FR2488845A1 - Actuateur hydraulique pour freins de vehicule - Google Patents

Abstract

INVENTION CONCERNANT LE FREINAGE DES VEHICULES. L'ACTUATEUR DE FREIN HYDRAULIQUE COMPREND DES PISTONS OPPOSES 5, 6 SE DEPLACANT DANS DES PARTIES 3, 4 D'UN PERCAGE DANS UN CORPS 1. LE FLUIDE SOUS PRESSION D'UNE CHAMBRE 7 SOLLICITE CES PISTONS EN SENS OPPOSE POUR ECARTER LES EXTREMITES VOISINES DE DEUX PATINS DE FREIN. UNE VALVE 12 DE REGULATION DE PRESSION REGLE LA COMMUNICATION ENTRE LES VOLUMES SOUS PRESSION 8, 9 DE LA CHAMBRE 7. NORMALEMENT LA VALVE EST OUVERTE POUR EGALISER LES PRESSIONS DESDITS VOLUMES, MAIS ELLE SE FERME POUR UNE PRESSION DETERMINEE, DE SORTE QUE TOUT NOUVEL ACCROISSEMENT DE PRESSION AGIT SEULEMENT DANS L'UN DES VOLUMES EN MAINTENANT LA VALVE 12 FERMEE. DANS UN FREIN A DEUX PATINS, L'UN MENANT, L'AUTRE SUIVEUR, L'ACCROISSEMENT DE PRESSION AGIT SUR LE PISTON APPLIQUANT LE PATIN SUIVEUR. APPLICATION A LA REALISATION D'ACTUATEURS DE CONSTRUCTION SIMPLIFIEE ET FAIBLE ENCOMBREMENT.

Description

La présente invention, concernant le freina-

ge des véhicules, est plus spécifiquement relative à un

actuateur hydraulique pour un frein de véhicule à tam-

bour et patins internes, du genre dans lequel un fluide contenu dans une chambre sous pression agit entre les parties relativement mobiles d'un ensemble de piston et cylindre de façon à écarter les extrémités voisines d'une paire de patins de frein et à solliciter des garnitures de friction, portées par les patins, à venir en contact

avec un tambour tournant.

Il est connu de prévoir, dans les systèmes

de freinage hydraulique pour véhicules, une valve de ré-

gulation de pression qui modifie la pression hydrauli-

que appliquée aux freins sur les roues arrière de manière

à maintenir un rapport correct entre l'effort de freina-

ge sur les freins des roues avant et celui sur les

freins des roues arrière, au cours d'un freinage intense.

Dans les réalisations connues, la valve est placée dans le conduit allant aux freins de roues arrière, mais ceci

implique l'emploi d'un élément constitutif supplémentai-

re, qui augmente le coft initial et les frais d'entretien.

Dans une autre réalisation connue, une valve

de régulation de pression est incorporée dans un actua-

teur hydraulique du genre exposé de manière à régler la communication entre des volumes de pression constitués par la chambre de pression, chaque piston étant soumis à

la pression dans un volume de pression respectif. La val-

ve est normalement ouverte pour égaliser la pression

dans les volumes de pression et se ferme pour une pre-

mière pression prédéterminée de façon à couper l'alimen-

tation en fluide vers un volume de pression, de sorte qu'un nouvel accroissement de pression n'agit que dans

l'autre volume de pression, ce qui réduit le couple en-

gendré par le frein. Pour une deuxième pression prédéter-

minée la valve s'ouvre à nouveau et agit par la suite pour maintenir une différence de pression constante entre les deux volumes de pression. Ceci présente l'avantage 248uR45

d'incorporer la valve dans l'actuateur et permet égale-

ment, dans le sens de rotation normal d'une roue vers l'avant, d'appliquer sur le patin arrière ou suiveur plus de pression que sur le patin avant ou menant dans un frein du type à deux patins (l'un menant et l'autre suiveur) qu'on utilise normalement sur une roue arrière de véhicule. Ceci tend à égaliser le couple engendré par les patins, mais présente l'inconvénient que la valve doit ttre relativement complexe pour fonctionner de

cette manière. En conséquence la valve occupe nécessai-

rement beaucoup de place dans l'actuateur, de sorte que sa longueur axiale est fortement augmentée et qu'il faut

prévoir une augmentation équivalente du volume disponi-

ble dans la région critique des extrémités de patins.

