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Système de frein pour automobiles
Les systèmes de frein connus pour automobiles possèdent le grand inconvénient de nécessiter un réglage au fur et à me- sure que les patins de frein s'usent, faute de quoi ils n as- @
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surent plus un freinage efficace et sûr. En omettant de ré- lier les freins au fur et à mesure de cette usure, on peut causer de graves accidents qu'un bon réglage aurait évitéso
Dans le but de remédier à l'inconvénient cité, la pré- sénte invention prévoit un dispositif destiné à rattraper le jeu qui se produit grandissant entre les patins de frein et .eurs tambours respectifs au fur et à mesure de l'utilisation des premiers.
Alors que dans les systèmes connus la pédale de frein est reliée aux jeux de leviers destinés à appliquer les patins con- tre les tambours par une tringlerie rigide, il est prévu selon la présente invention d'intercaler dans cette tringlerie, par exemple entre la pédale et cette dernière, un organe que nous conviendrons d'appeler une unité, destiné à rattraper le jeu des patins de frein continuellement automatiquement et sans aucune intervention quelconque nécéssaireo
Selon l'invention, cette unité est actionnée par le mo- teur du véhicule lui-même, en ce sens que lorsque le moteur marche à vide, c'est-à-dire lorsque l'admission d'air au car- burateur est fermée, on utilise la forte aspiration du moteur en mouvement pour actionner l'unité en question.
Pour cela, en outre de la modification qu'apporte à la construction du véhicule la disposition de l'unité sur la tringlerie de frein, on modifie encore la tringlerie de commande du carburateur par l'intermédiaire de la pédale de l'accélérateur, en ce sens qu'on la fait actionner un robinet à plusieurs voies, prévu de manière à relier l'unité avec le moteur chaque fois que ce- lui-ci marche à vide, donc chaque fois que l'on cesse d'agir sur la pédale de l'accélérateur et de manière à relier cette unité à l'air ambiant chaque fois que l'on agit sur la dite
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pédale.
La liaison avec l'air ambiant s'effectuera de préfé- rence au travers d'un filtreo
L'unité dont il est question se compose principalement d'un cylindre et d'un piston, l'un de ces deux organes étant fixé à la pédale de frein, l'autre à la tringlerie et l'effort exercé sur la pédale en vue du freinage étant transmis à la tringlerie par l'intermédiaire de l'accouplement réalisé par ces deux organes.
En agissant sur le piston qu'elle tire dans le cylindre l'aspiration d'air provenant du moteur agit sur la tringlerie en ce sens qu'elle la raccourcit pour ainsi dire puisque l'u- nité intercalée sur la dite tringlerie se raccourcit par le fait que le piston et la tige de piston sont sollicités de pé- nétrer toujours plus dans le cylindreo Par ce raccourcissement de la tringlerie est exercée sur les patins de frein une action semblable mais indépendante de celle de la pédale de frein, c'est-à-dire tendant à appliquer les patins contre leurs tam- bours, toutefois très légèrement et sans produire de freinage appréciable.
L'unité contient en outre un dispositif de sécurité qui, lorsque le jeu a été rattrapé par ce mouvement du piston dans le cylindre, empêche du moins dans une certaine mesure que le piston reprenne sa position primitive en revenant en arrière..
Ce dispositif de sécurité peut être très divers. Il peut par exemple consister-en une bague extensible placée sur la tige de piston, susceptible de se mouvoir entre deux butées en même temps que la tige de. piston, laquelle par contre est libre de se mouvoir plus encore dans une direction pour être retenue par la dite bague lorsqu'elle veut revenir en arrière.
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Pour cela la bague, qui sera composée de plusieurs segments maintenus serrés sur la tige de piston au moyen d'un ressort, pourra être munie d'un pas de vis de section spéciale correspondant à un pas de vis de même section de la tige, cette section devant être telle que la bague, grâ- ce à son extensibilité, puisse sauter d'un filet à l'autre dans un sens, sans pouvoir revenir en arrière. Un profil à dent de scie, c'est-à-dire avec une face du filet perpendicu- laire à l'axe de la tige et l'autre face inclinée, réalise cet effet.
