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" Servo-frein hydraulique-.
La présente invention a pour objet un servo-frein appli- cable particulièrement, le non limitativement, aux voitures automobiles.
Les servo-freina actuellement appliques fonctionnent par l'aspiration ou l'échappement du moteur, sur le fonctionnement duquel ils ont.par conséquent une certaine influence néfaste.
De plus, ces servo-freine comportent de nombreux organesméca- niques, tels que axes, bielles, rotules, articulation.. trin- les ou câbles dont l'usure et les dérangements ont pour résul- tat une action irrégulière sur le freinage des diverses roues, ce qui peut provoquer une déviation dangereuse du véhicule.
L'invention a pour but de créer un frein à mâchoires, dont l'application sur les roues est déterminée directement et intégralement par le moteur, sous la commande de la pédale de frein habituelle, cette action du moteur restant sans influence aucune sur la marche et le fonctionnement de celui-ci.
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Un autre but de l'invention est dé créer un servo-frein dont l'action soit progressive, suivant l'abaissement de la pédar le, et dans lequel l'abaissement de cette pédale soit soumis à une réaction, une résistance de plus en plus grande, proportion- nelle à la force de freinage, de sorte que le conducteur puisse réglar la force de freinage suivant l'impression de résistance qu'il ressent.
Un autre but de l'invention est de créer un tel frein dans lequel, pour une résistance relativement faible à la pédale, on détermine une pression élevée de freinage, ce qui permet à des conducteurs peu robustes, de freiner puissamment et instantané - ment des véhicules très lourds en pleine vitesse.
Ces buts et d'autres qui apparaîtront au cours de la des- cription sont atteints en actionnant les mâchoires de frein par une pompe entraînée elle-même directement par le moteur. Cette pompe pourra être une pompe spéciale de freins, ou, de préféren- ce, la pompe à eau ou la pompe à huile du moteur.
Afin de bien faire comprendre la portée de l'invention, on a représenté, au dessin annexé à titre d'exemple : fig.l la coupe axiale longitudinale du servo-frein pour une pompe de graissage du moteur, avec sa pédale de freinage. fig.2une coupe analogue dans la position de début du freinage. fig.5 la même coupe dans la position du freinage complet. fig.4 la coupe verticale axiale d'une roue munie du dis- positif de freinage. fig.5 la vue de faoe de cette roue. figs.6 à 9 des coupes longitudinales axiales, dans diver- ses positions, d'une variante, à piston rotatif au lieu d'un pis- ton coulissant. fig.10 la commande par la pédale de frein.
fig.ll la coupe longitudinale axiale d'une autre varian- te, pour le cas d'application de l'invention à la pompe de circu- lation d'eau de refroidissement,et
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fig.12 la même coupe dans la position de freinage.
L'appareil comporte un distributeur central, dans lequel la pression de freinage est exercée sur un fluide, lequel trans- met cette pression aux divers dispositifs freineurs appliqués à chaque roue. Ces dispositifs freineurs peuvent 'être de divers ty- pes, et à titre d'exemple préféré, comporter, suivant les figures 4 et 5, deux mâchoires ou sabots de frein 1, logées de préféren- ce à l'intérieur de la roue, et articulées entre elles par une de leurs extrémités, en 2. Ces mâchoires sont normalement sans effet sur la périphérie interne du tambour 3 de la roue, grâce à un ressort 4 qui tend à rapprocher leurs extrémités libres.
Elles possèdent chacune une butée 5, vers leur extrémité libre, contre lesquelles butées peuvent venir appuyer les bouts 6 terminant deux pistons 7 déplaçables dans un cylindre 8, fixé à la flasque 9 non rotative de la roue. A la partie médiane de ce cylindre, entre les faces en regard des pistons, débouche en 10 un conduit 11, relié au tube flexible 12. Ce dernier est lui même monté sur le raccord 13 fixé au châssis et auquel aboutit la conduite 17 amenant, du distributeur central, le fluide sous pression. Les conduits et l'espace du cylindre 8 compris entre les deux pistons sont constamment remplis de fluide normalement à la pression at- mosphérique, ou sensiblement à cette pression.
Dès qu'une pression s'établit dans le distributeur central sur ce fluide, les pistons 7 s'écartent et appliquent progressivement les machoires 1 contre la périphérie interne du tambour 3. Quand la pression cesse, le ressort 4 , convenablement calibré, rapproche les extrémités li- bres des mâchoires et refoule le fluide vers le distributeur.
