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WO1990010565A1 - Dispositif de regeneration du fluide hydraulique dans un circuit hydraulique de freinage - Google Patents

Dispositif de regeneration du fluide hydraulique dans un circuit hydraulique de freinage Download PDF

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WO1990010565A1
WO1990010565A1 PCT/CH1990/000055 CH9000055W WO9010565A1 WO 1990010565 A1 WO1990010565 A1 WO 1990010565A1 CH 9000055 W CH9000055 W CH 9000055W WO 9010565 A1 WO9010565 A1 WO 9010565A1
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WO
WIPO (PCT)
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hydraulic fluid
valve
central
ball
master cylinder
Prior art date
Application number
PCT/CH1990/000055
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English (en)
Inventor
Franco Sbarro
Original Assignee
Franco Sbarro
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T11/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
    • B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
    • B60T11/16—Master control, e.g. master cylinders
    • B60T11/18—Connection thereof to initiating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60T11/28—Valves specially adapted therefor
    • B60T11/30—Bleed valves for hydraulic brake systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
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    • F16D65/853—Features relating to cooling for disc brakes with closed cooling system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D65/78—Features relating to cooling
    • F16D2065/782—Features relating to cooling the brake-actuating fluid being used as a coolant

Definitions

  • the present invention relates to a device for regenerating hydraulic fluid in a hydraulic braking circuit, in particular for road vehicles or vehicles on rails, comprising a reservoir of hydraulic fluid, a master cylinder, at least one brake caliper carrying wear pads. arranged to bear on the faces of at least one rotary disc, a control member coupled to the master cylinder and a network of conduits connecting the reservoir, the master cylinder and the clamp for conveying said hydraulic fluid.
  • a traditional brake system includes a reservoir containing a certain amount of brake oil.
  • the user is supposed to regularly check the oil level in the tank and possibly add more if the level has dropped.
  • this reserve of oil has the sole purpose of preventing air bubbles from being able to be introduced into the circuit, but does not in any case make it possible to regenerate the active oil in the jacks of the clamps carrying the plates. wear of disc brakes. Indeed, for such a regeneration to take place, the oil would have to circulate in the circuit, which is currently never the case.
  • the hydraulic fluid supply conduit ends in a dead end with the clamp and the only theoretically possible regeneration should be done on the principle of the thermo-siphon. In practice, this is impossible due to the small diameter of the conduits and the viscosity of the liquid, so that the circulation of hydraulic oil is almost nonexistent.
  • the oil is in fact regenerated only during the purges, which generally occurs only a limited number of times during the life of a motor vehicle.
  • the oil in the brake calipers degrades because it heats up and cools continuously when the brakes are applied. Thermal cycles lead to a deterioration in the qualities of the oil which is not replaced despite the presence, in the circuit, of a volume of "new" oil which remains unused. This deterioration is due to degradation, or even partial decomposition of the oil, by heat.
  • the present invention proposes to overcome this drawback by proposing means for regenerating the oil in the braking circuits in an almost continuous manner, and for making rational use of the entire volume of oil contained in the reservoir.
  • the device for regenerating the hydraulic fluid according to the invention is characterized in that this device comprises a bleed valve fitted with a non-return valve, mounted on the brake caliper and a return conduit for connecting this valve to said tank.
  • it comprises a low pressure circulation pump mounted on said return duct.
  • the purge valve comprises a central cavity formed in a body arranged to be mounted on a brake caliper, a ball housed in this central cavity and a spring which bears on this ball, said spring tending to push the ball into a position in which the hydraulic fluid can freely pass through the valve.
  • the body may include a threaded cap arranged to be screwed into a cavity formed in the brake calliper.
  • the central cavity is advantageously in communication with a central channel and a central passage arranged respectively to bring in and evacuate the hydraulic fluid
  • This central cavity also has longitudinal grooves to ensure the passage of hydraulic fluid around the ball.
  • the bleed valve as produced is designed to be mounted on a brake calliper in place of a traditional bleeder.
  • FIG. 1 partially represents a road vehicle braking circuit equipped with the device according to the invention
  • Figures 2A and 2B show a sectional view of an embodiment of the purge valve provided with a non-return valve, respectively when the brake is applied and when it is not actuated.
  • the circuit shown comprises a reservoir 10 containing a reserve of hydraulic fluid 1 1, usually oil, a master cylinder 12, associated with a control member 13 which is preferably a brake pedal when the circuit is mounted in an automobile, a brake caliper 14 which is coupled to the master cylinder by a conduit 15.
  • the master cylinder is connected to the tank by a circuit comprising a supply conduit 16 and a return conduit 17.
  • the regeneration device proper consists of a purge valve 18 of a special design which is intended to be put in place as a replacement for the traditional trap, a return duct 19 for connecting the purge valve 18 to the tank 1 1 and a low pressure circulation pump 20, commonly called a circulator.
  • Figures 2A and 2B show the purge valve 18 with non-return valve in a first and a second position. In the first position corresponding to FIG. 2A, the valve is closed and in the second position, corresponding to FIG. 2B, it is open to leave hydraulic fluid circulate freely through the clamp.
  • This valve comprises a body 30 in which is formed a central cavity 31 containing a ball 32 urged by a spring 33 which exerts a low pressure on the ball, tending to push it into the position shown in FIG. 2B.
  • the body 30 has a base 34 threaded externally to be screwed onto the brake calliper.
  • a central bore is provided for receiving a stopper 35 of the ball which has a central channel 36 communicating with the central cavity 31.
  • the opposite end of the body 30 is capped with a screwed cap 37 pierced with a passage central 38 formed in the extension of a channel 39 containing the spring 33.
  • the body 30 comprises, in its central part, a shoulder in the form of a hexagon nut which allows the tightening of the base in the corresponding orifice in the clamp.
  • the interior of the cavity 31 is provided with longitudinal grooves 41 to allow the passage of the hydraulic fluid when the ball is in the position of FIG. 2B.
  • the spring 33 pushes the ball against a stop 42 formed at the entrance to the central cavity 31 and the hydraulic fluid can circulate freely through the channel 36, the longitudinal grooves 41 of the cavity central 31, the channel 39 containing the spring 33 and the central passage 38 of the cap 37, in a hose 43 which forms the return duct 19.
  • the circulation of the hydraulic fluid in this conduit is generated by the circulator 20, but could possibly also be done on the basis of the thermo-siphon principle.
  • the bleed valve as shown could be replaced by a device of different construction comprising a valve actuated by an electromagnet when the user of the vehicle requests the brake pedal.
  • the brake operates safely in all circumstances.
  • the hydraulic fluid circulates through the clamp, constantly regenerating.
  • this circulation has a regulating effect on the temperature of the brake calipers.
  • the clamps are cooled due to the circulation of the hydraulic fluid. It is even possible to envisage mounting heating or cooling elements on this circuit to regulate the temperature of the hydraulic fluid, which makes it possible to ensure better braking efficiency.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de régénération de fluide hydraulique dans un circuit hydraulique de freinage. Ce dispositif s'adapte sur circuit hydraulic de freinage, notamment pour véhicules routiers ou véhicules sur rails, comportant un réservoir (10) de fluide hydraulique, un maître cylindre (12), au moins une pince de freinage (14) portant des plaquettes d'usure agencées pour prendre appui sur les faces d'au moins un disque rotatif, un organe de commande (13) couplé au maître cylindre (12) et un réseau de conduits (16, 17) reliant le réservoir, le maître cylindre et la pince pour véhiculer ledit fluide hydraulique. Il comporte une vanne de purge (18) équipée d'un clapet de non-retour, montée sur la pince de freinage et un conduit de retour (19) pour connecter cette vanne audit réservoir (10).

