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La présente invention concerne une série de perfectionnements aux
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freins à liquide;, objet des revêts français GASSOT n 955o244 du 23 Octobre 1947 et 9120049 du 9 Juillet 1945 et leurs additions,dans lesquels le principe et le fonctionnement général ont été décrits.
Il s'agit d'un frein entièrement hydraulique (figo 4) composé d'une partie centrale 3 fixe9entourée d'un tambour 6 tournant avec la pièce qui doit être freinéeo
Entre les deux parties est ménagé un canal emplit d'un liquide adéquat 5.
Sur le tambour 6 des ergots 7 et 7' en nombre variable sont fixes, séparant le canal 5 en un certain nombre de partieso
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Pour freiner on fait jaillir des palettes 1. lle 1n (en nombre variable, suivant celui des ergots) qui-empêchent le liquide, poussé par les
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ergots 7 = 7' de passero L'action du freinage résulte de la pression qui s'exerce alors sur les ergotso
Bien entendu, ainsi qu'il sera expliqué ci-après,un système opportun empêche les ergots et les palettes de se rencontrero
Afin de simplifier la fabrication et le fonctionnement des palettesde diminuer.les dimensions du frein, tout en modifiant de façon.favprable le point d'application de la force exercée sur le noyau du frein ces palettes sont constituées par une section de la couronne 1 (figo 1) qui se
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meut à frottement doux par les surfaces 489 499 50s 51s 52 (figo 1)
dans un logement 4 de forme semblable dont les parties 2 et 3 forment le noyau immobile du freino
A chaque extrémité latérale du logement 4, des flasques 39? 40 (figo 39 798, 9) l'obturent. La palette glissant à frottement doux contre ces flasques 39, 40=
La figo 2 représente la palette 1 en fonctionnement9 c'est-à-dire en position élevéeo
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Dans le canal 5 (figo 29 39 4e 59 69 89 119 12), qui est délimité par le noyau immobile du frein et le tambour 6 (figo 29 39 49 59 6, 79 89 11, 12) mobile assemblés de façon aussi étanche que possible, se trouve un liquide emplissant également toutes les cavités A. B9 C9 D, Eg F (figo 1 et 2) de la palette lo Un ergot 7 (figo 29 4 59 69 9 8 11) occupe toute la largeur du canal 5.
Il est solidaire du tambour 6 et lorsque ce tambour 6 tourne il pousse le liquide du canal 5.
La palette 1 s'oppose au passage du liquide, plus ou moins suivant
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qu'elle est plus ou moins élevée par un piston de commande 12 (figo 2, 3e 89 9, 13), ce qui provoque une pression dans la partie du liquide compris entre palette 1 et l'ergot 7. Cette pression agissant entre autre contre la surface de l'ergot 7, produit le freinage (car l'ergot est solidaire du tambour lui-même fixé à l'objet à freiner).
La palette 1 étant obligée de s'éclipser dans son logement 4 afin de laisser passer l'ergot 7 par-dessus elle, recevant d'autre part une pression correspondante à celle qui règne dans le canal 5 et à la surface qu'elle présente ; il a été prévu de faciliter à l'extrême les mouvements de ladite palette 1 qui serait autrement plaquée fortement dans son logement et difficile à mouvoir (ceci d'autant plus que, comme on le verra plus loin, les mouvements de la palette doivent être extrêmement sensibles)o
A cet effet lorsque la palette 1 reçoit la pression du canal 5 sur
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les surfaces des cavités A et B et sur ses tranches 15 et 16 (figo 2), (ceci lorsque l'erget 7 se déplace dans le sens négatif, voir flèche figo 2),
la cavité C reçoit par les conduits 8 et 9 qui débouchent dans cette cavité C et dans le canal 5 la pression'de ce canal 5.