Le distributeur central peut être réalisé de diverses ma- nières, suivant qu'il est combiné à une pompe à huile, ou à eau, ou à une pompe spécialement prévue pour le freinage.
Dans l'exemple des figs.l à 3, la pompe à huile de grais- sage, non représentée, et actionnée par le moteur du véhicule, comme il est connu, envoie l'huile, par une canalisation 14 dans un distributeur formé'd'un corps 15 tubulaire. Ce corps est relié
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directement par le raccord 16 à la conduite 17 allant aux diver- ses roues. D'autre part, il est normalement relié librement par l'orifice 18 à une chambre 19, faisant corps avec lui, laquelle chambre envoie l'huile au carter du moteur par le conduit 20. A son extrémité opposée à l'entrée de l'huile, au voisinage de l'o- rifice 18, le corps tubulaire reçoit un piston, formé d'un corps ou tige 21 et d'une tête intérieure en biseau 22.
La tige 21 s'é- tend en dehors du corps 15 pour s'articuler à une bielle 23 pi- votée elle-même sur le levier 24 de la pédale 25 de frein. Ce le- vier 24 oscille en 26, et de préférence, porte une boutonnière 27 en arc de cercle dans laquelle est engagé le bouton 28 du frein mécanique.
Dans la position normale de repos, le bouton 28 se trouve à l'extrémité supérieure de sa boutonnière (fig.l).
D'autre part, la chambre 19 est encore réunie au corps 15 par deux ouvertures 29 et 30, normalement obturées par les soupa- pes 31 et 32 respectivement, soumises aux ressorts 33 et 34 con- venablement calibrés.
Au point de vue réalisation, il est évidemment prévu une étanchéité parfaite au piston 21, et aux soupapes 31 et 32; la tige de ces soupapes est guidée dans des pièces 35 vissées dans la paroi de la chambre 19, et des ouvertures à bouchon 36 sont prévues pour le nettoyage interne. Le corps du distributeur est fixé à tout endroit convenable du châssis, par exemple;un manomè- tre 37, branché sur la conduite 17, est monté sur le tablier de la voiture.
Dans la position de la fig.l, qui est celle de la marche normale du véhicule, l'huile refoulée en 15 par la pompe, passe par 18 dans la chambre 19 et de là, va au carter et aux divers endroits éventuels à graisser ; la pression de graissage est répar- tie dans la conduite 17 et le cylindre 8, mais n'est pas suffi - sante que pour vaincre la tension du ressort 4. Dès qu'on agit sur la pédale de frein, le piston 21 obture graduellement, par sa
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tête en biseau 22, la, section du passage 18; la pression de grais- sage augmente, et les sabots commencent à s'appliquer contre le tambour 3. Quand l'ouverture 18 est complètement obturée (posi- tion de la fig. 2), la pression en 15 augmentant, soulève la sou- pape 31 et l'huile continue à passer dans la chambre 19 vers le carter.
La pression en ce moment est telle par exemple que l'ef- fort de freinage équivaut à 50 kilogr,: le rapport entre la sec- tion du piston 21 et des pistons 7 est convenablement choisi et combiné avec les bras de levier entre le piston 21 et la pédale que pour ne nécessiter qu'un effort faible, soit 5 kilogr, pour continuer à faire baisser la pédale. La tête 22 du piston commen- ce a obturer progressivement le passage 29, la pression de frei- nage augmente, et finalement, le passage étant complètement fer - mé, la pression est maximum, soit, par exemple 100 kilogr.(et dans l'exemple choisi, 10 kilogr. à la pédale).
Le graissage est interrompu; si la pédale n'est pas libérée, la pression augmente encore, mais à ce moment, grâce au calibrage choisi du ressort 34, la soupape 32 est soulevée et l'huile recommence à circuler vers le carter (position de la fig.3). Dès que la pédale est li- bérée,. elle revient automatiquement (par ressorts de rappel non représentés) et le piston 21 est ramené à sa position de la fig.
1; les soupapes 31 et 32 retombent. On remarque que le freinage, déterminé par le moteur, n'a aucune influence sur la marche de celui-ci, puisque c'est la pompe de graissage, en rotation.conti- nue, qui provoque la pression.