Description

DISPOSITIF DE REGENERATION DU FLUIDE HYDRAULIQUE DANS UN CIRCUIT HYDRAULIQUE DE FREINAGE
La présente invention concerne un dispositif de régénération du fluide hydraulique dans un circuit hydraulique de freinage, notamment pour véhicules routiers ou véhicules sur rails, comportant un réservoir de fluide hydraulique, un maître cylindre, au moins une pince de freinage portant des plaquettes d'usure agencées pour prendre appui sur les faces d'au moins un disque rotatif, un organe de commande couplé au maître cylindre et un réseau de conduits reliant le réservoir, le maître cylindre et la pince pour véhiculer ledit fluide hydraulique.
Un des problèmes qui se posent pour le freinage des véhicules et en particulier pour celui des véhicules automobiles, est celui de la régénération du fluide hydraulique dans le circuit de freinage. Pour des raisons de sécurité, un circuit de freinage traditionnel comporte un réservoir contenant une certaine quantité d'huile de freinage. L'usager est censé contrôler régulièrement le niveau de l'huile dans le réservoir et éventuellement en rajouter si le niveau a baissé. Dans la pratique, cette réserve d'huile a pour seul but d'éviter que des bulles d'air puissent être introduites dans .le circuit, mais ne permet en aucun cas de régénérer l'huile active dans les vérins des pinces portant les plaquettes d'usure des freins à disques. En effet, pour qu'une telle régénération puisse se faire, il faudrait que l'huile circule dans le circuit, ce qui n'est actuellement jamais le cas. En effet, le conduit d'amenée du fluide hydraulique aboutit en cul-de-sac à la pince et la seule régénération théoriquement possible devrait se faire sur le principe du thermo-syphon. Dans la pratique, cela est impossible en raison du faible diamètre des conduits et de la viscosité du liquide, de sorte que la circulation de l'huile hydraulique est quasiment inexistante. L'huile n'est en fait régénérée que lors des purges, ce qui ne survient en général qu'un nombre limité de fois au cours de la vie d'un véhicule automobile. Or l'huile qui se trouve dans les pinces de freinage se dégrade parce qu'elle s'échauffe et se refroidit continuellement lorsque les freins sont sollicités. Les cycles thermiques entraînent une détérioration des qualités de l'huile qui n'est pas remplacée malgré la présence, dans le circuit, d'un volume d'huile "neuve" qui reste inutilisée. Cette détérioration est due à une dégradation, voire une décomposition partielle de l'huile, par la chaleur.
La présente invention se propose de pallier cet inconvénient en proposant des moyens pour régénérer l'huile des circuits de freinage d'une manière quasi continue, et pour utiliser de façon rationnelle tout le volume d'huile contenu dans le réservoir.
Dans ce but le dispositif de régénération du fluide hydraulique selon l'invention est caractérisé en ce que ce dispositif comporte une vanne de purge équipée d'un clapet de non-retour, montée sur la pince de freinage et un conduit de retour pour connecter cette vanne audit réservoir.
Selon un mode de réalisation préféré, il comporte une pompe de circulation à basse pression montée sur ledit conduit .de retour.
De préférence, la vanne de purge comporte une cavité centrale ménagée dans un corps agencé pour être monté sur une pince de frein, une bille logée dans cette cavité centrale et un ressort qui prend appui sur cette bille, ledit ressort tendant à pousser la bille dans une position dans laquelle le fluide hydraulique peut traverser librement la vanne.
Selon une forme de réalisation avantageuse, le corps peut comporter un culot fileté agencé pour être vissé dans une cavité ménagée dans la pince de frein.
Dans la forme de réalisation préférée, la cavité centrale est avantageusement en communication avec un canal central et un passage central agencés respectivement pour amener et évacuer le fluide hydraulique
Cette cavité centrale comporte également des rainures longitudinales pour assurer le passage du fluide hydraulique autour de la bille.
De préférence, la vanne de purge telle que réalisée est agencée pour être montée sur une pince de frein en remplacement d'un purgeur traditionnel.
La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un mode de réalisation préféré et au dessin annexé dans lequel :
la figure 1 représente partiellement un circuit de freinage de véhicule routier équipé du dispositif selon l'invention, et
