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Dispositif applicable au circuit des freins de véhicules automobiles pour rattraper le jeu entre les mâchoires et le tambour des freins dû à l'usure des garnitures des mâchoires
Cette invention a pour objet un dispositif applicable au circuit des freins de véhicules automobiles pour rattraper le jeu se produisant entre les mâchoires et le tambour des freins par suite de.l'usure des garnitures dont; sont punies les mâchoires.
On sait qu'il est nécessaire d'ajuster mécani- quement le jeu entre les mâchoires et les tambours des véhi- cules automobiles, au fur et à mesure do l'usure des garnitures des mâchoires, en vue d'éviter toute course excessive de la pédale du frein avant que les mâchoires ne soient appliquées
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aux tambours. L'appareil selon l'invention permet de maintenir ce- jeu automatiquement constent jusqu'à usure totale des garnitures.
L'invention vise à cet effet un dispositif ap- plicable au circuit des freins de véhicules automobiles, apte à compenser le jeu se produisant entre les mâchoires et le tambour des freins par suite de l'usure des garnitures des mâchoires, comportant un cylindre monté en série sur la tuyauterie d'écoulement du fluide de freinage du maître cy- lindre aux cylindres des roues, un élément flottant mobile dans ce cylindre, subdivisant le circuit des freins en un circuit primaire comportant le maître cylindre et un circuit secondaire comportant les cylindres des roues, cet élément flottant ayant une face de poussée sur laquelle agit le fluide sous pression du circuit primaire ..provenant du maître cylin- dre, et une face de réaction agissant sur le fluide de circuit secondaire s'acheminant'vers les cylindres des roues,
un arrêt contre lequel bute cet élément flottant dans sa condition de repos, où le jeu entre les mâchoires et le tambour des'freins a sa valeur minimum voulue, des moyens pour relier le circuit primaire au circuit secondaire en vue de transférer une partie du fluide contenu dans le circuit primaire au circuit secondaire et des moyens pour assurer l'expansion du fluide contenu dans ce circuit secondaire.
Selon une réalisation de l'invention, les moyens pour relier le circuit primaire au circuit secondaire en vue de transférer une partie du fluide contenu dans le circuit primaire au circuit secondaire sont constitués par élément flottant lui-même, un élément élastique agissant sur
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la face e réaction de C3t él;
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la pression du circuit secondaire et une lumière de communi- cation entre le circuit secondaire et le circuit primaire) fermée à la position de repos de l'élément flottant, cette lumière étant découverte par l'élément flottant pour assurer le passage du fluide du circuit primaire au secondaire lorsque, par effet.de l'augmentation du jeu entre les mâchoires et le tambour à cause de l'usure des garnitures des mâchoires, cet élément flottant, sous l'action de la pression primaire, peut s'éloigner de l'arrêt de repos en mesure plus grande par rapport aux conditions de jeu normal, contre l'action de cet élément élastique.
De plus, les moyens aptes à assurer l'expansion du fluide du circuit secondaire mettent en communication le circuit secondaire avec le circuit primaire pour transférer une partie du fluide contenu dans le ..circuit secondaire au circuit primaire lorsque la pression dans ce circuit secon- daire augmente au delà de la valeur prédéterminée, et compor- tent un élément de soupape, un organe élastique agissant sur cet élément de soupape et une lumière de communication entre le circuit primaire et le circuit secondaire, fermée à la position de repos de l'élément de soupape. Sur cet élément de soupape agit d'ailleurs, en sens opposé à l'organe élas- tique, la pression du circuit secondaire, laquelle, lorsqu'elle excède ladite valeur prédéterminée, assure le déplacement de l'élément à soupape à rencontre de l'organe élastique pour découvrir la lumière.