Les liaisons mécaniques entre le servo-moteur, ou distri- buteur, et le cylindre 8, sont toutes supprimées : il n'existe que des conduits renfermant de l'huile.
La commande des pistons 7 est donc complètement hydrauli- que, avec tous les avantages que comportent les transmissions hy- drauliques sur les transmissions mécaniques. Il n'y a pas de déréglage ni d'usure possibles, et la pression sur les deux ou les quatre roues sera régulière et progressive.
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Il est à remarquer que, au moment où l'orifice 29 est obturé, le bouton 28 est à fond de course inférieure dans sa boutonnière 87; un abaissement plus marqué de la pédale aura donc pour effet de mettre les-freins mécaniques en action en addition des freins hydrauliques.
Le but de cette combinaison du frein hydraulique avec le frein mécanique (par exemple celui monté sur le différentiel) n'est cependant pas d'ajouter l'action des deux freins, celle du frein hydraulique pouvant être calculée largement suffisante.
Cette combinaison est un artifice de sécurité qui assure un freinage en cas de fuite à la canalisation entre le distributeur et les cylindres 8, ou en cas de non fonctionnement de la pompe.
Elle s'applique également aux variantes représentées aux figures suivantes.
Dans l'exemple des figures 6 à 10, on utilise un piston 38 rotatif au lieu d'un piston à mouvement longitudinal. Ce piston 38 est logé dans un corps tubulaire ou cylindre fixe 39 dans le- quel la pompe refoule l'huile par le conduit 40. Le piston est ouvert à ses deux fonds et constitue donc ainsi lui-même un corps tubulaire logé relativement dans le corps 39. Extérieurement au cylindre 39, il est solidaire d'un axe 75 sur lequel est calée (fig.10) une roue à rochet 41 reliée par chaîne 42 à une autre roue 43 calée elle-même sur l'axe de pivotement du levier 44 de la pédale 45. Ce levier porte, comme dans l'exemple précédent, une boutonnière 46 dans laquelle est engagé le bouton 47 termi- nant le levier ou la tringle du frein mécanique.
Comme le montre la fig.10, le piston 38 peut osciller d'un angle Ó ,d'environ 90 dans l'exemple, à gauche de sa position normale.
Le piston est pourvu de plusieurs fenêtres à sa paroi cylindrique. La fenêtre 48 peut recouvrir la lumière 49 pratiquée dans la paroi du cylindre 39, laquelle ouvre dans le conduit 50, allant directement au carter 51 du moteur. A d'autres points de sa longueur, ce piston comporte trois autres lumières dont 52 et
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53 sont circulaires et formées sur des génératrices différentes, tandis que l'autre 54 est allongée, à une extrémité sur les mê- mes génératrices que 53, mais s'étend de telle sorte que l'écart entre les génératrices extrêmes qu'elle coupe soit plus grand que la distance entre les génératrices extrêmes coupées par les lumières 52 et 53.
En considérant les figs.6 à. 9, l'axe longitu- dinal de la lumière 54 est dans un'plan vertical contenant l'axe longitudinal.- d'un conduit 55 aboutissant d'une part à la paroi interne du cylindre 39, et d'autre part au raccord 56 sur lequel est montée la conduite 17' allant, comme dans l'exemple précé- dent, aux cylindres 8 de chaque roue.
L'axe de la lumière 53 est dans le plan vertical d'un conduit 57 partant de la paroi interne du cylindre 39 pour relier l'intérieur de ce cylindre à la chambre 58, communiquant par le conduit 59 avec le carter du moteur.
Enfin, l'axe de la lumière 52 est dans le plan vertical contenant l'axe d'une soupape 59, appuyée normalement par un res- sort taré 60 sur son siège pour fermer le passage 61 reliant la chambre 58 au cylindre 39. Entre la tête du cylindre 39 et le piston 38,il est prévu un autre passage 62 normalement fermé par la soupape 63 sollicitée par le ressort 74 plus puissant que 60. Les soupapes 59 et 63 correspondent, dans cet exemple, aux soupapes 31 et 32 des figs.l à 3, la soupape 63 étant encore ici soupape de sûreté pour limiter la pression de freinage.
Dans la position de la fig.6, qui est celle de la marche normale sans freinage, les passages 55, 57 et 61 sont obturés par la paroi externe du piston 38, la lumière 48 recouvrant seule l'ouverture 49, de sorte que l'huile refoulée par la pompe, puas- se par le tuyau 50 vers le carter 51.
