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Dispositif de freinage hydraulique, en particulier pour au- tomobiles...
La présente 'invention concerne un frein hydrauliquepour des véhicules automobiles, en particulier des camions. Elle a pour but de procurer un dispositif de freinage qui empêche de façon absolument sûre la naissance d'une dépression dans l'installation effective de frein'age, y compris les conduites de liquide et les cylindres.''de frein des roues. La plus petite dépression conduit à ceque'de l'air pénètre dans l'installa- tion de freinage. Comme on le sait l' air à l'intérieur d'un frein hydraulique est un constituant très nuisible car par suite de sa compressibilité il provoque plus ou moins lors du freinage un effet de tampon qui met sérieusement en danger
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l'action de freinage.
Pour éviter la pénétration de l'air dans la partie active de l'installation de freinage, il faut, veiller à ce qu'à l'intérieur de cette partie du frein il règne toujours une surpression suffisante qui reste également .maintenue lors- que se produisent des variations de volume du liquide de frei- nage, qui sont provoquées par exemple par des fuites, une chute de la température par suite du froid, etc.. La présente inven- tion a en outre pour but de donner au nouveau dispositif de freinage avant tout également une forme constructive très simple en vue d'obtenir un groupe de freinage qui est léger et de petites dimensions pour qu'on puisse le loger sans difficul- té dans des véhicules, en particulier des camions automobiles moyens et petits.
Pour résoudre le problème mentionne, on choisit un frein hydraulique dans lequel le cylindre principal est raccordé au réservoir d'approvisionnement par l'intermé diaire d'une soupape de remplissage qui s'ouvre par l'action d'aspiration lors du mouvement de retour du piston de pression dans le cylindre prin- cipal, ce dernier présentant.en outre un trou de compensation usuel qui lors de l'opération de freinage est fermé par le pis- ton de pression en question ou par la manchette d'étanchéité se trouvant devant celui-ci.
Suivant la présente invention, on a raccordé au trou de compensation mentionné une chambre d'accu- mulateur de pression se remplissant automatiquement qui, dans la position de repos du frein, maintient constamment sous une sur- pression le liquide dans l'ensemble du système de freinage.Le remplissage automatique de cette chambre d'accumulateur de pres- sion se fait par du liquide en excès qui est aspiré par la s ou- pape de remplissage dans le cylindre principal lors de la course de retour du piston de pression.
La chambre d'accumulateur de t pression consiste avantageusement en un petit cylindre qui reçoi un piston chargé d'un ressort et qui, lorsque le frein est dé- chargé, exerce par l'intermédiaire du trou de compensation sur
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tout le système actif de freinage jusqu!aux cylindres de frei- nage des roues, une pression permanente correspondant à la tension du ressort. Grâce à ce nouveau dispositif de freinage il est impossible qu'une dépression-seforme dans une partie quelconque du système de freinage effectif; il est en outre tout à fait indifférent que ces pièces soient disposées plus haut que le niveau du liquide dans le réservoir d'approvision- nement, ce qui est le cas .par exemple pour les cylindres de freins des roues et les conduites de liquide.
Le dessin représente l'objet de l'invention sous une forme de réalisation donnée à titre d'exemple.
La fig. I représente de façon simplifiée une coupe lon- gitudinale dans le cylindre de pression principal avec le ré- servoir d'approvisionnement raccordé et l'accumulateur de pression à l'état non rempli.
La fig. Ia montre le frein à l'état rempli et le piston dans l'accumulateur de pression dans la position normale de fonctionnement.
La fig. 2 est une coupe transversale par la ligne II-II de la fig. I.
La fig. 3 montre le nouveau frein à liquide en vue de dessus.
La fig. 4 montre en représentation schématique une possi- bilité simple de fixation dece frein à liquide sur le longe- ron d'un camion automobile.
On a désigné par 1 la pédale de freinage qui peut pivo- ter autour de l'axe 2. A l'extrémité inférieure de la pédale de freinage est articulée la tige de piston 3 qui actionne le piston de pression 4 avec la manchette d'étanchéité 5 disposée devant lui, dans le cylindre principal depression 6, contre l'action du ressort de rappel 7. Le piston 4 s.e place, dans la position de repos, vers l'arrière, contre une butée sous la forme d'un anneau d'arrêt 8 qui est placé dans un renfoncement
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intérieur fait au tour à l'extrémité postérieure du cylincre principal 6. A l'extrémité antérieure du cylindre principal 6 se trouvent les orifices de sortie 9 et 10 auxquels sont rac- cordées les conduites de freinage II et 12 qui aboutissent aux cylindres de frein des roues (non représentés).