Selon une autre réalisation de l'invention, le dispositif comporte encore un deuxième arrêt pour l'élément flottant, contre lequel bute l'élément flottant après que les mâchoires ont accompli leur course d'approche du tambour; de
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plus, les moyens pour transférer une partie du fluide contenu dans le circuit primaire au circuit secondaire comportent'un élément de soupape à piston mobile dans un cylindre, une lumière de communication entre le circuit primaire et le circuit secondaire, fermée à la position de repos et pendant la course d'approche des mâchoires du tambour par l'élément de soupape à piston, et un organe élastique agissant sur une face de ce piston, la pression du circuit primaire agis- sant sur une partie de l'autre face de ce piston,
la soupape à piston se déplaçant de façon à découvrir la lumière pour assurer le passage du fluide du circuit primaire au circuit secondaire lorsque la pression dans le circuit primaire s'élève au delà d'une valeur prédéterminée.
D'autre part, les moyens aptes à assurer l'ex- pansion du fluide du circuit secondaire laissent passer une partie de ce fluide du circuit secondaire au circuit pri- maire, lorsque la pression du circuit secondaire augmente au delà d'une valeur limite prédéterminée et sont constitués par la même soupape à piston et la même lumière décrite ci- dessus, la pression du circuit secondaire agissant sur l'autre partie de la face de. ce piston, et déplaçant la soupape à piston à rencontre de l'organe élastique en vue d'ouvrir la lumière et'd'assurer le passage du fluide du circuit secondaire au circuit primaire.
Suivant une autre réalisation de l'invention les moyens pour assurer l'expansion du circuit secondaire sont constitués par une paroi mobile du cylindre lui-même, sur une face de laquelle agit la pression du circuit secon- daire, un élément élastique de réaction et la pression du circuit primaire agissant sur l'autre face.
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Suivant l'invention le jeu se produisant entre les mâchoires des freins et le tambour par effet de l'usure des garnitures prévues sur ces mâchoires est rattrapé du fait que les pistons des'cylindres des roues sont maintenus écartés l'un de l'autre dans une certaine mesure par le fluide du circuit secondaire comprimé dans les cylindres sous la pression des ressorts de rappel des mâchoires, cet écar- tement augmentant au fur et à mesure de l'usure des garnitures, le dispositif selon l'invention permettant de transférer du circuit primaire au circuit secondaire une'certaine quantité de fluide qui écarte ces pistons davantage toujour davantage au fur et à mesure de l'usure des garnitures.
La course à vide. initiale nécéssaire entre les mâchoires et,les tambours s'obtient' par un déplacement axial'de l'élément flottant qui, d'une certaine manière, augmente les dimensions du'.circuit primaire aux frais du circuit secondaire.
Par effet de la pression'hydraulique de refou- lement, l'élément flottant,est en effet déplace axialement et déplace par conséquent la ,' quantité ' de fluide requis pour ' amener les mâchoires au contact avec les tambours à leur course à vide.
Pour empêcher tout blocage des freins dans leur position inactive, le dispositif comporte une soupape de sûreté déchargeant le fluide du circuit secondaire (tuyaute- ries de connexion du dispositif aux cylindres des roues' et dans les cylindres eux-mêmes) dans le circuit primaire (com- prenant le maître cylindre) à une pression résiduelle dé- terminée. Cette pression doit être supérieure à celle donnée
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par la charge maximum par les ressorts de rappel des mâchoires sur le liquide emprisonné dans le circuit secondaire. La pression maximum résiduelle peut être pratiquement de
4 kg/cm2 environ.
Les garnitures étant neuves et la charge des ressorts de rappel des mâchoires étant minimum, la pres- sion résiduelle peut se monter à 3 kg/cm2 environ. La charge augmente donc graduellement au fur et à mesure de l'usure des garnitures et de l'augmentation de l'ouverture des mâchoires. Dans un cylindre des roues ayant un diamètre de
25,4 mm (section 5 cm2) une pression résiduelle de 4 kg/cm2 représente une charge de 20 kg des ressorts de rappel, une pression résiduelle de.3 kg/cm2 représentant une charge de
15 kg des ressorts respectifs.
Dans lesconditions' de charge.spécifiées ci- dessus la course de rattrapage ne subit pas de variation à partir d'unepression résiduelle inférieure à celle maximum prédéterminée de 4 kg/cm2. Hais si l'on excède.