Au lieu d'un filetage, on peut utiliser des stries de même section, mais le filetage présente cet avantage que pour déplacer la bague sur la tige en vue de sa mise en pla- ce chaque fois que l'on remplace des patins de frein usés par des patins neufs, il suffit de la visser le long de la dite tige.
On peut toutefois utiliser une bague lisse également à plusieurs segments en donnant à la bague ainsi formée une forme conique vers l'une de ses extrémités, laquelle est destinée à pénétrer dans un cône correspondant du bâti du cylindre. Ainsi, lorsque le cône de la bague pénètre dans le cône du bâti, il y est serré à la manière d'un coin, serrage qui se transmet à la tige lisse qui traverse la bague, de telle ma- nière que la tige de piston et le cylindre sont pour ainsi di- re clavetés entre eux, alors que tout mouvement de cette tige dans le sens où la bague sort de son logement conique aura pour effet de supprimer cette action de serrage, laissant ain- si à la dite tige toute liberté de glisser au travers de la bague.
Par le dispositif décrit, le rattrapage de jeu d'usure des patins de frein s'effectue automatiquement et instantané-
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ment chaque fois que le conducteur du véhicule en marche lâche la pédale d'accélérateur dans le but de freiner, le rattrapage s'effectuant pendant le court instant qui s'é- coule entre l'abandon de la pédale d'accélérateur, qui a pour effet de mettre en action l'unité objet de l'invention, et le moment où est actionnée la pédale de freino
Si, comme cela se fait d'habitude, le frein à main agit sur la tringlerie du frein à pédale passablement en arrière de cette dernière, le rattrapage en question sera sans effet sur ce frein,
mais on peut le rendre efficace également sur le frein à main en déplaçant le point d atta- que de celui-ci sur une partie de tringlerie située entre la pédale de frein et l'unité en question.
Le dessin montre deux formes de réalisation d'un sys- tème de frein selon l'invention données à simple titre d'ex- emple, l'une d'entre elles avec une bague filetée, l'autre avec une bague lisse conique.
La fige 1 est une vue latérale du véhicule muni du sys- tème et montre la tringlerie et les roues avant et arrière freinées par celle-ci..
La fige 2 est une coupe longitudinale de l'unité formée par le cylindre et le piston et qui est intercalée entre la pédale du frein et la tringlerie.
Les figo 3 et 4 sont ume vue de face, respo une coupe d'une pièce de détail.
Les fig. 5 et 6 sont des coupes semblables à celle de la figo 2, les positions respectives du cylindre et du pis- ton étant différentes.
La fig. 7 montre comment agit la pédale d'un frein se- lon l'invention, et
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la fig. 8 le fonctionnement de la pédale d'un frein or- dinaire.
Les fig. 9 et 10 montrent une partie de la coupe de l'unité de la fig. 2 avec, dans la première de ces deux fi- gures une bague extensible filetée et, dans la seconde, une bague extensible conique.
Dans la fig. 1, le châssis du véhicule est représenté en.1; ± et. 2. sont une roue avant et une roue arrière, dont les freins 4 resp. 5 sont actionnés par la pédale de frein 1. et par l'intermédiaire de la tringlerie 6. La pédale 2 oscil- le autour de l'axe 8 et est reliée à la tringlerie 6 par l'in- termédiaire d'une unité .
En 10 est représentée la pédale reliée au carburateur 12 par l'inte-rmédiaire d'une tringle 11. Cette tringle commande également un robinet à trois voies dont le but est de re- lier la conduite 14 de l'unité 9, soit par l'intermédiaire de la conduite 15 avec la conduite d'aspiration 16 du moteur, soit par l'intermédiaire d'un filtre 17 avec l'air ambiant.
Il est à remarquer que le tout est prévu de manière à ce qu'en abandonnant la pédale d'accélérateur 10, c'est-à- dire lorsque le carburateur 12 est fermé, l'unité 2 soit re- liée avec la conduite d'aspiration 16, et en ce que l'action- nement de la pédale d'accélérateur 10 ait pour effet de relier l'unité 9, par l'intermédiaire du filtre 17, avec l'air ambiant.
