FR 2012918 A1 19700327 FR 6922996 A 19690707 9 5 10 15 20 25 30 35 40 22996 1 2012918 La présente invention se rapporte à loi cylindre de frein pour véhiculesy notamment pour véhicules automobi2.es, cylindre comprenant un premier piston actionné par fluide sous pression pour le serrage des freins ainsi qu'un second piston qui entr-e en action après enclenchement d'un dispositif avertisseur de "blocage. On connaît déjà un cylindre de frein dans lequel les deux pistons sont constitués par deux surfaces actives différentes;, et soumises à des pressions opposées, d'un piston unique„ Comme fluide sous pression, on utilise un liquide qui remplit complètement le cylindre de frein. En conséquence, toute modification de pression en avant ou en arrière du piston de frein fait en sorte qu'une pression produite dans le liquide soit transmise sans retard au piston de frein et, par conséquents également au frein. Dans des freins hydrauliques, il est ainsi possible de desserrer facilement et sans perte de temps les freins bloqués en opérant de la manière décrite. Dans les freins à air comprimé, on ne peut pas utiliser un tel dispositif car il s'écoule toujours tm certain temps nécessaire à l'établissement d'une pression déter» minée dans un volume occupé par un tel fluide. Dans le cas où il existe un volume de contre-pression de grandeur différente conditionnée par la position instantanée du piston de frein, on ne peut pas éviter des différences en ce qui concerne les périodes de remplissage et de travail. Il en résulte que, suivant la position du piston de frein dans le cylindre associé, cette position étant fonction de l'usure des garnitures ou du réglage des freins, on obtient différents intervalles de serrage ou de desserrage de freins. Cependant, on exi» ge d'un dispositif anti-blocage qu'il permette, lorsque la roue à freiner a atteint la limite de Blocage, de passer rapidement de la condition de serrage à la condition de desserrage des freins et, par conséquent, d'obtenir de courts intervalles de serrage et de desserrage de freins. A la base de l'invention se pose le problème de constituer- tm cylindre de frein qui est muni dr= un dispositif assurant une sollicitation approximativement uniforme du dispositif' anti-blocage dans toutes les positions du piston de frein ainsi que des alternances de courte durée entre la condition ÇAD ORIGINAL 69 22996 2.- 2012918 de serrage et la condition de desserrage des freins» Ce problème est résolu, selon 1'invention^ par ce que le second piston coopère avec un mécanisme de -transmission et de blocage qui transforme ce mouvement axial du 5 piston en un mouvement radial d'une partie du mécanisme et dont l'adhérence par frottement est supérieure à la force axiale du piston. Des cylindres de frein conformes à l'invention sont représentés à titre d'exemples non limitatifs sur les figures ci-jointes,, dans lesquelles g 10 - la figure 1 représente un cy lindre de frein comportant un verrou de blocage monté sur la paroi du cylindre, - la figure 2 représente un cylindre de frein comportant un verrou de blocage monté sur la tige 15 du piston g - la figure 3 représente un autre mode de réalisation du cylindre de frein de la figure 2. Un cylindre de frein 1 à dispositif anti-blocage représenté sur la figure 1 comporte un carter 20 cylindrique 2 et un couvercle 3 obturant le côté libre du cylindre, le couvercle 3 est muni d'un trou central 4 dans lequel passait un tube de piston 5 ainsi qu'une tige 6 placée au centre du tube. La tige de piston 6 dépasse du couvercle 3 d'une distance supérieure au tube 5 et son extrémité ? est reliée au. couvercle 3 par tm soufflet 25 8 en caoutchouc qui sert de protection contre les poussières. Le tube de piston 5 est relié à tm piston de freins 9 qui, dans la position de desserrage de frein représentéer est placé à proximité d'un fond 10 du carter 2 du cylindre . En outref il est prévu à 1'intérieur du tuba de piston 5 un 30 appendice 11 en forme de chapeau dans lequel est engagée l'extrémité intérieure de la tige 6 et qui est relié par un bord inférieur à la surface intérieure du tube Se piston 5. Le piston 9 est réalisé sous forme d'un piston annulaire et son étanchéité par rapport à un appendice 13 de forme tabulaire du "fond 10 est assurée par 1'-35 intermédiaire d'une bague intérieure 12, tandis que son étanchéité par rapport à une surface intérieure 15 du carter 2 du cylindre est assurée par l'intermédiaire d'une bague extérieure 14. En dessous du piston de freins 9S il est prévu un second piston 16 qui sert cie piston de blocage. Ce piston a également une forme annulaire et 40 son ëtaacheité par rapport à le, surface extérieure du tube de piston BAD ORIGINAL 69 22996 2012918 5 est assurée par une "bague intérieure 17? tandis que son étanchéi-té par rapport à la surface intérieure 15 du carter 2 du cylindre est assurée par une "bague extérieure 18. Un ressort de rappel 19 agit sur les deux pistons 9 et 16 et s'appuie sur le couvercle 3. 