Conformément à la présente invention, un ac-

tuateur bhdraulique du genre exposé incorpore une valve

de régulation de pression servant à régler la communica-

tion entre les volumes de pression constitués par la

chambre de pression de l'actuateur, la valve étant nor-

malement ouverte pour égaliser la pression dans les volu-

mes de pression et étant adaptée à se fermer lorsqu'une

pression prédéterminée est atteinte, de sorte que la con-

tinuation de l'accroissement de pression agit seulement dans un volume de pression, la pression dans ce volume

agissant pour maintenir la valve fermée.

Ainsi la construction de la valve est simpli-

fiée, car elle répond à une seule pression prédéterminée plut8t qu'à deux pressions, et exige ainsi moins de

place dans l'actuateur.

De préférence la valve est disposée de façon

que, lorsqu'elle est fermée, la pression accrue est capa-

ble d'agir sur la pièce relativement mobile qui applique le patin arrière ou suiveur dans un frein du type à deux patins (l'un menant et l'autre suiveur) afin d'égaliser

le couple.

Avantageusement la valve comprend une tête

destinée à s'appliquer sur un siège entourant une ouver-

ture ménagée dans une cloison qui sépare les volumes de pression l'un de l'autre, la tête étant portée par une tige qui se déplace dans un perçage longitudinal ménagé dans le piston se trouvant du c8té opposé de la cloison par rapport au siège, et un ressort de compression agit

entre la tête et la cloison, normalement pour sollici-

ter la tête à s'écarter du siège.

De préférence le ressort est logé dans un alé-

sage ménagé dans l'autre piston et le ressort porte par

son extrémité extérieure contre une butée sur un prolon-

gement qui entre dans cet alésage. Ainsi la valve peut

être installée dans un actuateur existant sans accroi-

tre sensiblement sa longueur hors-tout, La construction de la cloison sous forme d'organe séparé, qui peut être inséré dans le corps de

la valve par l'extrémité extérieure du perçage dans le-

quel se déplace ledit piston, facilite le montage, en particulier puisque la valve est par ailleurs portée par ledit piston seulement par l'engagement étanche de la tige dans le perçage, en étant entièrement séparée de l'autre piston qui agit sur le patin menant, La force du ressort détermine la pression pour laquelle la valve se ferme contrairement à la force

du ressort.

Selon un autre aspect de l'invention on réa-

lise un frein à tambour et à patins internes du type à deux patins (un patin menant, un patin suiveur), dans lequel les extrémités de patins voisines sont adaptées à

être écartées par un actuateur tel que décrit ci-dessus.

La présente invention sera mieux expliquée et

comprise par la description ci-après de quelques modes

de réalisation de l'invention avec référence aux dessins ci-annexés, parmi lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un actuateur de frein hydraulique incorporant une valve de régulation de pression;

la figure 2 est un graphe représentant le cou-

ple du frein en fonction de sa pression;

la figure 3 est la coupe d'un actuateur sem-

blable à celui de la figure 1, mais incorporant une val-

ve de régulation modifiée; la figure 4, une coupe longitudinale d'un autre actuateur hydraulique incorporant une autre valve de régulation de pression; la figure 5, une représentation semblable à la figure 4, l'actuateur étant modifié et

la figure 6, encore une représentation sem-

blable à la figure 4, l'actuateur étant encore modifié.