L'unité 1 susnommée, que la fig. 2 représente en coupe longitudinale, se compose principalement d'un cylindre 18 et d'un piston 19. Le cylindre 18 est relié, par l'intermédiaire d'une tige filetée possédant une fourche 20 et par l'intermé- diaire d'une goupille 21' avec le levier de la pédale du frein.
.Le piston 19 est relié par sa tige 22 et par l'intermédiaire
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d'un écrou à double filetage 23 avec la tringlerie du frein.
L'intérieur du cylindre 18 est relié par l'intermédiaire du raccord 24 avec la conduite 14 précédemment citée.
La tige 22 est en partie munie d'un filetage spécial 25, dont les filets sont en dent de scie, le côté plat de ces fi- lets étant dirigé vers l'extérieur par rapport à l'unité 9.
Sur ce filetage 25 se trouve un écrou élastique 26, que les fig. 3 et 4 montrent en détail. Les parties de cet écrou. sont maintenues entre elles par un ressort 27.
La disposition décrite permet à 1 écrou 26 de se mouvoir entre des butées 28 et ±2., alors que la tige 22 et le piston
19, en outre qu'ils peuvent participer à ce mouvement, peuvent encore continuer à se mouvoir dans la direction de la flèche ceci grâce à la forme spéciale du filetage.,
Si donc une dépression agit sur le piston 19, celui-ci entraînera d'abord la tige 22 et 1 écrou 26 jusqu'à ce que celui-.ci heurte la butée 29, après quoi en provoquant chaque fois l'ouverture de l'écrou, la tige pourra continuer son mou- vement en avançant filet après filet.
Si, par contre,la dépression cesse et que 1 on agisse sur l'unité dans un sens tendant à tirer la tige 22 hors de celle-ci, le piston 19, la tige 22 et l'écrou 26 se déplace- ront jusqu'à ce que l'écrou heurte la butée 28. Etant donné qu'à ce moment les parties plates des filetages de la tige et de l'écrou s'appliquent l'une contre l'autre, ces deux organes ne pourront pas se déplacer 1 un par rapport à l'au- tre. Dans cette position des divers organes et que représen- te la fig. 2, l'unité forme un tout susceptible de résister à un effort de traction.
Pour éviter à ce moment toute continuation du mouvement de la tige, c'est-à-dire pour éviter qu'uh effort de traction
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trop grand puisse faire échapper les filets de la tige à ceux de l'écrou, l'espace dans lequel ce dernier se meut est en partie ajusté à son plus petit diamètre en 31. Ainsi l'écrou ne peut s'ouvrir que lorsqu'il heurte la butée 29, c'est-à- dire lorsque le piston 19 est aspiré. Cette position relati- ve des organes est montrée à la fig. 5.
Le système précédemment décrit fonctionne comme suit :
Supposons d'abord le véhicule en marche : le pied du con- ducteur repose sur la pédale d'accélérateur 10, le carburateur
12 est ouvert et le robinet à trois voies met en communication l'unité 9, par l'intermédiaire de la conduite 14 et du filtre 17, à l'air ambiant.
Supposons, en outre, que les patins des freins 4 et 2- soient passablement usés.
Dans ces conditions, le véhicule doit être freiné, opéra- tion pour laquelle le conducteur libérera tout d'abord le le- vier d'accélérateur 10, pour actionner immédiatement après la pédale de frein 7.
En libérant la pédale d'accélérateur 10, le carburateur 12 se ferme et le robinet à trois voies 13 est actionné de telle manière que le moteur provoque, par l'intermédiaire des conduites 15 et 14, une aspiration du piston 19 de l'unité 9.
Ce piston est dimensionné et cela est une condition à détermi- ner pratiquement, de telle manière que cette aspiration ait le pouvoir de déplacer la tige 22 et, de ce fait, la tringlerie 6, de telle manière que les patins des divers freins viennent s'appliquer contre les tambours sans provoquer de freinage ap- préciable.