4 kg/cm2 de pression résiduelle à cause de l'augmentation de la charge des ressorts de rappel au delà de 20 kg ou par Il 1 suite d'une augmentation de volume du fluide due au réchauf- fement, la soupape de sûreté décharge la surpression res- pective. En d'ambres mots, la course de rattrapage est indépendante de la charge des ressorts de rappel des mâchoi- res dans les limites prédéterminées.
Des avantages et caractéristiques ultérieurs de cette invention seront mieux compris de la description qui suit se référant aux dessins ci-joints, où:
La figure 1 montre schématiquement le circuit hydraulique de freinage d'un véhicule automobile muni du dispositif selon l'invention;
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La figure 2 montre une réalisation du dispos@ suivant l'invention;
La figure 3 montre une variante;
La figure 4 montre une deuxième variante.
Aux dessins, sur lesquels les mêmes numéros indiquent des organes équivalents dans les différentes réa- lisations, plus particulièrement à la figure 1, 1 indiqué le maître cylindre du circuit de freinage d'un véhicule automobile, comportant un piston 2 actionné par la pédale 3 du frein. Au sommet du maître cylindre est relié par un conduit 5 un réservoir ,de compensation 4. Le dispositif suivant l'invention est relié en aval du maître cylindre.
Ce dispositif, indiqué généralement par 6, envoie par les tuyauteries 7 les fluides de freinage aux cylindres 8 des roues. Dans ces cylindres se meuvent des pistons reliés à une extrémité des mâchoires 9, reliés à leur autre extrémité et réunis l'un à l'autre par des ressorts de rappel 10.
La première réalisation, représentée schémati- quement à la figure 2, comporte un cylindre 11 à deux diamètres, muni d'un fond 12 dans lequel est prévu un trou taraudé 13 servant pour la connexion du tube d'arrivée du maître cylindre. L'autre extrémité du cylindre est taraudée en 14 et reçoit un bouchon fileté 15, la fermeture étanche du cylindre à la zone d'union du bouchon étant assurée par une garniture 16.
Le bouchon 15 est muni d'un trou taraudé 17 servant pour la connexion aux conduits 7 d'alimentation des cylindres des roues. Dans le cylindre se meut un piston compound 18 à trois diamètres. L'étanchéité entre la surface des parties du piston à diamètre maximum et moyen et la
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surface du cylindre à deux diamètres correspondants étant réalisée par des garnitures 19 et 20. La course vers la droite (au dessin) du piston compound est limitée par un arrêt 21 prévu à la partie d'union des deux sections du cylindre à diamètres différents. Lors de la course dans l'autre'direction, le piston compound vient en contact sous l'action du ressort 22, par l'intermédiaire de la garniture d'étanchéité 23, avec une bride 24 portée par une section tubulaire 25 d'une pièce avec le bouchon 15.
Le piston compound est creux et il est fermé à son extrémité à petit diamètre; sur sa face de fermeture se trouve la section de tube 26 sur lequel est montée la garniture 23.
Des lumières 27 sont prévues latéralement dans la partie à petit diamètre de ce piston compound. Par ailleurs, une saillie perforée est prévue pour guider le piston compôund et'la garniture 23, cette saillie étant d'une pièce avec la bride 24. Soit la.garniture 23 soit l'extrémité à petit diamètre du piston compound 18 peuvent coulisser dans la saillie. Des lumières latérales 28 sont percées dans la saillie et communiquent avec la chambre formée entre la paroi du cylindre 11 et la section à petit diamètre du piston compound.
Sur la section tubulaire 23 est susceptible de se déplacer un élément flottant 29 entre la bride 24 de ladite section tubulaire et un arrêt 30 prévu du côté de la section tubulaire opposé à la bride 24. La chambre 31, délimitée par l'élément flottant 29, la surface intérieure .du cylindre et la surface extérieure de la section tubulaire 25, est mise en communication avec une cavité intérieure 33
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surface du cylindre à deux diamètres correspondants étant réalisée par des garnitures 19 et 20. La course vers la droite (au dessin) du piston compound est limitée par'un arrêt 21 prévu à la partie d'union des deux sections du cylindre à diamètres différents.
