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SYSTEME DE FREINAGE HYDRAULIQUE.
L'invention concerne un système de freinage hydraulique pour roues de véhicule, avec un dispositif destiné à produire une pression de liquide et un cylindre de frein alimenté en liquide sous pression par ce dispositif et ac tionnant les organes de freinage de la roue.
Les systèmes connus de ce genre présentent l'inconvénient que le trajet à parcourir par l'organe actionnant le système de freinage. pédale de frein par exemple, jusqu'au début du freinage ne reste pas constant mais dépend du jeu du frein au moment considéré. Or ce jeu est soumis d'une part à des fluctuations perpétuellespar suite de dilatation et de contraction d' éléments du système causées par la température et d'autre part à une variation constante résultant de l'usure si bien que la nécessité d'un réglage périodique du jeu du frein est encore un inconvénient qui s'ajoute au premier.
Dans le cas de véhicules automobiles avec remorque, le trajet à parcourir par la pédale du frein avant le début du freinage augmente même par bonds quand le système de freinage de la remorque est raccordé à celui du véhicule automobile, car le volume des cylindres de frein à remplir de liquide augmente alors de la moitié au moins.
Les systèmes de freinage hydraulique habituels présentent en outre l'inconvénient que lorsqu'une des conduites du liquide de freinage présente une fuite, tout le système de freinage devient inefficace. ce qui peut avoir de graves conséquences. Les véhicules automobiles avec remorque sont exposes a ce danger dans une large mesure quand les freins hydrauliques de la remorque sont raccordés au système de freinage hydraulique du véhicule automobile, la possibilité existant d'une rupture accidentelle de la liaison hydraulique, placée en règle générale en un point non protégé - entre le véhicule et sa remorque, et par conséquent de la mise hors d'état de fonctionner qui en résulte tant des freins du véhicule que de ceux de la remorque.
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L'objet de la présente invention est d'éliminer les inconvénients indiqués. Le système de freinage conforme à l'invention est caractérisé par un dispositif de réglage réglant l'écoulement du liquide du frein hors- du dispositif producteur de pression et son retour du cylindre de frein., dispositif grâce auquel le jeu du frein est automatiquement ajusté par règlage du remplissage du cylindre de frein, et en outre par un dispositif de fermeture automatique grâce auquel on empêche l'écoulement du liquide de freinage hors du dis - positif producteur de pression au cas où il intervient un défaut d'étanchéité à l'intérieur de la zone'délimitée par le dispositif de. réglage et le cylindre de frein.
Dans les systèmes de freinage pourvus d'un cylindrique principal pour produire la pression de liquide., le dispositif de réglage et le dispositif de fermeture constituent de préférence les parties d'un cylindre auxiliaire placé- sur le trajet d'écoulement du liquide entre le cylindre principal et le cylindre de frein et réuni rigidement au cylindre principal, ledit cylindre auxiliaire servant de dispositif combiné de réglage et de sûreté du système de freinage. Il est recommandé soit de réunir directement par des brides le cylindre auxiliaire au cylindre principal soit de le réunir à celuici par une conduite fixe et courte autant que possible.
Le cylindre auxiliaire peut posséder une chambre de pression réunie au cylindre de frein de façon qu'en cas de marche normale le liquide de freinage puisse couler librement dans les deux sens entre le cylindre de frein et la chambre de pression, mais que la communication entre la chambre de pression et le cylindre de frein soit interrompue lorsque le liquide de freinage, soumis à une pression préliminaire par le dispositif de rappel des organes de freinage., tombe au-dessous d'une pression fixée d'avan- ce,
et un dispositif à soupape commande le passage dù liquide de freinage du cylindre principal dans la chambre de pression et le retour de ce liquide de la chambre de pression dans le cylindre principal en vue de régler le remplissage du cylindre de frein de façon qu'au moins à partir du deuxième freinage le -début du freinage ait lieu indépendamment du jeu initial du frein, pour une position déterminée d'avance de l'organe actionnant le système de freinage.
En vue d'obtenir une action de freinage uniforme des deux cotés du véhicule, les cylindres de frein des paires de roues peuvent être en communication avec un cylindre auxiliaire ou avec plusieurs cylindres auxiliaires raccordés au cylindre principal. Pour tirer profit complètement du dispositif de sûreté conforme à l'invention, il est à recommander de prévoir un cylindre auxiliaire pour chacune des paires de roues.
En cas de mise hors d'état de fonctionner des freins d'une paire de roues tous les autres freins restent alors efficaces.