La cavité C est calculée pour que la pression qui y règne contrebalance exactement celle qui s'applique en A, B 15 et 16 (en tenant compte de l'angle sous lequel cette pression s'applique).,
Lorsque 1"ergot 7 se déplace dans le sens positif, la pression du canal 5 s'exerce dans la cavité D et sur 480
Le conduit 10 débouchant en 5 conduit la pression dans la cavité F où le conduit 11 qui y débouche, la transmet dans la cavité Eo
La cavité F est calculée pour équilibrer totalement les pressions qui règnent sur la face opposée de la paletteo
Son emplacement est prévu au point idéal pour que la palette 1 n'ait aucune tendance à faire le moindre mouvement dans aucune direction. Les conduits 8, 9, 10, 11,bien entendu ne communiquent pas entre eux.
Subissant des pressions qui s'annulent la palette 1 pourra donc se mouvoir très facilement.
Cette facilité à se mouvoir, évitant l'usure et l'emploi de grandes forces peur faire bouger la palette est utilisée en plus pour obtenir (ce qui a été prévu dans le brevet n 955.244) de créer sur la palette même une force causée par la pression régnant dans le canal 5 tendant à la faire s'éclipser dans son logement. Cette force est contrebattue par celle transmise par le piston de commande 12 qui tend à élever la palette 1.
L'effet recherché se produit ainsi
Le piston de commande 12 est relié au conduit de commande 30 (figo 2, 3, 8, 9) empli d'un liquide sur lequel la pédale de commande du frein exerce une pression (mettons @ grâce à une commande hydraulique de freinage d'un type courant).
Cette pression dans le conduit de commande 30 est limitée à un maximum choisi, grâce, par exemple, à un piston débouchant dans ce canal,piston maintenu par un ressort taré qui cède dès que la puissance dépasse une certaine limite. Une tension plus ou moins forte permet de modifier la puissance du freino
Sous la pression que provoque dans le conduit 30 l'emploi de la pédale de freinage le piston de commande 12 lié à la palette 1 élève celle-ci et toutes les autres palettes du frein qui ne sont pas bloquées par, le ou les ergots.
La palette 1 estruant progressivement le canal de freinage 5 il se crée une pression dans ce canal 5.
Cette pression agit pour repousser la palette 1 dans son logemento
L'équilibre se produit lorsque la poussée exercée par le piston 12 est égale à la pression qui tend à repousser la palette 1 dans son logement 0 Il se maintiendra quelque soit les variations da la vitesse de l'ergot 7 ou des fuites de liquide accidentelles (ou volontaires;, pour refroidir le liquide) se produisant dans le canal 5.
Ceci permet d'obtenir sans modifier la pression sur la pédale une deccélération uniformeo
La pression régnant dans le canal 5 agit sur les palettes 1 de la façon suivante @
Lorsque l'ergot se déplace dans le sens de;la flèche, la palette est munie d'une surface supplémentaire 48 sur laquelle la pression s'exerce
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tendant à repousser la palette dans son logement (figo 2) ; lorsque l'ergot se déplace en sens contraire, la pression supplémentaire s'exerce sur un piston spécial 47 (figo 13).
On peut noter que ce système permet de limiter au degré voulu la pression dans le canal 5 et d'éviter ainsi les coups de béliers et l'écla- tement du freine On obtient le même résultat en montant sur l'ergot une sou- pape tarée qui s'ouvrant sous la pression de freinage laisse passer une par- tie du liquide qui ressort par sa face postérieure de façon que la pression soit toujours constante dans le canal de freinage.
Dans les brevets auxquels on se réfère, l'éclipasage d'une palette 1 dans son logement pour laisser passer le ou les ergots 7, avait pour effet de faire sortir la palette opposée,le volume de liquide demeurant inchangé dans le conduit de commande qui unit toutes les palettes d'un même frein 30.
Il a été prévu ici9 pour maintenir le volume de liquide constant dans le conduit de commande 30 de monter sur celui-ci un (où plusieurs) pis- ton dit de compensation 17 (figo 3 et 8).
Ce piston de compensation monté sur le noyau immobile du frein 3 s'appuie, éventuellement par l'intermédiaire d'une roulette 41 (figo 3 et 8) sur une came 13 '(figo 3) circulaire qui est fixée sur le tambour 6 et tourne avec luio
Cette came 13 est taillée de façon que lorsqu'une quelconque des palettes 1 du frein doit s'éclipser,elle permet au piston de.compensation ' 17 de s'avancer pour compenser dans le conduit de commande 30 le volume sup- plémentaire créé par le refoulement du piston de commande 12 de la palette.