Le piston 38 étant mis progressivement en rotation dans le sens de la flèche X (fig.6) par l'abaissement de la pédale, la lumière 48 quitte le passage 49, et l'écoulement de l'huile vers 50 est coupé; mais au même moment, la lumière 54 commence à
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communiquer avec le conduit 55, et la pression augmentée de l'huile à l'intérieur de 39 se communique aux pistons 8; en même temps, la lumière 53 ouvre le passage 57 et l'huile passe par la chambre 58 vers le carter, jusqu'au moment où 57 est à nouveau fermé; la pression augmente, et devient suffisante que pour sou- lever la soupape 59 quand la lumière 52 correspond avec le passa- ge 61. A ce moment, le manomètre indique par exemple 50 kilogs. de pression aux freins et l'huile passe dans la chambre 58 (fig.
7). Il est à noter que, pratiquement, il n'y a pas d'arrêt de l'é- coulement d'huile vers le carter. Le piston 38 continuant à tour- ner, la lumière 52 quitte le passage 61; le piston arrive à sa position limite de freinage, dans laquelle seule la lumière 54 communique avec le tuyau 55. La pression augmente jusqu'à soule- ver la soupape 63; le manomètre indique alors la pression maxima (par exemple 100 kilogs) et l'on a la position de la fig.9, dans laquelle l'huile s'écoule encore au carter.
Quand le piston revient vers sa position primitive, on repasse en ordre inverse par les mêmes positions, jusqu'au moment où la lumière 53 revient en communication avec 57 (position de la fig.8). A ce moment se produit la période que l'on peut dénommer d'échappement des freins, pendant laquelle la pression aux freins retombe à 0, le graissage se faisant suivant la flèche de la f ig.
8 par 58, puis enfin, la lumière 54 quitte 55 et la lumière 48 recouvre le passage 49.
Le fonctionnement est donc semblable à celui du disposi- tif des figs.l à 3, mais avec quelque peu plus de souplesse, de progression dans l'augmentation de la pression de freinage.
Aux figures 11 et 12, le fluide freineur est l'eau de re- froidissement du moteur. Le distributeur est formé d'un corps tu- bulaire 66 avec chambre 65 correspondant aux mêmes organes que dans les figs.l à 3. Ce corps est relié à la pompe (non représen- tée) qui, sous l'entralnement du moteur, refoule vers ce corps l'eau de refroidissement destinée au moteur. Dans le corps 64
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peut coulisser un piston cylindrique plein 66, dont la tige 67 est reliée au levier de la pédale. La chambre 65 communique avec le corps 64 par une série de lumières 68 et par une autre lumière 69, située près de l'entrée du cylindre 64, cette lumière 69 é- tant normalement fermée par la soupape 70 à ressort,calibré 71.
D'autre part, le corps 64 a une communication directe par 72 avec le tube 17" allant aux pistons 8. Le fonctionnement est aisé à comprendre : normalement, le piston est à fond du cylindre, vers la droite; l'eau refoulée passe par les lumières 68 dans la cham- bre 65 et de là, par le conduit 73, vers la ohemise du moteur.
La pression aux freins est nulle (position de la fig.11). Dès que le piston se déplace vers la gauche, il obstrue progressivement les lumières 68 déterminant ainsi une pression de plus en plus grande qui se transmet aux pistons 7. Finalement, le piston étant arrivé dans la position de la fig.12,à fond de course à gauche, il a fermé toutes les lumières 68; la pression de freinage devient maxima et la soupape de sûreté 70 se soulève et livre le passage à l'eau'vers la chambre 65. On comprend que par une répartition convenable des orifices 68, on peut obtenir une progression len- te de l'augmentation de la pression de freinage.
Dans cet exemple la course du piston est plus longue que dans celui de la fig.1; il suffit à ce point de vue de changer le rapport des bras de leviers commandant ce piston.
La réalisation de l'objet de l'invention dans le cas d'u- ne pompe spéoialement destinée au freinage se déduit sans autre explication des trois exemples décrits; cette pompe sera égale - ment actionnée par le moteur et agira sur un fluide en circuit fermé comprenant, lors de l'aotion du frein, la conduite 17 et les cylindres 8.
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