L'actuateur représenté sur la figure 1 com-

prend un corps 1 adapté à Otre monté, sur la plaque sup-

port d'un frein du-type à tambour et à patins internes, entre des paires voisines de patins menant et suiveur (non représenté). Le frein est utilisé pour le freinage de la roue arrière d'un véhicule. Les patins portent des garnitures de friction destinées à s'appliquer contre un tambour tournant et s'appuyant, à leurs extrémités non

actionnées, contre des surfaces de butée de la plaque sup-

port. Le corps 1 est pourvu, sur les côtés opposés d'une cloison centrale 2, de perçages opposés 3 et 4 dans lesquels se déplacent des pistons opposés 5 et 60 La cloison 2 divise une chambre de pression 7 dans le corps 1 en volumes de pression séparés 8 et 9, qui sont définis entre la cloison 2 et les pitons respectifs 5 et 60

La chambre de pression 7 est reliée à un pas-

sage d'alimentation 10 qui se raccorde à un mattre-cylin-

dre hydraulique d'application du frein pour fournir du fluide sous pression et un passage de vidan e 11 part du

volume de pression 9 pour évacuer le système.

La communication entre les volumes de pression 8 et 9 est réglée par une valve de régulation de pressioi:, indiquée de façon générale par le repère 12. ainsi qu'on le voit, la valve de régulation de pression 12 comprend une t9te 15 destinée à s'appliquer contre un siège 1!!sur le c8té de la cloison 2 qui avoisine le piston 6 et qui

entoure une ouverture 15 dans la cloison, laquelle four-

nit normalement une communication entre les volumes de pression 8 et 9. La tête 13 est portée par une tige 16 comportant une partie à diamètre réduit qui passe au travers de l'ouverture 15 et une partie à plus grand

diamètre se déplaçant dans un perçage 17, dirigé longi-

tudinalement et ménagé dans le piston 5, qui agit sur l'extrémité du patin suiveur. La tige 16 porte un joint 18 qui s'adapte de façon étanche et coulissante dans le perçage 17 et l'extrémité extérieure de la tige 16 subit la pression atmosphérique par l'intermédiaire d'un

trou d'évent 19 radial, ménagé dans le piston 5. Un res-

sort de compression 20 logé dans le volume de pression 9 agit entre la t8te 13 et la cloison 2, normalement pour solliciter la tête à s'écarter du siège et à venir dans

une position d'ouverture en contact avec un organe d'ar-

ret troué 21 à contour en cuvette.

Lorsque le frein doit être appliqué, normale-

ment du fluide sous pression provenant du mattre-cylin-

dre est admis dans la chambre de pression 7 de façon à solliciter les pistons 5 et 6 dans des sens opposés pour

écarter les extrémités des patins, de sorte que les pa-

tins menant et suiveur sont appliqués contre le tambour.

La tête 13 est maintenue écartée du siège 14 par le ressort 20 jusqu'à ce que la pression existant dans la chambre de pression 7 et agissant sur les pistons et 6 et la tige 16 atteigne une valeur de par exemple

bar, de façon à produire une force suffisant à sur-

monter la force du ressort. A ce moment la tête 13 s'ap-

plique contre le siège 14 pour fermer la valve 12 et iso-

ler le volume de pression 8 du volume de pression 9. Par

la suite toute augmentation de la pression du maître-cy-

lindre peut seulement 9tre appliquée au piston 5 qui agit sur le patin suiveur, et la valve 12 ne s'ouvrira pas à

nouveau, ceci jusqu'à ce que la pression du maitre-cylin-

dre ait été réduite. La fermeture de la valve 12 a pour

effet d'accroître la force du patin suivaur et sa con-

tribution à l'effort de freinage, de façon à égaliser sensiblement les effets de freinage des deux patins en entraînant une usure plus égale des garnitures des pa- tins. L'effet de la valve 12 est représenté sur le graphe de la figure 2, sur lequel on voit qu'entre 0 et A les deux pistons 5 et 6 sont appliqués et qu'entre

1o A et B seul le patin suiveur est appliqué.

Avec l'actuateur de la figure 3, la tige 16 se déplace dans un perçage transversal 23 ménagé dans la cloison 2 et le siège 14 comprend un épaulement à un gradin de diamètres entre le perçage 23 et l'extrémité

intérieure d'un perçage radial 24 dont l'extrémité ex-

térieure est fermée par un bouchon 25. Le ressort 20 agit entre le siège 14 et la tête 13 et l'ouverture 15

est disposée dans la cloison 2 en dessous de la t8te 13.