Dans le cas de véhicules automobiles avec remorque, un cylindre auxiliaire pour la remarque ou un cylindre auxiliaire au moins pour chacun des véhicules tracteurs et remorqué peuvent être raccordés au cylindre principal du véhicule automobile,, et il peut être prévu sur le trajet d'écoulement du liquide de freinage entre le cylindre auxiliaire et les cylindres de frein de la remorque un raccord par un tuyau souple au moyen duquel la communication entre le cylindre auxiliaire et les cylindres de frein peut être interrompue ou rétablie sans notable variation de la pression du liquide sans le cylindre auxiliaire et les cylindres de frein.
On a représenté schématiquement au dessin des exemples de réalisation de l'objet de l'invention.
Figure 1 est le schéma d'un système de freinage pour automobile comportant deux cylindres auxiliaires. Figure 2 est la coupe longitudinale, à plus grande échelle. d'un cylindre auxiliaire conforme à l'invention.
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Figure 3 est un schéma d'une installation de freinage conforme à l'invention avec trois cylindres auxiliaires pour une automobile avec remorque.
Selon la figure 1, le système de freinage comporte un cylindre principal 1, un réservoir à liquide de freinage 2 réuni à celui-ci., un pis- ton 4 mettant le liquide de freinage sous pression lorsqu'on appuie sur la pédale 3, deux cylindres auxiliaires 6 en communication avec le cylindre prin- cipal 1 par de courtes tubulures 5. quatre cylindres de frein 11 communiquant avec les cylindres auxiliaires 6 par des conduits 7, 8, 9. 10 et pour chacun des cylindres de frein 11 deux màchoires de frein 14 actionnées par ce cylin- dre au moyen de deux pistons 12 et de deux tiges de piston 12., et qui sont appliquées lors du freinage contre le tambour de frein 16 de la roue (non figurée) de l'automobile, en surmontant la force de tension préalable des ressorts de rappel 15.
Le ressort de rappel 15 tire aussi l'une vers l'au- tre les deux mâchoires de frein 14 et par suite également les deux pistons
12, lorsque le frein est desserré, en maintenant ainsi le liquide de frei- nage contenu dans le cylindre de frein 11 sous une pression de serrage pré- liminaire .
Les cylindres auxiliaires 6 jouent un double rôle: d'une part, amener automatiquement le jeu entre les mâchoires de frein 14 et les tambours 16 à la mesure normale., autrement dit régler le remplissa- ge en liquide de freinage des cylindres de frein 11 de façon que le début du freinage puisse intervenir pour une position constante et déterminée à l'avance de la pédale de frein 3; d'autre part, bloquer automatiquement le passage du liquide de freinage quand la pression de serrage préliminaire du liquide est tombée au-dessous de sa valeur normale.
Si. par exemple la conduite 7 se rompt., l'arrivée du liquide de freinage à cette conduite est bloquée de sorte que les freins des roues avant deviennent bien inefficaces mais que.le liquide de freinage. ne pouvant pas s'échapper du cylindre principal 1 malgré une rupture de conduite, les freins des roues arrière, qui possèdent leur propre cylindre auxiliaire 6,, restent efficaces.
On se rend compte de la construction des cylindres auxiliaires 6 d'après la figure 2. La référence 17 y désigne un piston différentiel du cylindre auxiliaire 6, dont la plus grande surface efficace est tournée vers une chambre 18 en communication avec le cylindre principal 1 au.moyen de la tubulure 5 (Fig. 1), et dent l'autre surface efficace, plus petite de la superficie de la sectior transversale de la tige de piston 19est tournée vers une chambre de pression 20.
Le piston différentiel 17 est pourvu d'un manchon d'étanchéité 21 formant l'une des faces de la chambre de pression 20; ce manchon sert de dispositif de soupape car il permet le passage du liquide de la chambre 18 reliée au cylindre principal 1 dans la chambre de pression 20, mais non l'écoulement de ce liquide en sens inverse.
Sur son autre face, la chambre de pression 20 est limitée par un dispositif d'étanchéité qui peut coulisser axialement et qui se compose d'un disque annulaire 22 placé en marche normale contre une butée 21' et d'un manchon d' étanchpité 24 aui rent ét@@che la chambre 20 à l'égard d'une chambre d'air 23.
. Le dispositif d'étanchéité 22, 24 est chargé d' un côté par un ressort de pression 25 placé à l'intérieur de la chambre de pression 20 et préalablement bandé, et de l'autre côté par un ressort de pression plus fort 26,, placé dans la chambre 23 et préalablement bandé. Par son autre extrémité, le ressort 25 presse un disque annulaire 28, susceptible de coulisser axialement et pourvu d'une ouverture 27 d'égalisation de la pression.. contre une butée 29 de sorte que le disque annulaire 28 et la butée 29 constituent ensemble un dispositif de tension préalable du ressort 25. L'autre extrémité du ressort 26 est appuyée contre une paroi 30 en forme de disque annulaire de la chambre 23. laquelle est pourvue d'une ouverture 31 d'admission d'air.