Lors de la course dans l'autre direction, le piston compound vient en contact sous l'action du ressort 22, par l'intermédiaire de la garniture d'étanchéité 23, avec une bride 24 portée par une section tubulaire 25 d'une pièce avec le bouchon 15.
Le piston compound est creux et il est fermé à son extrémité à petit diamètre; sur sa face de fe meture se trouve la section de tube 26 sur lequel est montée la garniture 23.
Des lumières 27 sont prévues latéralement dans la partie à petit diamètre de ce piston compound. Par ailleurs, une saillie perforée est prévue pour guider le piston compound et la garniture 23, cette saillie étant d'une pièce avec la bride 24. Soit la garniture 23 soit l'extrémité ,à petit diamètre du piston compound 18 peuvent coulisser dans la saillie. Des lumières latérales 28 sont percées dans la saillie et communiquent avec la chambre formée entre la paroi du cylindre 11 et la section à petit diamètre du piston compound.
Sur la section tubulaire 23 est susceptible de se déplacer un élément flottant 29 entre la bride 24 de ladite section tubulaire et un arrêt 30 prévu du côté de la section tubulaire opposé à la bride 24. La chambre 31, délimitée par l'élément flottant 29, la surface intérieure du cylindre et la surface extérieure de la section tubulaire 25, est mise en communication avec une cavité intérieure 33
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Lorsque la pression de refouleront cesse,le piston compound 18 est poussé par le ressort 22 vers la gauche jusqu'à ce que la garniture 23 soit pressée à nouveau contre la bride 24. Cela interrompt la connexion entre le circuit primaire et le circuit secondaire.
Successivement, Internent flottant 29 est déplacé à nouveau contre son épau- lement d'arrêt de droite par le reflux du fluide sous la pression créée par la charge des ressorts de rappel des mâ- choires.
Les mâchoires s'appuient alors, par l'intermé- diaire des pistons des cylindres des roues, à l'encontre de la pression résiduelle du fluide emprisonné dans le circuit secondaire. Le plus important est l'usure des garnitures, le plus élevé est la pression par laquelle les ressorts de rappel des mâchoires sont tirés, et le plus grand est ainsi la pression résiduelle dans le circuit secondaire. Lorsque cette pression sur la soupape atteint une valeur donnée, elle vainc la pression axiale du ressort de réaction 22, la soupape s'ouvrant pour décharger la surpression.
Il y a lieu de remarquer, comme mentionné ci- dessus, que le rattrapage de l'usure des garnitures des mâ- choires du frein est opéré par le déplacement axial de la bague flottante 29, indépendamment de la valeur de la pression résiduelle, jusqu'à la limite prédéterminée à laquelle la soupape s'ouvre pour décharger le liquide.
L'avantage particulier de ce système à soupape à double commande consiste en ce que, puisque le circuit primaire est mis positivement en communication avec le circuit secondaire à chaque freinage, toute expansion thermique du fluide contenu dans le circuit secondaire est dissipée par
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,,le fluide frais du circuit primaire, ce qui évite tout blo- cage possible des freins, la soupape qui n'est commandée que par la pression résiduelle ne suffisant pas pour assurer en tous cas le déblocage des freins dans ces conditions thermiques.
La réalisation montrée à la figure 3 est dé- pourvue de la commande double de la soupape selon la réa- lisation précédente, tout en conservant le système de rat- trapage de l'usure des garnitures à l'aide d'une bague élastique flottante. En effet, la,soupape ne s'ouvre dans ce cas que pour décharger la surpression résiduelle dans le circuit secondaire et non pas pour le passage du fluide du circuit primaire au circuit secondaire.
