représenté en figure 1, peut être tout simplement intégré à l'étrier de frein 2 de la commande 1. iiI-I' iH En prévoyant le convertisseur comprenant le piston double dans le circuit hydraulique du dispositif de freinage, la pression du liquide en sortie du convertisseur et fournie à la commande de freinage est diminuée, de sorte qu'il est possible d'utiliser un piston d'étrier de plus grand diamètre qui permet une meilleure répartition de l'effort de freinage sur les plaquettes de frein et donc une usure moins rapide de celles-ci. Dès lors, le convertisseur permet l'utilisation de plaquettes de freinage de grande surface, sollicitant moins la garniture des plaquettes. Le piston double du convertisseur sépare les critères hydraulique et géométrique et offre la possibilité de travailler avec deux liquides séparés par celui-ci. Enfin, le convertisseur est d'une grande simplicité de réalisation et d'implantation dans le circuit hydraulique du dispositif de freinage. -i1I 1 ' --l RE LENDICATIONS 1. Dispositif de freinage à commande hydraulique (1) pour véhicule automobile, comprenant des moyens (6, 8, 9) de mise en pression du liquide pour exercer la pression de freinage nécessaire à la commande hydraulique de freinage (1), caractérisé en ce qu'il comprend, dans le circuit hydraulique de la commande de freinage (1), un moyen (11) pour diminuer la pression du liquide de freinage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen précité pour diminuer la pression du liquide comprend un convertisseur de pression (11). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le convertisseur (11) comprend un piston double (12) comprenant deux parties de sections différentes (12a, 12b), dont la plus petite (12a) est située du côté des moyens de mise en pression (6, 8, 9) et la plus grande (12b) est située du côté de la commande de freinage (1), chacune des deux parties (12a, 12b) du piston double (12) coulissant dans un cylindre (13a, 13b) de dimensions correspondantes. 4. Dispositif selon la revendication 3, selon lequel la commande freinage (1) comprend un étrier (2) portant deux plaquettes de frein (3) et au moins un piston (4) apte à appliquer l'une des plaquettes (3) sur un disque de frein (5), caractérisé en ce que la section de la plus petite partie (12a) du piston double (12) est égale à celle qu'aurait le piston d'étrier (4) en l'absence de convertisseur (11). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque partie (12a, 12b) du piston double (12) comprend un joint d'étanchéité annulaire (J1, J2) en contact avec la paroi cylindrique interne du cylindre correspondant (13a, 13b). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de diminution de pression (11) est intégré à la commande de freinage (1). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen de diminution de pression (11) est séparé de la commande de freinage (1). 8. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le piston double (12) du convertisseur (11) comprend des moyens (14, 19) permettant le passage du liquide vers la commande de freinage (1) lorsqu'il est en butée dans le cylindre correspondant (13b) par sa partie de plus grande section (12b). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de passage du liquide précités comprennent un clapet (14) logé dans le corps du piston double (12) et rappelé élastiquement sur un siège (16) de ce corps de façon à obturer un perçage axial traversant (15) du corps du piston double (12) et une tige (19) solidaire du cylindre (13b) de la partie de plus grande section (12b) du piston double (12) disposée coaxialement au percage axial (15) de façon à repousser le clapet (14) de son siège (16) lorsque la partie de plus grande section (12b) est en butée dans son cylindre correspondant (13b). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le clapet est une bille (14) rappelée sur son siège par un ressort hélicoidal (17) logé précontraint dans une partie (15a) du passage axial (15) par un manchon (18) fixé par vissage dans la partie restante (15b) du percage axial (15). t-lI ii1 1 fli