Les ressorts 25 et 26 sont choisis de façon que la force de tension préalable du ressort 25 et la pression de serrage préliminaire du liquide de freinage contenu dans la chambre de pression 20 peuvent
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à elles deux maintenir le dispositif d'étanchéité 22;24 contre la butée 21', à rencontre de la force de tension préalable du ressort 26.
Le piston différentiel 17 et la tige de piston 19 présentent un alésage 32 qui est en communication par l'intermédiaire d'une soupape de retenue 33 avec un canal 34 passant dans la tige du piston 19 et conduisant à la chambre de pression 20. La soupape de retenue 33 est chargée d'un ressort 35 qui permet au liquide de freinage de passer de la chambre de pression 20 dans la chambre 18 au cas où la pression du liquide contenu dans la chambre de pression 20 dépasse la pression de tension préliminbaire, l'orifice 36 du canal 34 situé du côté de la chambre de pression est disposé de façon qu'au cas où la tige du piston 19 se déplace axialement d'une distance a correspondant au jeu total des mâchoires de frein 14, à partir de la position zéro indiquée,
ou au cas où le dispositif d'étanchéité 22.24 se déplace de la même distance en sens inverse, le canal 34 est fermé par le manchon d'étanchéité 24.
Sur la tige de piston 19 est montée une saillie 37 en forme de disque annulaire qui sert d'élément de pression grace auquel, après un déplacement de la tige de piston 19 de la distance a depuis la position zéro représentée, une pression peut être exercée sur le disque annulaire 28.
Dans la tige de piston 19 passe encore un autre canal 38 qui met en communication la chambre de pression 20 avec une chambre à liquide de freinage 42 délimitée du-le part par la paroi intermédiaire 30 et d'autre part par la face 39 du cylindre auxiliaire 6 et rendue étanche par des manchons d'étanchéité 40.41. Gette chambre 42 est en communication avec les cylindres de frein 11 par les conduites 7, 8 ou 9. 10 (voir Fig. 1).
L'orifice 43 du canal 38 débouchant dans la chambre de pres- sion est éloigné de la distance b de l'orifice 36 du canal 34, de sorte que cet orifice 43 n'est fermé par le manchon d'étanchéité 24 qu'après un déplacement axial sur la distance (a + b) de la tige de piston 19 ou du dispositif d'étanchéité 22, 24.
L'autre orifice 44 du canal 38 est suffisamment éloigné du manchon d'étanchéité 41 pour ne pas pouvoir être fermé par lui,, même en cas de déplacement maximum de la tige de piston 19.
Le système qui vient d'être décrit fonctionne comme suit:
Si l'on appuie sur la pédale de frein 3 (Fig. 1) le piston 4 du cylindre principal 1 refoule du liquide de freinage par la tubulure 5 dans la chambre 18 (Fig. 2) du cylindre auxiliaire 6 et de ce fait le piston différentiel 17 est poussé vers la droite., de sorte que du liquide de freinage est poussé hors de la chambre de pression 20 par le canal 38 dans la chambre 42 et au-delà par les conduites 7,8 ou 9,10 dans les cylindres de frein 11 jusqu'à ce que les pistons 12 des cylindres de frein 11 aient amené les mâchoires de frein 14 à s'appliquer sur les tambours de frein 16 c'est-à-dire jusqu'à ce que le jeu du frein ait disparu.
Pendant cette opération, la soupape de retenue 33 reste fermée car le ressort 35 est calculé de façon à pouvoir s'opposer à une pression de serrage préliminaire du liquide de freinage dans la chambre de pression 20, exercée par les ressorts de rappel 15 (Fig. 1). Mais d'autre part le manchon d'étanchéité 21 ne laisse pas passer non plus le liquide de freinage de la chambre 18 dans la chambre 20, car lors du déplacement de gauche à droite du piston différentiel 17 à l'encontre d'une assez faible résistance, la pression du liquide sur la face de droite du piston est plus grande que sur sa face de gauche par suite de la moindre superficie efficace de celle-ci.