5 Entre les deux pistons 9 et 16, il est prévu un verrou de blocage 20 présentant les parties caractéristiques suivantes s une surface conique annulaire 21 sur le piston de blocage 16, un certain nombre de billes 22 servant d'organes de blocage et réparties à intervalles égaux sur sa périphérie, un 10 ressort ondulé 23 exerçant une poussée axiale et dont la force est inférieure à celle du ressort de rappel 19> un appendice annulaire 24 du piston de freinage 9 et la surface intérieure 15 du carter 2 du cylindre. Sur le fond 10 du cylindre de 15 frein 1, il est prévu un raccord central 25 par l'intermédiaire duquel de l'air comprimé peut pénétrer dans une chambre 26 ménagée à l'intérieur de l'appendice tubulaire 13. la chambre 26 est reliée par l'intermédiaire de plusieurs évidements radiaux 27 à une chambre cylindrique annulaire 28, celle-ci étant également reliée par 20 l'intermédiaire de canaux 29 à une chambre de contre-pression 30 située entre les deux pistons 9 et 16. Un raccord 31, excentré par rapport au fond 10, assure la liaison avec une chambre de travail 32 du cylindre de frein 1 située au-dessus du piston de freins 9. Le cylindre de frein décrit 25 fonctionne de la façon suivante s Dans la position de desserrage d% freins, toutes les parties occupent les positions représentées sur le dessin. Les billes 22 sont appliqtiées par le ressort annulaire 23 et la surface conique 21 contre la paroi cylindrique 15» 30 Lors d'un serrage classique des freins, de l'air comprimé est envoyé dans le cylindre de frein 1 par l'intermédiaire d'un raccord excentré 31 et le piston de frein 9 se déplace vers le bas après une augmentation de pression déterminée dans la chambre de travail 32. Dans le verrou de blocage 20, il se déroule les processus sui-35 vants s L'extrémité inférieure de l'appendice annulaire 24 du piston de freinage 9 refoule les billes 22 vers le bas en opposition à la force du faible ressort; ondulé 23, de sorte qu'elles sont écartées de la surface conique 21 et n'exer-40 cent plus aucune pression radiale sur la paroi cylindrique 15. Après 69 22996 4.- 2012918 contrebalancement de l'action du ressort ondulé 23, les deux pistons 9 et 16 exécutent en commun leur course de freinage en opposition à la force du ressort de rappel 19. Par l'intermédiaire de la tige de piston 6, les freins sont serrés et, lorsque la roue du vé-5 hicule est bloquée, de l'air comprimé est dérivé vers le raccord central 25 par l'intermédiaire d'un capteur muni, par exemple, d'une masselotte d'inertie servant d'organe de palpage. Cet air comprimé s'écoule par le volume 26, les évidements 27, le volume 28, les canaux 29 jusqu'à la chambre de contre-pression 30 et il agit, d'une 10 part sur le piston de freinage 9 en opposition à la pression de travail dans la chambre 32, et d'autre part sur le piston de blocage 16 en le refoulant vers le bas. Les deux pistons 9 et 16 s'écartent l'un de l'autre et la surface conique 21 applique les billes 22 contre la paroi cylindrique 15. Les billes 22 se bloquent contre la pa-15 roi cylindrique 15 et maintiennent le piston de blocage 16 appliqué contre la paroi cylindrique. Le piston de blocage constitue une paroi fixe contre laquelle le piston de freinage 9 s'appuie pour se déplacer ensuite vers le haut lors d'une augmentation addition-20 nelle de pression dans la chambre de contre-pression 30. Les freins trop fortement serrés sont desserrés et la roue bloquée est libérée. Le cycle de serrage et de desserrage des freins peut se répéter plusieurs fois suivant l'impulsion du capteur. Dans ce cas, le verrou de blocage 20 situé sur la paroi- du cylindre 15 entre à chaque fois 25 à nouveau en action. La figure 2 représente un cylindre de freins 41 dans lequel il est prévu un verrou de blocage 40 sur un tube de piston. A la différence de l'exemple de la figure 1', les deux pistons, à savoir un piston de freinage 42 et un piston de 30 blocage 43, ne sont pas rapprochés l'un de l'autre dans la position de desserrage de freins^ mais ils sont écartés au contraire de la distance maximale dans cette position, représentée sur les dessins. Dans un fond 44 du