Le cylindre principal 6 possède comme d'habitude une peti- te ouverture latérale 15 que l'on appelle le trou de compen- sation. Ce trou est disposé de telle façon que dans la posi- tion de repos des freins, il est libéré par le piston de pres- sion 4 ou par la .manchette d'étanchéité 5 placée devant celui- ci, cornue on le voit à la fig. I. Au trou de compensation 15 est raccordée vers l'extérieur une chambre de pression qui est formée par le cylindre 14 dans lequel clisse un piston 16 pour- vu d'une .manchette d'étanchéité 17 placée devant lui ; lepis- ton 16 est chargé d'un ressort 22.
Vers le bas, le trajet du piston 16 est limité par une butée qui estformée par exemple par une vis à tête 18 vissée dans la face frontale du piston, et qui sert en même temps de contre-appui pour le ressort de retenue de la manchette d'étanchéité 17. Le cylindre 14 est monté à l'intérieur du réservoir d'approvisionnement de li- quide 20 qui est fait avantageusement en tôle. Le réservoir d'approvisionnement 20 est fermé par un couvercle 21, par exem- ple à la manière d'une fermeture à baïonnette (mais pas de façon étanche à l'air). Sur le couvercle 21 prend appui par une extrémité le ressort de pression 22 chargeant le piston 16. Le ressort de pression 22 immobilise donc le couvercle 21 pour empêcher un détachement spontané.
Le cylindre 14 pos- sède plusieurs trous latéraux 23 disposés dans un même plan, qui sont commandés par le piston 16. Ces trous sont libérés seulement lorsque la pression dans le système de freinage, alors que les freins sont dégagés, dépasse une valeur déter- minée. Le liquide de remplissage F servant à la compensation de variations de volume du liquide de freinage à l'intérieur du système de freinage se trouve aussi bien dans le réservoir
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d'approvisionnement 20 que dans le cylindre 14. A proximité de l'extrémité de sortie du cylindre principal 6, on a prévu une soupape de remplissage 26 qui s'ouvre vers l'intérieur du cylindre principal et relie le réservoir d'approvisonnement 20 au cylindre principal 6.
Les conditions sont choisies de telle façon que suivant la présente invention, lors du mouvement de retour du piston de pression 4 dans le cylindre principal 6 après l'opération de freinage, il est aspiré par la soupape de remplissage 26 hors du réservoir d'approvisionnement 20 une quantité de liquide beaucoup plus grande que celle qui lors de cette opération a pu refluer hors des étroites conduites de freinage. On obtient de cette manière que lorsque le pis- ton de pression 4 a atteint de nouveau sa position de départ (position de repos), une quantité dé liquide en excès est en approvisionnement dans le cylindre principal 6 pour le rein- plissage de la chambre d'accumulateur de pression 14.
Comme l'ont montré les expériences approfondies en pratique, il est avantageux de choisir pour le rapport de la quantité de liqui- de aspirée par la soupape de remplissage 26 à la quantité de liquide refluant hors des conduites de freinage 11,12 pendant le mouvement de rappel du piston de,pression 4 dans le cylin- dre principal 6, à peu près la valeur 15:1.
Pour rendre bien étanche vers l'arrière le piston de pression 4 dans le cylindre principal on prévoit avantageuse- ment une garniture d'étanchéité, par exemple sous la forme d'un anneau de caoutchouc 28 qui est inséré dans une rainure annulaire.
Comme le montrent les fig. 2-4, le cylindre principal 6 possède une bride latérale 30 qui est destinée à la fixation du groupe de freinage.
Il ne faut donc pas un support spécial de freins comme dans les réalisations connues ; fixation se fait au contrai- re directement sur le longeron 31.du véhicule. Dans ce but l'accumulateur de pression 14 aveé le cylindre principal 6
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situé en-dessous est dispose excentriquement par rapport au réservoir d'approvisionnement 20 ce qui facilite la fixation du groupe de freinage au moyen de la bride latérale 30 au lon- geron 31 du châssis. Il va de soi que le groupe de freinage peut également être pourvu d'une bride frontale. De même le cylindre de pression 14 peut être disposé de façon centrée dans le réservoir d'approvisionnement 20.
Le fonctionnement du frein à. liquide décrit se fait comme suit : Pour rendre le dispositif de freinJge prêt au fonction- neinent, toute l'installa-tion de freinage est d'abord remplie d'un liquide appropriée qui est versé dans le réservoir d'ap- provisionnement 20 après l'enlèvement cu couvercle 21. Par pivotement en va et vient de la pédale I à la manière d'une pompe, on aspire progressivement du nouveau liquide par la soupape de remplissage 26 dans le cylindre principal 6, li- quide qui lors de la course de freinage ou de pompage subsé- quente est refoulé vers les cylindres de freinage des roues par les orifices 9,10 et les conduites 11,12.