Dès que l'ergot est passé9le profil de la came 13 repousse le piston 179ce qui a pour effet deiepousser le piston de commande 12 de la palette et de relever celle-ci.
Ce dispositif permet de réduirelemenbre de palettes dans un freine
En effet9 le nombre de palettes nécessaires dans un frein (afin qu'il y ait toujours au moins une palette qui s'oppose à l'écoulement du li- quide poussé par un ergot) n'est plus qu'égal au nombre d'ergots utilisés plus uneo
Dans l'ancien système le nombre de palettes était de quatre par ergoto
La figo 4 est un schéma montrant un frein à deux ergots et seule- ment tros paletteso
Pour arriver à ce résultat.'on. dispose palettes et ergots de'façon équidistante, pour les palettes et rapport;
au noyau 3, pour les ergots par rapport au tambour 6 et on calcule que la longueur totale d'un ergot doit être comprise entre deux palettes successives, autant de fois qu'il y a d'ergots .plus l'espace que parcourt l'ergot pendant que la palette s'éclipsée
On peut utiliser sous ces conditions un nombre illimité d'ergots.
Dans les brevets-sus-mentionnés l'éclipsage des palettes est obte- nu par une came les attaquante Ceci peut causer'des chocs, des bruits;, de 1'usure
Dans ce brevets il est prévu d'obtenir l'éclipsage des palettes sans came et sans choc.
L'ergot 7 s'avançant dans le sens négatif commence par obstruer une des extrémités 14 (figo 15) du logement 4 de la palette lo
Continuant sa course,il débouche cette extrémitéA ce moment la
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palette 1 subit la pression du canal de freinage 5 sur sa tranche 15, la tranche 16 se trouvant derrière l'ergot 7 où ne règne pas de pression n'en subit paso
On calcule la tranche de la palette de façon que la pression qui s'y applique la fasse s'éclipser avant que l'ergot puisse la heurter (ceci conjugué avec l'action décrite plus haut du piston 17). La pression créée étant très supérieures à celle du piston 12, Dans le sens positif le processus est semblable (fig. 13)' ou simplement par la came 18 (figo 2).
On ajoute au piston de commande 12 un faux piston de taille convenable 47 (fig. 13). Ce faux piston 47 se meut dans un cylindre 46 creusé dans le noyau du frein' 30
Ce faux piston 47 reçoit la pression du canal 5 sur ses deux faces; d'un côté car il débouche sur le canal 5, de l'autre par un conduit 51 percé dans le noyau 3.
Dès que l'ergot 7 a dépassé ce conduit 51 la pression se produit d'un seul cêté,du faux piston 47 qui force alors la palette àrentrer dans son logement.
Il a été prévu d'assurer au frein un blocage mécanique afin de lui permettre d'immobiliser le véhicule pour de longs arrêts sur des voies en pente (.eu tout autre cas)o
Ce dispositif ne doit fonctionner que lorsque le frein ne tourne plus qu'à une vitesse quasi nulleo
Pour obtenir ce résultat;, on utilise la pression du canal 5, qui diminue considérablement dès que le véhicule est presque totalement freinée que l'on oppose à la pression constante créée dans le onduit de commande 30 par la manoeuvre de la pédale de frein.
A cet effet, une prise de liquide du canal de freinage 5 est effectuée, dans l'ergot 7 par exemple, par l'entremise de la prise de liquide 26 (figo 8)- et du conduit 28.
Ce liquide est amené dans un cylindre dépendant du tambour 6 d'où il actionne un piston 27.
Le (ou les pistons) 27 est calculé pour que lors du freinage, il repousse sans effort par l'intermédiaire de la came 13 le (ou les) piston de compensation 17.
La came 13 vient donc s'appuyer contre le noyau du frein 3 tout en permettant au piston 17 de jouer son rôle compensateur décrit plus haut (figo 8).
La came 13 est munie en plus d'une série de dents ou (billage) 53 (fige 8) ou encore de garnitures.