les figures 2A et 2B représentent une vue en coupe d'une forme de réalisation de la vanne de purge pourvue d'un clapet anti-retour, respectivement lorsque le frein est sollicité et lorsqu'il n'est pas actionné.
En référence à la figure 1, le circuit représenté comporte un réservoir 10 contenant une réserve de fluide hydraulique 1 1, habituellement de l'huile, un maître cylindre 12, associé à un organe de commande 13 qui est de préférence une pédale de frein lorsque le circuit est monté dans une automobile, une pince de freinage 14 qui est couplée au maître cylindre par un conduit 15. Le maître cylindre est connecté au réservoir par un circuit comportant un conduit d'amenée 16 et un conduit de renvoi 17.
Le dispositif de régénération proprement dit se compose d'une vanne de purge 18 de conception spéciale qui est destinée à être mise en place en remplacement du purgeur traditionnel, d'un conduit de retour 19 pour connecter la vanne de purge 18 au réservoir 1 1 et d'une pompe de circulation 20 à basse pression, couramment appelée circulateur.
Les figures 2A et 2B représentent la vanne de purge 18 avec clapet anti-retour dans une première et une seconde position. Dans la première position correspondant à la figure 2A, la vanne est fermée et dans la seconde position, correspondant à la fig. 2B, elle est ouverte pour laisser le fluide hydraulique circuler librement à travers la pince.
Cette vanne comprend un corps 30 dans lequel est ménagée une cavité centrale 31 contenant une bille 32 sollicitée par un ressort 33 qui exerce une faible pression sur la bille, tendant à la pousser dans la position représentée par la figure 2B. Le corps 30 comporte un culot 34 fileté extérieurement pour être vissé sur la pince de frein. Un alésage central est- prévu pour recevoir une pièce d'arrêt 35 de la bille qui comporte un canal central 36 communiquant avec la cavité centrale 31. L'extrémité opposée du corps 30 est coiffée d'un capuchon 37 vissé percé d'un passage central 38 ménagé dans le prolongement d'un canal 39 contenant le ressort 33. Le corps 30 comprend, dans sa partie centrale, un épaulement ayant la forme d'un écrou à six pans qui permet le serrage du culot dans l'orifice correspondant ménagé dans la pince.
L'intérieur de la cavité 31 est pourvu de rainures longitudinales 41 pour permettre le passage du fluide hydraulique lorsque la bille est dans la position de la figure 2B.
Lorsque l'utilisateur du véhicule appuie sur l'organe de commande, c'est-à-dire, dans la pratique, sur la pédale de frein, le fluide hydraulique est poussé par le maître cylindre dans la pince. Ce fluide sous forte pression pénètre dans le canal central 36 et repousse la bille 32 contre son siège, en comprimant le ressort 33. De ce fait, la vanne de purge est fermée et remplit la fonction habituelle d'un bouchon de purge présent sur toutes les pinces de freins.
En absence de sollicitation de la pédale de frein, le ressort 33 repousse la bille contre une butée 42 ménagée à l'entrée de la cavité centrale 31 et le fluide hydraulique peut circuler librement à travers le canal 36, les rainures longitudinales 41 de la cavité centrale 31, le canal 39 contenant le ressort 33 et le passage central 38 du capuchon 37, dans un flexible 43 qui forme le conduit de retour 19.
La circulation du fluide hydraulique dans ce conduit est engendrée par le circulateur 20, mais pourrait éventuellement également se faire sur la base du principe du thermo-syphon.
La vanne de purge telle que représentée pourrait être remplacée par un dispositif de construction différente comportant un clapet actionné par un électro-aimant lorsque l'utilisateur du véhicule sollicite la pédale du frein.
Le but recherché est atteint par le dispositif décrit. Grâce au clapet anti-retour, le frein fonctionne de façon sûre en toute circonstance. Lorsqu'il n'est pas sollicité, le fluide hydraulique circule à travers la pince en se régénérant de façon constante. En outre, cette circulation a un effet régulateur de la température des pinces de freinage. Les pinces sont refroidies du fait de la circulation du fluide hydraulique. On peut même envisager de monter sur ce circuit des éléments de chauffage ou de refroidissement pour assurer une régulation de la température du fluide hydraulique ce qui permet d'assurer une meilleure efficacité du freinage.