Si le jeu du piston correspond d'emblée à la valeur normale, dès le premier enfoncement de la pédale 3, les freins viennent s'appliquer
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exactement au moment où la saillie 37 s'applique contre le disque annulaire
28 après que le piston différentiel 17 s'est déplacé axialement de la distan- ce a. En même temps., l'orifice 36 s'est lui aussi déplacé axialement de la distance a, de sorte que le canal 34 est désormais fermé par le manchon d'é- tanchéité 24 et qu'en conséquence l'action de freinage peut immédiatement commencer puisque,, d'une part. le jeu de frein a disparu et que, d'autre part, le liquide sous pression ne peut s'écouler de la chambre de pression 20 vers les cylindres de frein 11 que par le canal 38 encore ouvert.
Mais si le jeu du frein (par suite de garnitures trop épaisses par exemple) est anormalement faible. les mâchoires de frein 14 viennent à s'appliquer lorsqu'on appuie sur la pédale 3 avant que la saillie 37 soit arrivée au disque annulaire 28. Dans ce cas, lors de la poursuite du mouvement de la saillie 37 vers le disque annulaire 28,le remplissage du cylin- dre de frein 11 ou des cylindres de frein 11 intéresses reste constant puisque leurs pistons 12 ne peuvent pas être davantage écartés l'un de l'autre.
Le liquide de freinage en excès est par suite refoule de la chambre de pression
20 dans la chambre 18 en passant par le canal 34 encore ouvert et la soupape de retenue 33, et le début du freinage, en dépit du trop faible jeu du frein.peut avoir lieu comme dans le cas normal au moment où la saillie 37 vient au contact du disque annulaire 28, après s'être déplacé de la distance .
Si le frein est à nouveau desserré, la pression de serrage préliminaire du liquide de freinage dans la chambre de pression 20 pousse le piston différentiel 17 à la position zéro représentée.Cependant., comme auparavant une partie du liquide de freinage correspondant à la diminution du jeu du frein a été expulsée du système chambre de pression - cylindres de frein et qu'il ne revient pas' de liquide de freinage dans ce système, le jeu du frein s' ajuste automatiquement à la valeur normale en correspondance avec le nouveau remplissage du ou des cylindres de frein 11.
Lorsqu'on utilise le système selon l'invention, le trajet que la pédale doit parcourir lors du premier freinage jusqu'au début du freinage est donc égal, en dépit d'un trop petit jeu de frein, à ce qu'il est en cas de jeu de frein normal, et dès le deuxième freinage et lors des freinages ultérieurs. le jeu du frein se règle automatiquement à sa valeur normale.
Dans le cas d'un jeu de frein trop grand (par suite de garnitures usées par exemple) il subsiste encore un jeu résiduel lorsque la saillie 37 est déjà arrivée contre le disque annulaire 28.Mais le ressort 25 fortement bandé au préalable en conséquence suppose-à la poursuite du mouvement de la saillie 37, de sorte que la pression reste constante sur la face de droite du piston différentiel 17 puisque, dans la chambre de pression 20, ni le volume ni la quantité de liquide de freinage ne subissent de variation.
Sur la face de gauche du piston différentiel 17 au contraire la pression du liquide crott de façon continue sous l'action de la pédale 3 du frein et atteint finalement une valeur plus élevée que du côté droit,, sur quoi du liquide de freinage s'écoule hors de la chambre 18 dans le ou les cylln- dres de frein 11 en passant par la chambre de pression 20 et élimine le jeu résiduel en augmentant le remplissage de ce ou de ces cylindres de frein.
Une fois l'égalisation de la pression ainsi réalisée entre le coté gauche et le coté droit du piston différentiel 17, le liquide de freinage commence à exercer une pression de freinage sur les mâchoires de frein 14 sous l'action persistante de la pédale 3, et dans la chambre de pression 20 il se rétablit une pression plus élevée que dans la chambre 18, par suite de l'action différentielle du piston 17, de sorte qu'il ne peut plus passer de liquide de freinage de la chambre 18 dans la chambre 20. Lorsqu'on lâche la pédale 3, le piston différentiel 17 revient à sa position zéro figurée en se déplaçant de la distance a et par suite une quantité de liquide de freinage correspondant à cette augmentation de volume reflue du ou des cylindres de frein 11 dans la chambre de pression 20, de sorte que le jeu du frein s'égalise automatiquement à la valeur normale.
Le jeu du frein initialement trop
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grand influence donc le trajet de la pédale uniquement lors du premier freinage par suite du passage d'une quantité correspondante de liquide de la chambre 18 dans la chambre de pression 20, tandis que dans tous les freinages suivants le jeu du frein est déjà réglé automatiquement à la valeur normale, de sorte que le trajet de la pédale de freinage reste alors toujours com tant.