cylindre de freins 41, il est prévu un raccord 45 servant à canaliser l'air comprimé de freinage et débouchant dans une 35 chambre de travail 46 située au-dessus du piston de freins 42. Le piston de freins 42 comporte un tube 47 dans lequel est engagée une tige du piston 48. Un volume 50 situé entre les deux pistons 42 et 43 est relié à l'atmosphère extérieur par l'intermédiaire d'évidements radiaux 49 ménagés dans le tube de piston 47. Le cylindre de 40 frein 41 comporte un couvercle 51 sur lequel s'applique le piston BAD ORIGINAL 69 22996 2012918 de blocage 43 sous la poussée à'un ressort âe rappel 52 logé dans l'intervalle 50 ménagé entre les deux pistons 41 et 42• Un raccord 53 sert à l'introduction d'air comprimé dans une chambre de contre-pression 54 lors du serrage des freins, cette chambre 54 étant si-5 tuée en=dessous du piston de blocage 42e Le verrou de blocage 40 présente les parties caractéristiques suivantes s un appendice annulaire 55 orienté axialement et solidaire d'un anneau 56 appliqué contre le couvercle 51, plusieurs billes 57, servant d'organes de blocage 10 et réparties à intervalles égaux sur la périphérie, une surface annulaire conique 58 qui constitue la surface intérieure d'une pièce annulaire 59 engagée dans le piston de blocage 43, un ressort annulaire ondulé 60 qui s'appuie sur une bague d'étanchéité 61 entourant le tube de piston 46 et engagée dans le piston 43, et qui exerce 15 "une poussée à partir du haut sur les billes 57 par l'intermédiaire d'une bague 60', et la surface extérieure du tube de piston 47* Le cylindre de freins 41 décrit fonctionne de la manière suivante s Dans la position de sortie, les 20 parties du cylindre de frein 41 occupent les positions représentées sur le dessin* Les organes de blocage constitués par les billes 57 sont écartés de l'appendice 55, en opposition à la force du ressort annulaire 60r par la surface conique 58s de sorte qu'ils ne peuvent exercer aucune action de blocage sur la surface extérieure du tube 25 de piston 47o Lors du freinage, de l'air comprimé est introduit dans le raccord 45. Cet air comprimé pénètre dans la chambre de travail 46 et pousse le piston de freinage 42 vers le bas„ Du fait que le verrou de blocage 40 est au repos, le 30 piston de freinage 42, avec son tube de piston 45 et sa tige de pis-ton 48, peut se déplacer librement et serrer les freins. Lorsque la force de freinage est trop forte et bloque la roue correspondante du véhicule,, de l'air comprimé est introduit, par l'intermédiaire d'un capteur muni par exemple d'une masselotte d'inertie servant 35 d'organe de palpage, et envoyé dans le raccord 53 de façon à arri ver dans la chambre de pression 54 située en dessous du piston de blocage 43. Le piston de blocage 43 est soulevé mais la bague 56 res«= te appliquée contre le couvercle 51. En conséquence, les billes 57 arrivent contre la surface conique 58 de la partie annulaire 59 par-40 ticipant au mouvement du piston de blocage 43 et se déplacent vers 69 22996 2012918 l'intérieur jusqu'à ce quelles Tiennent se bloquer contre la paroi extérieure du tube de piston 47® Une liaison rigide est alors établie entre le piston de blocage 4-3 et la tige de piston 47 et la force de freinage exercée par le piston 42 est réduite jusqu'à ce 5 que la roue correspondante du véhicule ne soit plus bloquée. Lors d'une diminution de la pression d'air dans la chambre de contre-pression 54P le piston de blocage 43 revient dans sa position iniiL-ale et le verrou de blocage 40 est à nouveau desserré par l'anneau 56. Le cycle de serrage et de desserrage des freins peut être ré-10 pété plusieurs fois en fonction des impulsions du capteur. Sur la figure 3» on a représenté un cylindre de freins dont le verrou de blocage 62 a une structure similaire à celle de la figure 2* Des parties identiques ou de fonctionnement identique ontP par conséquent, été affectées des mê-15 ses références numériques que sur la figure 2. Cependant, les billes. 57 ne s'appliquent pas directement contre le tube de piston 47 pour évit®r les points de pression et on utilise au contraire un corps de friction 63 formé de plusieurs segments, qui se compose d'une partie métallique en forme de coquille coopérant avec les bil-20 les de blocage et d'une garniture de friction 65 placée à l'intérieur de la coquille 64» Le corps métallique comporte - en outre, pour améliorer l'action de blocage des billes 57» une surface extérieure conique 66 qui est placée radialement en regard de l'autre surface annulaire conique 58. Dans le sens axial, il est prévu sur 25 les billes 57 «ne bague 67 en matière plastique, notamment en caoutchouc , qui sert à amortir le bruit0 Le mode de fonctionnement de cette foï-iiie de réalisation correspond à celui de la figure 2. 