Claims

Revendications
1. Dispositif de régénération de fluide hydraulique dans un circuit hydraulique de freinage, notamment pour véhicules routiers ou véhicules sur rails, comportant un réservoir (10) de fluide hydraulique, un maître cylindre (12), au moins une pince de freinage (14) portant des plaquettes d'usure agencées pour prendre appui sur les faces d'au moins un disque rotatif, un organe de commande (13) couplé au maître cylindre et un réseau de conduits (16, 17) reliant le réservoir, le maître cylindre et la pince pour véhiculer ledit fluide hydraulique, caractérisé en ce que ce dispositif comporte une vanne de purge (18) équipée d'un clapet de non-retour, montée sur la pince de freinage (14) et un conduit de retour (19) pour connecter cette vanne audit réservoir.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une pompe de circulation (20) à basse pression montée sur ledit conduit de retour (19).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vanne de purge (18) comporte une cavité centrale (31) ménagée dans un corps (30) agencé pour être monté sur une pince de frein, une bille (32) logée dans cette cavité centrale et un ressort (33) qui prend appui sur cette bille, ledit ressort tendant à pousser la bille dans une position dans laquelle le fluide hydraulique peut traverser librement la vanne (18).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps (30) comporte un culot (34) fileté agencé pour être vissé dans une cavité ménagée dans la pince de frein.
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cavité centrale (31) est en communication avec un canal central (36) et un passage central (38) agencés respectivement pour amener et évacuer le fluide hydraulique
6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cavité centrale (31) comporte des rainures longitudinales (41) pour assurer le passage du fluide hydraulique autour de la bille (32).
7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vanne de purge (18) est agencée pour être montée sur une pince de frein en remplacement d'un purgeur traditionnel.
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