Si un défaut d'étanchéité intervient dans la zone délimitée par le cylindre auxiliaire 6 et le cylindre de frein 11, par exemple en cas de rupture de la conduite 7, la pression dans la chambre de pression 20 baisse immédiatement. Ceci provoque, après une perte de liquide de freinage relativement faible, la fermeture de la chambre de pression 20 par ce que, en cas de chute de pression, le frein étant desserrée le dispositif d'étanchéité 22, 24, se déplace vers la gauche sous l'action du ressort 26 et ferme l'orifice 43 du canal 38..
et qu'en cas de chute de pression au cours de 1'opération de freinage., la tige de piston 19 se déplace vers la gauche jusqu'à ce que cet orifice 43 du canal 38 soit venu se placer sous le manchon d'étanchéité 24, de sorte qu'également dans ce cas il ne peut plus s'échapper de liquide de freinage de la chambre de pression 20, Si, dans ce dernier cas, le frein est de nouveau desserré, toute la cham- bre de pression 20 ainsi fermée se déplace vers la gauche sous la pression du ressort 26 jusqu'à la position initiale du piston différentiel 17, la distance entre le piston différentiel 17 et le dispositif d'étanchéité 22,
24 restant invariable puisque la quantité de liquide contenue dans la chambre de pression 20 ne peut ni augmenter ni diminuer.Grâce au fait que le cylindre auxiliaire.6 empêche le liquide de freinage de s'écouler hors du cylindre principal 1 par le point non étanche, les parties du système de freinage en communication soit avec un autre cylindre auxiliaire 6 soit directement avec le cylindre principal 1 peuvent continuer à fonctionner.
Si un système de freinage est actionné avant l'élimination d'un défaut d'étanchéité. la chambre de pression fermée 20 se déplace de la distance ( a + b) et le trajet à parcourir par la pédale de frein 3 jusqu'au début du freinage augmente en fonction de l'augmentation égale à la distance b du déplacement axial du piston différentiel 17. L'attention du conducteur peut ainsi être appelée sur l'existence d'un défaut d'étanchéité dans le système de freinage.
Comme variante de la Fig. 1, la fig. 3 représente schématiquement le système de freinage d'une automobile avec remorque à un essieu. En dehors des deux cylindres auxiliaires 6' pour les freins des roues 45 de 1' automobile., un autre cylindre 6"pour les freins des roues 46 de la remorque est relié au cylindre principal 1. Les trois cylindres auxiliaires 6', 6" sont fixés directement par des brides au cylindre principal 1.
Entre le cylindre auxiliaire 6" et les cylindres de frein des roues 46 est disposé un raccord par tuyausouple 47 gràceauquel les systèmes hydrauliques de l'automobile de la remorque peuvent être séparés l'un de l'autre et réunis de nouveau sans perte sensible de liquide de freinage, de sorte qu'il n'intervient pratiquement pas de variation de pression des deux côtés par suite de l'attelage ou du découplage de la remorque. Si la remorque est découplée. lors de 1' enfoncement de la pédale 3, le piston différentiel 17 (Fig. 2) du cylindre auxiliaire 6" se déplacehi aussi vers la droite de la distance a, du liquide de freinage étant alors refoulé de la chambre de pression 20 dans la chambre 18 en passant par la soupape de retenue 33.
Lorsqu'on lâche la pédale 3 du frein., la chambre de pression 20 ainsi réduite à une dimension constante est repoussée à une distance a de la butée 21 et ramenée de la même distance a lors d'un nouvel enfoncement de la pédale 3, de sorte que le trajet de la pédale reste toujours le même, que la remorque soit ou non attelée à 1' automobile.
Le cylindre auxiliaire 6" a en outre pour effet qu'au cas où un défaut d'étai- chéité se produit dans le système hydraulique de la remorque, ou même dans
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le cas où celle-ci se détachée tout écoulement de liquide de freinage hors du cylindre principal 1 est empêche comme il a été indiqué précédemment de sorte que le cylindre de freinage de l'automobile est parfaitement en état de marche.
Dans le cas de remorquesà deux essieux, le cylindre auxiliai- re 6" peut être relié aux cylindres de frein de toutes les roues, ou bien chaque paire de roues de la remorque peut posséder un'cylindre auxiliai- re particulier. Toutefois, au cylindre principal de l'automobile, il peut aussi être raccordé soit un unique cylindre auxiliaire pour la remorque seulement. soit un cylindre auxiliaire pour chacun des véhicules tracteur et remorque.,
Le système conforme à l'invention convient aussi pour des vé- hicules militaires avec matériel militaire tracté.