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Selon la 1 réalisation montrée à la figure 3, la bague flottante 29 est déplaçable sur un manchon 34 encastré dans une cavité creusée dans une saillie annulaire 35, dont est muni le bouchon 15. Le manchon 34 est muni d'une bride 36, dans laquelle sont percés les trous 37, ainsi que d'un siégé 38 pou guider une garniture 39 portée par le piston 40. Le siège de guidage est percé en outre de trous radiaux 41, le,manchon 34 étant percé de trous radiaux 42 couverts, à la position de repos, par l'élément flottant 29.
Comme mentionné ci-dessus, l'élément flottant est déplaçable sur le manchon 34 et est au contact, à sa position de repos, avec la bride 36 portée par ce manchon 34.
D'ailleurs, l'élément flottant est poussé par un ressort 43 par l'intermédiaire d'une bague 44 déplaçable également sur le manchon 34. A son extrémité opposée le ressort appuie contre un épaulement formé par le bouchon 15, et il est guidé
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sur la saillie annulaire 35. La saillie 35 est creuse à l'intérieur et communique avec l'intérieur du manchon 34.
Ses parois sont en outre percées de trous 45 mettant en com- munication la-chambre 49, délimitée par la surface intérieure du cylindre, la bague 44 et le bouchon, avec la cavité ihté- rieure de la saillie annulaire 35 en communication avec le trou taraudé du bouchon pour le refoulement du fluide aux cylindres des roues.
L'élément de soupape se compose, dans cette réalisation, d'un piston 40 à deux diamètres, portant à une extrémité une garniture 39 destinée à fermer, à la position de repos, les trous 41 dont est percée le siège 38 pour le guidage de cette garniture. L'élément de soupape à piston est creux à l'intérieur, sa cavité 46 communiquant, par les lumières 47, avec la chambre délimitée pax la paroi intérieu- re du cylindre, la couronne circulaire prévue dans la zone de passage d'un diamètre à l'autre du piston 40 et la bride perforée 36.
Lorsque le maître cylindre opère le refoulement du fluide de freinage par le trou taraudé 13, ce fluide agit par les trous 47 et 37 contre l'élément flottant 29, à l'encontre du ressort 43, et déplace le volume de liquide nécessaire pour la course à vide entre les mâchoires et les tambours et pour le freinage.
La communication de refoulement du fluide entre le circuit primaire et le circuit secondaire est établie par les trous 42 , lesquels ne sont découverts par l'élément flottant 29 que lorsqu'un déplacement plus important de fluide est rendu nécessaire par l'usure des garnitures des mâchoires des freins lors ou de l'évacuation initiale de l'installation. Ces trous 42 sont maintenus constamment couverts par l'élément flottant 29 sous la poussée du ressort
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43, le circuit secondaire étant ainsi maintenu (normalement) isolé du circuit primaire.
Le fonctionnement de la variante montrée à la figure 4 est identique, sous maints aspects, à celui de la variante représentée à la figure 3, sauf l'élimination de la soupape de décharge, qui est remplacée par un piston de rattrapage 48 qui maintient la pression résiduelle dans le circuit secondaire sous la charge du ressort de réaction 22, maintenant normalement ce piston 48 appliqué contre le bou- chonl4. Dans cette réalisation l'on a prévu également l'élé- ment flottant 29, d'un coté duquel est appliquée, par les trous'37'percés dans-la bride 36 dont est muni le piston 48, la pression du circuit secondaire, sur l'autre face s'appli- quant la pression produite par le ressort 43 par l'intermé- diaire de la bague déplaçable 44.
A mesure que la pression résiduelle augmente, le piston se déplace vers l'extrémité opposée du cylindre et reste déplacé dans la mesure nécessaire pour permettre l'expansion du fluide contenu dans le cir- cuit secondaire. '
Le circuit secondaire est donc maintenu normal lement constamment isolé du circuit primaire; le passage entre les deux.circuits n'est ouvert que pour le refoulement du fluide du circuit primaire ou secondaire par les trous 42, ' initialement pour l'évacuation et ensuite pour le refoulement du volume plus important requis pour compenser l'usure des garnitures des mâchoires, comme on l'a déjà indiqué pour la solution selon la figure 3.