Si l'usure des patins est très grande, comme cela a été admis, el piston 19 passera de la position représentée à la
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fig. 2 à celle représentée à la fig. 5. Ce déplacement aura pour effet d'amener tout d'abord 2 écrou 26 contre la butée 29, après quoi la tige continuera à se mouvoir en glissant au travers de l'écrou. Le mouvement du piston cessera dès que les patins des freins auront été appliqués contre les tambours correspondants, par exemple lorsque le piston aura atteint la position montrée à la fig. 5, laquelle correspond évidemment à une usure exagérée.
Après que les patins auront été ainsi appliqués, ce qui a lieu en un temps très court, le conducteur actionne la pé- dale de frein 7 et l'unité 9 se voit soumise à un effort de traction qu'elle doit transmettre à la tringlerie en vue du freinage. Cette transmission n'a toutefois pas lieu avant que l'écrou 26 se soit appliqué contre la butée 28,c'est- à-dire avant que le piston et le cylindre aient atteint les positions respectives montrées à la figo 6. Dès ce moment, le piston et le cylindre forment une unité rigide à la trac- tion, susceptible de transmettre l'effort de la pédale de frein directement aux patins préalablement appliqués contre les tambours et provoquant ainsi un freinage immédiat.
La pédale de frein a donc parcouru un certain chemin correspondant à la liberté de mouvement de l'écrou entre les butées 28,. 29 sans qu'il y ait freinage, après quoi le frei- nage a lieu quel que soit le degré d'usure des patins.
Si maintenant le véhicule ainsi freiné est accéléré à nouveau par le fait que le conducteur lâche la pédale de frein 7 pour accélérer la pédale d'accélérateur 10, le ra- binet à trois voies 13 supprimera la dépression dans le cy- lindre 18 de l'unité 9.
@ A ce moment, les ressorts des patins de frein entrant
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en action en séparant ceux-ci des tambours. Mais, étant don- né que les patins sont reliés au cylindre 19, ce mouvement ne peut avoir lieu que dans la mesure où le permet le mouve- ment de l'écrou 26 venant s'appliquer contre la butée 28.
On suppose que la distance entre les butées 28 et 29 a été. choisie de telle manière que les patins de frein soient ap- pliqués légèrement contre les tambours, lorsque l'écrou tou- che la butée 29, et en soient très peu éloignés lorsqu'il touche la butée 28.
Si donc les patins de frein s'usent, l'écrou 26 se dé- placera de quantités correspondantes vers la droite sur la tige de piston 22, mouvement qui sera provoqué par la dé- pression dans le cylindre, étant donné que le piston sera toujours aspiré de la quantité nécessaire. Pour que la lé- gère application des patins ait lieu à mesure que l'usure augmente, le piston se déplace vers la gauche et l'écrou 26 se déplace sous l'action de la butée 29 d'une quan-tité cor- respondante vers la droite, ce qui a pour effet que la dis- tance des patins aux tambours, lorsque le frein est inactif, reste constante, quelle que soit l'usure des patins. Le che- min que doit parcourir la pédale de frein avant que le frei- nage entre en action reste donc toujours identique à lui- même.
L'écrou 26 a donc pour effet, indépendamment de l'usure des patins et lorsque le frein est inactif, de maintenir cons- tante la distance entre les patins et les tambours, de sorte que le freinage commence toujours dans la même position de la pédale. Le cylindre 18, par contre, a pour effet de déplacer cet écrou vers la droite sur la tige 22 d'une quantité corres- pondant à l'usure des patins.
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Dans la fig. 7 montrant la pédale et le diagramme de son mouvement, a-b représente le chemin inactif parcouru par la pédale, b-c le chemin actif, c'est-à-dire le freinage et c-d une certaine sécurité. Il est à remarquer que le frei- nage commence toujours en b, même si le frein est usé et ceci sans nécessiter un réglage quelconque de la tringlerie.
Contrairement à cela, la fig. 8 montre le schéma du mou- vement d'une pédale d'un frein quelconque connu, usé et mal réglé. Le chemin a'-b' ne sert à lui seul qu'à appliquer les patins contre les tambours, b'-c' correspond au freinage et le petit espace restant c'-d' représente l'unique sécurité.