Lorsque la pression du canal 5 devient faible le (ou les) piston 17 repousse alors la came qui en se faisant engrène ses dents 53 contre d'autres dents (ou billage.) 29 faisant corps avec la partie immobile du freino
Les dents (ou billage) sont taillées pour que dès qu'on relâche la pression sur le piston 17 et que le tambour se met à tourner, elles se libèrent d'elles-mêmes.
La came 13 est munie de plus d'un joint 36 (figo 8) qui, lorque les dents s'engrènent, vient s'appliquer sur un autre joint 36 fixé sur la partie immobile du frein, renforçant l'étanchéité à l'arrêt du freine La came est rendue étanche par rapport au tambour 6 par un joint souple (par
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exemple) qui la lie à ce tambouro
Le piston 27 peut être percé d'un petit conduit 4? qui se débouche uniquement lorsque ce piston 27 est à fond, c-est-à-dire lors du freinageo
Ce canal à pour but de soustraire au canal 5 une partie de son liquide pour l'envoyer dans le système de refroidissement.Pour actionner les dents lorsque le frein est en marche arrière une prise 26' est également effectuée sur l'autre force de l'ergot 7 (figo 14).
Une bille 54 bloque sous la pression de freinage l'une ou l'autre prise 26, 26'. de façon à transmettre la pression du canal 5 dans le conduit 28 qui l'amène aux pistons 27.
On a vu plus haut ,la commande hydraulique du frein.
Il est prévu également' de commander le frein par câble.
Dans ce cas la pédale de frein commande un câble (figo 15).
Une pédale-agit par une came 50 sur une roulette 34 fixée à un ressort taré 55 (qui a pour but de limiter la pression) lui-même actionnant un câble 330
Ce câble agit par un levier sur un piston-mâitre (qui peut-être du type normalement utilisé dans les commandes hydrauliques ou bien comme celui qui sera décrit plus loin) monté sur chaque freine
Un autre câble agissant sur le piston fait office de frein à main.
Pour réaliser un dispositif de sécurité freinant automatiquement en cas de rupture du câble,on a prévu le système suivant (figo 9).
Un câble 33 actionné par la ¯pédale de frein (le ressort 55? fig. 15, étant supprimé) est normalement en position tendue (figo 9). Il compresse le ressort 34 par l'intermédiaire du levier 32.
Si on relâche ce câble en actionnant la pédale (dont la came 50 a été taillée pour ce but) le ressort 34 va ¯pouvoir pousser le pistonmaître 43 qui s'avançant bouche son ouverture de maintien de niveau 31 (débouchant dans le frein même, vers le haut) puis créé une pression dans le conduit de commande des palettes 30 ce:qui fait élever les palettes.
En cas de rupture de câble le même processus se produite
Comme les palettes subissent à mesure qu'elles s'élèvent une pression de plus en plus fortela commande de frein est à démultiplication variable (soit levier,soit came) de façon qu'au début de l'action de la pédale la démultiplication soit moindre qu'à la fin.
La figo 10 montre une commande hydraulique normale.La pédale 49 pousse la roulette 34 fixée au piston-mâitre 35 par une came 50 taillée de façon à obtenir une démultiplication de plus en plus grande.
La figo 15 montre une commande par câble 33 sans dispositif de sécurité.Le ressort taré 55 est commandé en traction par la roulette 34 roulant sur la came. Un ressort de rappel 56 ramène la pédale.
Dans la commande avec dispositif de sécurité la came est taillée pour créer un relâchement du câble 33 lorsqu'on appuie sur la pédale, le ressort 55 est supprimé, les ressorts 34 (fig. 9) de chaque frein faisant office de ressort taré limitateur de pression. Il peut être nécessaire en certains cas d'obtenir dans le canal de freinage 5 une pression très supérieure à celle qui règne dans le conduit de commande 30 des pistons de commande 12. Afin que la pression du canal 5 ne risque pas de passer dans le conduit 30 on crée autour de la tige du piston 12 un débouché 57 communiquant
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avec les côtés du frein 20 et 23 le piston 12 étant ajusté dans son guide.