La construction et le fonctionnement de l'ac-

tuateur de la figure 3 sont par ailleurs les mêmes que

pour la figure 1 et on a utilisé des repères correspon-

dants pour désigner les parties homologues.

Avec les réalisations des figures 1 et 3 les cloisons sont solidaires des corps 1, ce qui fait qu'il

faut prévoir un corps de conception spéciale.

Avec les actuateurs des figures 4 à 7 les cloisons comprennent des pièces séparées dont chacune

comporte un manchon 30.

Pour l'actuateur représenté sur la figure 4, le manchon 30 est maintenu contre un léger épaulement 31 à l'endroit d'un gradin à deux diamètres dans un perçage

32 passant au travers du corps 1, au moyen d'une rondel-

le Belleville ou autre rondelle élastique 33 agissant entre le manchon 30 et une rondelle élastique fendue ou "1circlip" 34. Le manchon 30 présente une rainure radiale

qui reçoit un joint 35 en anneau torique de façon à obte-

nir un contact étanche avec la paroi du perçage,2.

La face intérieure du manchon 30 entourant l'ouverture 15 comporte deux parties de perçage en gradin

56 et 57 de diamètres différents, ces diamètres crois-

sant vers le piston 5. Un joint annulaire 38 en matériau élastomère est emboité dans la partie 37 contre un épau- lement entre la partie 36 et la partie 37. Le joint 38 constitue le siège 14 et normalement la tête 13 en est maintenue écartée par le ressort 20O s>e piston 6 est pourvu d'un perçage borgne 39 qui est ouvert à son extrémité intérieure et loge le ressort 20, lequel entoure un prolongement de la tête 13, du c8té opposé à la tige 16, dont l'extrémité libre porte

une butée radiale 40 pour l'extrémité du ressort 20 éloi-

gnée du manchon 30.

Enfin la tige 16 a un diamètre constant sur toute sa longueur axiale et passe au travers d'un joint 41 qui est retenu dans le perçage 17 par une pièce de

maintien 42.

Cette réalisation est plus compacte que cel-

les décrites ci-dessus, car le ressort 20 à l'état éten-

du au maximum est disposé en totalité dans la longueur du piston 6. Le montage est facilité, car la valve 12 est

entièrement séparée du piston 6, en étant reliée seule-

ment au piston 5 par la coopération de la tige 16 avec le joint 41. En fait, que ce soit avec ou sans le piston 5, la valve 12 est installée avec le manchon 30, lorsque le

manchon 30 est installé dans le perçage 32.

La réalisation et le fonctionnement de l'ac-

tuateur de la figure 4 sont par ailleurs les mêmes que

pour la figure 1 et on a utilisé des repères correspon-

dants pour désigner les parties homologues.

Avec l'actuateur de la figure 5, la rondelle

33 agit entre le manchon 30 et l'épaulement 31 pour main-

tenir le manchon 30 contre le circlip 54 et le joint à anneau torique est remplacé par un joint 43 à section en

forme de coupe. De même qu'avec la réalisation de la fi-

gure 1, le siège 14 entoure l'ouverture 15 et la tige 16 porte le joint 18 qui se trouve en engagement étanche et coulissant dans le perçage 17, de sorte que la pièce

de maintien 42 est absente.

Dans l'actuateur de la figure 6, la rondelle 33 agit à nouveau sur le circlip 34 pour maintenir le

manchon 30 contre l'épaulement 31.

La réalisation et le fonctionnement des dis-

positifs des figures 5 et 6 sont par ailleurs les m8mes

que pour la figure 4 et on a utilisé des repères corres-

pondants pour désigner les parties homologues.