Cette opération dure jusqu'avec que toute l'installation de freinage soit dé- barrassée d'air, qu'après la fermeture du point de départ de l'air toutes les pièces soient remplies complètement de liqui- de et qu'il règne dans le système de freinage hydraulique la surpression désirée qui empêche la pénétration d'air exté- rieur dans les parties considérées des freins.
Lors de cette opération, le cylindre 14, raccordé suivant la présente in- vention au trou de compensation 15 et agissant comme chambre d'accumulateur de pression, s'est rempli automatiquement de liquide en excès venant du cylindre principal 6 par soulève- ment progressif du piston de pression 16 chargé d'un ressort jusque dans la position correspondant . la fig. la, avec mise sous tension simultanée du ressort de pression 22.
Ce remplis- sage du cylindre 14 s'obtient par le faitqu'après le rem- plissage complet des cylindres de freinage des roues, des conduites de freinage et du cylindre principal et par suite /Il-
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de mouvements de pompage subséquents de la pédale 1, du liqui- de est encore aspiré par la soupape de remplissage 26 dans le cylindre principal. L'excès de liquide ainsi c.réé est refoulé dans la chambre d'accumulateur de pression 14 par les ressorts usuels des sabots de frein dès que le piston de pression 4 dans le cylindre principal 6 a atteint sa position de départ,,c'est àdire que le trou de compensation 15 a été libéré.
Cette opé- ration s :e répète jusqu"à ce que le piston 16 chargé d'un res- sort ait la position de fonctionnement représentée à la fig.Ia et que le liquide en excès encore amené reflue par les trous de départ 23 dans le réservoir d'approvisionnement 20.
Le liquide accumulé dans 'le cylindre de pression 14 est disponible pour compenser ultérieurement en fonctionnement une diminution de volume éventuelle du liquide dans le système de freins, en cas de non emploi des freins. Par les trous de dé- part 23 prévus, la chambre d'accumulateur de pression mentionnée permet encore une compensation de tout excès de liquide dans le système de freinage, excès prenant naissance pour d'autres raisons, par exemple par suite d'élévation de la température.La surpression produite dans le cylindre 14 ne peut par conséquent pas dépasser une certaine valeur. Par le choix approprié de la grosseur et de la force de tension du ressort de charge 22, on peut par exemple régler la surpression en lui donnant n'importe quelle valeur désirée.
La soupape de remplissage 26 qui est habituellement fermée par le fait qu'elle est refoulée sur son siège par la surpression régnant dans le système de freinage, reste également inactive lors de la course de freinage. La pres- sion de freinage ainsi produite dans le cylindre principal main- tient la soupape de remplissage fixée sur son siège de sorte qu'elle ferme de façon complètement étanche et qu'aucune pres- sion de freinage ne se perd. La soupape de remplissage s'ouvre seulement après l'opération de freinage lors du mouvement de retour du piston de pression 4 dans le cylindre de freinage principal, jusque dans sa position de repos, c'est à dire sous
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l'influence de l'effet d'aspiration se réduisant alors.
L'accumulateur de pression 14 raccordé au trou de com- pensation 15 offre la pleine certitude que dans le cylindre principal 6, les conduites II,12 et les cylindres de freinage des roues, il règne toujours la surpression nécessaire de sorte que l' aspiration d'air dans l'iustallation sous pression pour le freinage est empêchée. L'accumulateur de pression veille à ce que la surpression nécessaire reste maintenue lorsque, pour de basses températures, il se produit une con- traction du liquide de freinage dans les parties mentionnées d.u frein. Ceci est important en particulier pour les pièces qui sont plus élevées que le niveau du liquide dans le réser- voir d'approvisionnement, comme les cylindres de freinage des roues et les coudes des conduites.
On dispose donc à tout moment d'un frein énergique, ce qui signifie une sécurité accrue dans un trafic intense et aux grandes vitesses de rou- lement. Par le dispositif de freinage suivant la présente invention, on procure en outre la possibilité de faire fonc- tionner le frein hydraulique avec un liquide dont la viscosi- té se modifie fortement sous l'influence des variations de températures. Comme on le sait les freins hydrauliques ac- tuellement sur le marché sont mis en fonctionnement avec un liquide spécial dont la viscosité reste essentiellement cons- tante dans les limites des températures se présentant en pra- tique.
Un semblable liquide spécial est toutefois très coû- teux à cause de sa composition particulière et augmente par conséquent les frais d'entretien du frein hydraulique.Dans l'objet de la, présente invention, grâce à la disposition de l'accumulateur de pression 14 produisant le remplissage auto- matiquement, les conséquences des changements de viscosité, conséquences qui ne sont pas désirables dans un frein et qui nuisent à la surpression dans le système de freinage, sont compensées immédiatement de sorte qu'on peut également em- ployer par exemple de l'huile minérale-