Les fig. 7 et 8 montrent en outre que le bras de levier, c'est-à-dire la distance e entre le point de pivotement de la pédale et le point d'attache de la tringlerie, peut être for- tement diminué par l'utilisation du système selon l'invention, par le fait précisément qu'il n'est pas nécessaire de tenir compte de l'usure des patins. Ceci présente l'avantage d'une augmentation de l'effort de freinage, qui peut facilement être doublé, comme cela a été démontré pratiquement.
Le système décrit montre que lors des mouvements du piston 19, l'air extérieur peut pénétrer derrière celui-ci par une petite ouverture. Pour éviter que de la poussière pénètre dans le cylindre, il est utile de munir cette ouver- ture d'un filtre.
Généralement, la tringlerie du frein à main agit sur la tringlerie 6 du frein à pédale, ce qui,dans le cas dé- crit, se ferait en plaçant le point d'attaque de la première sur la seconde, derrière l'unité 9, c'est-à-dire entre cette unité et les patins du frein. De ce fait, le système décrit serait sans influence sur le frein à main.
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Il n'est toutefois pas exclu, à la condition de dépla- cer en arrière l'unité 9, c'est-à-dire en l'éloignant du le- vier de la pédale 7, de placer le point d'attaque du frein à main entre l'unité 9 et la pédale 1, de sorte que le frein à main serait également placé sous l'influence du système.
Il est évident que, quoi qu'on ait représenté le cylin- dre comme étant relié à la pédale de frein et le piston à la tringlerie, la disposition inverse produirait le même effet.
La comparaison des fig. 9 et 10 permet de se rendre compte de la modification entraînée par le remplacement de l'écrou 26 par une bague extensible 33 partiellement coni- que en 34 et dont la conicité correspond à celle de l'ouver- ture conique 32 du bâti du cylindre.
Le fonctionnement de cette bague, dont les éléments sont maintenus par un ressort 27, découle sans autre de l'observa- tion du dessin:
Si l'on déplace la tige 22 dans le sens de la flèche 30, la bague 22. suit ce mouvement jusqu'au moment où elle heurte la butée 29, après quoi la tringle continuera son mouvement en glissant au travers d'elle. Un mouvement de la tringle en sens contraire emmènera d'abord la bague jusqu'au moment où. sa partie conique 34 se placera dans le logement 32, après quoi les éléments de la bague agissant comme des coins auront pour effet pour ainsi dire de claveter la tige 22 avec le cylindre 18. lequel formera dès lors un tout rigide avec la dite tige.
L'effet obtenu correspond exactement à celui de l'écrou 26, toutefois à cette différence près que les déplacements de la bague 33 peuvent être aussi petits que l'on veut, alors
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que l'écrou ne peut se déplacer chaque fois que d'une hauteur de filet.
De ce qui a été dit résulte donc que lorsque les patins de frein sont complètement usés et doivent être remplacés par des patins neufs, la bague extensible 26 ou 33 se trouve à fond de course, c'est-à-dire le plus éloigné possible du pis- ton 19. Lorsqu'on remplace alors les patins usés par des pa- tins neufs, il faut ramener cette bague vers le piston, ce qui peut se faire après avoir enlevé le chapeau formant la butée 28 ou le cône 32 de l'une des manières suivantes :
La bague 26, si elle est munie d'un pas de vis, devra simplement être vissée le long de la tige de piston 220 la bague 26, si elle est munie de stries ne formant pas pas de vis, devra être ouverte à la main en écartant ses élé- ments les uns des autres,puis déplacée le long de la tige de piston 22.
Enfin, la bague lisse 33 pourra être simplement poussée le long de la tige qui la porte.
Les formes de réalisation ci-dessus ont été expressément données à titre de simple exemple. En conséquence, les parti- cularités, les détails de construction peuvent différer de ceux qui ont été indiqués sans que le système de frein qui les pré- sente sorte du cadre de l'invention.
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