La pression étant moindre sur les côtés, tout liquide s'infiltrant du canal par le haut de la tige du piston 12 passe dans le circuit de refroidissementoAfin d'augmenter la puissance du frein, il est créé sur l'ergot 7 une prise 37 (figo 11) s'ouvrant automatiquement par une valve sous l'effet de la pression du canal 5.
Une très grande partie du liquide du canal 5 au lieu de passer par-dessus la palette 1 pénètre dans l'ergot 7 (la palette maintenant, comme -on a vu, toujours la même pression dans le canal 5) et disperse son énergie sur une succession d'ailettes 52 (figo 11) 'convenablement disposées, avant de ressortir à l'arrière de l'ergot 7.
Ce dispositif peut être utilisé pour d'autres applications, lorsqu'on veut obtenir une poussée en utilisant un fluide perdant son énergie sur une succession d'ailettes immobiles.
On n'utilise par- tout le liquide du canal 5 qui pourrait passer par l'ergot 7 afin qu'une partie passe quand même par-dessus la pelette et lui évite de frotter contre le haut du tambour 6 ce qui pourrait créer une usure.
Ce type de frein produisant automatiquement l'énergie nécessaire pour freiner une masse donnée quelle que soit sa vitesse, on peut, par un engrenage, le faire tourner plus vite que la masse à freiner.
La fig. 12 montre un bloc enchâssé librement sur le noyau 3 du frein et servant-a. former le haut du logement de la palette 4. Ce bloc 2 peut en se déplaçant avec la palette suivre les déformations éventuelles du tambour 6. La figo 12 montre également des joints circulaires 37 et 38 bouchant les interstices existant entre le noyau 3 et le tambour 60
La pression de freinage les applique avec force contre les parois évitant ainsi les fuiteso
Une partie du liquide contenu dans le canal 5 est autorisée à chaque instant à s'échapper pour être refroidie et ce par les côtés du frein 20 et 23 (figo 7) où la pression est.réduite.
Cet échappement se produit soit comme il a été décrit par le conduit 42 du piston 27, soit par le dispositif suivant s (figo 7).
Une prise de liquide 19 (qui peut être placée dans l'ergot 7 à l'endroit où se produit la pression de freinage) est normalement fermée par une bille 24 poussée par un ressort 250
Quand le frein tourne, la force centrifuge permet à la bille 24 de découvrir la prise 19 en comprimant le ressort 25.
Le liquide sous pression passe alors par le conduit 19' dans un des côtés du frein 20o Ce côté du frein comporte un conduit 21 plus large sont les dimensions sont telles que la pression du liquide provenant du canal de freinage décroît considérablement tout en demeurant à un certain niveauo Le liquide passe alors dans un radiateur 22 puis, refroidi, retourne par le conduit 21 bis de l'autre côté du frein 23 d'où il passe grâce à ia dépression qui se produit à l'arrière de l'ergot, et à la force centrifuge, 9 de nouveau dans le canal 5 du côté opposé à celui d'où il était sortie
Le retour du liquide se faisant sous faible pression,
ces conduits sont prévus plus larges*
Un même système peut être prévu pour refroidir le liquide lorsque le frein fonctionne en marche arrière bien que cela soit dans la plupart des cas inutile g ou bien on utilise les mêmes conduits grâce à un système de blocage semblable à celui décrit dans la fig. 14 pour le départ (les orifices de retour disposés des deux côtés de l'ergot étant munis chacun d'une
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soupape, les fermant dès qu'une pression s'établit). Le radiateur 22 peut être indépendant ou bien celui même du moteur d'un véhicule. Il est prévu également que la circulation et la ventilation du radiateur soit assurées par un moteur indépendantemême à l'arrêt.
Il est prévu également de laisser le liquide du frein s'échapper sous forme de vapeur récupérable ou non.
REVENDICATIONS
1 - Frein à liquide caractérisé en ce qu'il comporte une partie fixe entourée d'un tambour tournante La partie fixe comporte des palettes courbées et la partie tournante des ergotso Un canal plein de liquide approprié est aménagé entre ces deux parties Les palettes creusées de gorges et comportant une surface disymétrique, sont commandées par des pistons réu- nis par un conduit dans lequel débouche un piston poussé par un ressort taré, la pression étant commandée par un maître-piston.
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