11 est possible d'utiliser com-30 ae organe de blocage, à la place de billes, également d'autres parties telles que des rouleaux cylindriques, des éléments de levier ou des éléments de transmission similaires» Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et repré-35 sentes à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention QAD ORIGINAL 69 22996 7.- 20129 T 8 H 1 H 1 D I C « H 0 I 3 T.- Cylindre pour freins pour véhicules, notamment pour véhicules automobiles, cylindre comprenant un premier piston actionné par fluide sous pression pour le serrage 5 des freins ainsi qu'un second piston qui entre en action après enclenchement d'un dispositif avertisseur de blocage, cylindre caractérisé par que que le second piston coopère avec un mécanisme de transmission et de blocage qui transforme ce mouvement axial du piston en un mouvement radial d'une partie du mécanisme et dont l'adhé-10 rence par frottement est supérieure à la force axiale du piston. 2.- Cylindre de freins conforme à la revendication 1, caractérisé par ce que le mécanisme de blocage comporte une surface conique annulaire et par ce que la partie du mécanisme transmettant la force de frottement entre la surface 15 conique et une partie du cylindre de frein est un organe de blocage qui, lorsque le dispositif anti-blocage est enclenché et lorsqu'un mouvement relatif entre les deux pistons est ainsi établi, coopère avec la surface conique et avec une autre partie du cylindre de frein. 20 3.- Cylindre de frein conforme aux revendications 1 ou 2, caractérisé par ce que le corps de blocage est disposé entre la surface conique et une paroi cylindrique du cylindre de frein et par ce que le piston de freinage comporte un appendice annulaire qui, dans la position de desserrage des freins 25 et lors de la course active du piston de freinage, maintient le corps de blocage en position- dégagée en opposition à la force d'un ressort. 4.- Cylindre conforme aux revendications 1 ou 2, caractérisé par ce que le corps de blocage est 30 disposé entre la surface conique et une tige de piston du cylindre de frein et par ce qu'une' paroi radiale de délimitation du cylindre de frein comporte un appendice annulaire qui, dans la position de desserrage des freins et lors de la course de travail du piston de freinage, maintient le corps de blocage dans une position de déga-35 gement en opposition à la force d'un ressort. 5.- Cylindre de frein comportant un piston de freinage et -un piston de blocage conforme à la revendication 4, caractérisé par ce qu'il est prévu un ressort de rappel de piston entre le piston de freinage et le piston de bloca-40 ge et par ce que, lorsque les freins sont desserrés, le piston de 69 22996 8- 2012918 freinage est situé à une extrémité du cylindre, tandis que le piston de blocage est situé à l'autre extrémité du cylindre, ou à proximité de la dite extrémité» 6o- Cylindre de frein conforme 5 à la revendication 5f caractérisé par ce que, lors d'un freinage classique, l'écartement entre le piston de freinage et le piston de blocage diminue et par ce que, après sollicitation du dispositif de signalisation de blocage, le mécanisme de blocage empêche tout autre mouvement relatif des deux pistons. 10 7o- Cylindre de freins compor tant un tube de piston entourant la tige de piston proprement dite, conforme à l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par ce que la surface extérieure du tube de piston fait partie du mécanisme de blocage. 15 8.- Cylindre de freins confor me à l'une des revendications 2 à 7, caractérisé par ce qu'il est prévu un corps de friction et de freinage entre le corps de blocage et la partie de cylindre de freins coopérant avec celui-ci comme mécanisme de blocage avec interposition d'une surface conique annu-20 laireo 9.- Cylindre de freins conforme à la revendication 8, caractérisé par ce que le corps de friction et de freinage est disposé sur une partie comportant une seconde surface conique annulaire qui est placée radialement en regard de 25 l'autre surface conique annulaire. 10.- Cylindre de freins comportant un corps de blocage à billes suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par ce qu'une bague en matière synthétique, notamment en caoutchouc, est appliquée sur les billes de façon à amor-30 tir le bruit. 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