Les structures d'actuateur décrites ci-des-

sus, et en particulier celles des figures 4 à 6, sont conçues pour se prOter à une fabrication en série. Les tolérances sur les dimensions ne sont pas critiques et il est seulement important de s'assurer que les limites sont

telles que la valve 12 est ouverte dans la position de re-

pos de l'actuateur.

iEVENDICGATIONS

1. Actuateur hydraulique pour frein de véhi-

cule à tambour et patins internes, dans lequel un fluide

contenu dans une chambre sous pression agit entre les par-

ties relativement mobiles d'un ensemble de piston et cy- lindre de façon à écarter les extrémités voisines d'une paire de patins de frein et à solliciter des garnitures de friction, portées par les patins, à venir en contact

avec un tambour tournant, caractérisé en ce que l'actua-

teur incorpore une valve (12) de régulation de pression servant à régler la communication entre les volumes de pression (8, 9) constitués par la chambre de pression (7) de l'actuateur, la valve (12) étant normalement ouverte pour égaliser la pression dans les volumes de pression (8,9) et étant adaptée à se fermer lorsqu'une pression prédéterminée est atteinte, de sorte que la continuation

de l'accroissement de pression agit seulement dans un vo-

lume de pression,la pression dans ce volume agissant pour

maintenir la valve (12) fermée.

2. Actuateur selon revendication 1, caracté-

risé en ce que le fluide dans la chambre de pression (17) agit sur des pistons respectifs (5,6) se déplaçant dans un perçage cylindrique (3,4) aménagé dans un corps commun (1) et en ce que les pistons sont adaptés à agir sur les

extrémités voisines des patins du frein.

3. Actuateur selon revendication 2, caracté-

risé en ce que la valve (12) comprend une tête (13) des-

tinée à s'appliquer sur un siège (14) entourant une ou-

verture (15) ménagée dans une cloison (2) qui sépare les volumes de pression (8,9) l'un de l'autre, la tête (13)

étant portée par une tige (16) qui se déplace dans un per-

çage longitudinal (17) ménagé dans le piston (5) se trou-

vant du c8té opposé de la cloison (2) par rapport au siè-

ge (14), et en ce qu'un ressort de compression (20) agit entre la tête (13) et la cloison (2), normalement pour solliciter la tête (13) à s'écarter du siège (14)o

4. Actuateur selon revendication 3, caracté-

risé en ce que le ressort (20) est logé dans un perçage

(39) ménagé dans l'autre piston (6) et en ce que le res-

sort (20) porte par son extrémité extérieure contre une butée (40) sur un prolongement qui entre dans cet alésage

(39).

5. Actuateur selon revendication 3 ou 4, ca-

ractérisé en ce que la cloison (2) comprend un organe sé-

paré (30), adapté à être inséré dans le corps (1) par l'extrémité extérieure du perçage dans lequel se déplace ledit piston (5) et en ce que la valve (12) est portée par ledit piston (5) grâce à l'engagement étanche de la tige (16) dans le perçageLongitudinal (17), la valve (12)

étant entièrement séparée de l'autre piston (6).

6. Actuateur selon l'une des revendications 3

à 5, caractérisé en ce que la force du ressort (20) dé-

termine la pression pour laquelle la valve (12) se ferme

contrairement à la force du ressort.

7. Frein du type à tambour et à patins inter-

nes, l'un avant ou menant, l'autre arrière ou suiveur,

dans lequel les extrémités de patins voisines sont adap-

tées à 9tre écartées par un actuateur, caractérisé en ce que ce dernier comprend l'actuateur selon revendication 19 la valve de régulation étant agencée de façon que lorsqu'

elle est fermée la pression accrue puisse agir sur la par-

tie ou pièce relativement mobile qui applique le patin

suiveur contre le tambour afin d'égaliser le couple.

8. Frein du type à tambour et à patins inter-

nes, l'un avant ou menant, l'autre arrière ou suiveur,

dans lequel les extrémités de patins voisines sont adap-

tées à 9tre écartées par un actuateur, caractérisé en ce

que ce dernier comprend l'actuateur selon l'une des re-

vendications 2 à 6, la valve de régulation(12) étant agen-

cée de façon que lorsqu'elle est fermée la pression ac-

crue puisse agir sur le piston qui applique le patin sui-

veur contre le tambour afin d'égaliser le couple.

9. Frein à tambour et à patins internes selon

revendication 8, caractérisé en ce que le perçage longi-

tudinal (17) dans lequel se déplace la tige (16) est amé-

nage dans le piston (5) qui agit sur le patin suiveur et en ce que le ressort (20) est logé dans l'autre piston '6) qui agit sur le patin menanto