Brevet FR2013127A1 — publié le 19700327

La présente invention se rapporte à un dispositif de chambre de frein pour un système de freinage à air comprimé équipant des véhicules automobiles, le dispositif de chambre de frein comprenant un carter divisé perpendiculairement à 11axe longitudinal en deux 5 parties, une tringlerie de commande de frein et un disque de pression fixé à la tringlerie. Les éléments de travail des circuits de freinage à air comprimé sont les cylindres de frein ou les chambres de frein. 11 appartient à ces éléments de convertir en travail mécanique l'énergie emmagasi-10 née dans l'air comprimé envoyé dans le cylindre ou la chambre. Dans la pratique, ces dispositifs doivent être caractérisés par une fabrication simple, une puissance élevée et une sécurité de fonctionnement à toute épreuve. Dans les cylindres de freins, la course est relativement gran-15 de et ils permettent de ce fait de développer des puissances relativement élevées. Leur invonvénient est de nécessiter un piston.» ce qui exige un usinage d'une grande précision en ce qui concerne l'ajustement, la conicité et l'ovalisation du cylindre, etc... L'utilisation d'un piston muni d'un joint de caoutchouc mobile exige égale-20 ment tin usinage très soigneux des surfaces de glissement du cylindre de travail. Pour éviter une usure rapide et garantir une sécurité de fonctionnement élevée, il faut également protéger les surfaces de glissement des poussières et autres salissures. En raison de la grande précision et des exigences particulières, la rentabilité est 25 fortement diminuée. Un défaut essentiel du dispositif est le fait qu'il faut lubrifier les surfaces de frottement pour obtenir un fonctionnement satisfaisant. Or, ceci n'est possible qu'au moment de la mise en service. En cours de fonctionnement, le manchon de caoutchouc que la 30 pression applique fortement sur la paroi du cylindre racle le lubrifiant déposé sur la paroi du cylindre. XI en résulte que la lubrification devient rapidement de moins en moins efficace pour disparaître ensuite tout à fait. Le fait que les surfaces de frottement ne sont plus lubrifiées entraîne non seulement des pertes élevées par frottement mais pose également des problèmes de corrosion. Les conditions de glissement se détériorent encore plus sur les surfaces attaquées. Ce point est d'une importance capitale pour les circuits de freinage à air comprimé. Par suite des conditions de frottement défavorables, le dispositif perd de son efficacité. La sécurité de ^ fonctionnement diminue, ce SJui extrêmement préjudiciable pour la vie 69 24252 2 2013127 du conducteur et le capital que représente le véhicule automobile» Les chambres de frein ne présentent pas les inconvénients précités mais, comme les cylindres de freins, ils ne peuvent satisfaire qu'à une seule des exigences, dans ce sens qu'elles peuvent 5 être fabriquées facilement. La chambre de frein travaille avec une membrane de caoutchouc renforcée d'un tissu de corde appliqué sur un profil en forme de capuchon. La course est beaucoup plus faible en raison de la membrane emprisonnée, ce qui fait que la puissance développée ne peut pas 10 dépasser une certaine valeur. La membrane formée par pressage possède une durée de vie moindre que le joint de glissement du cylindre de travail, en raison des sollicitations complexes auxquelles elle est soumise pendant le fonctionnement. Elle permet cependant une étan-chéité parfaite. L'avantage de la chambre de frein réside dans le 15 fait que ces composants peuvent être réalisés au moyen d'une simple opération de formage, et cela grâce à l'utilisation d'une membrane de caoutchouc. XI n'y a pas de surfaces usinées avec une grande précision et de cotes exigeant des tolérances serrées. L'inconvénient de la chambre de frein est le fait qu'il faut prévoir généralement, en 20 raison de la faible course, un dispositif auxiliaire pour le rattrapage du jeu. Une caractéristique qui constitue l'inconvénient principal des chambres de frein connues - elle est également démontrée par la courbe de fonctionnement - est le fait que la valeur de la poussée 25 exercée varie très fortement malgré une pression de service constante'. L'affaiblissement initial fait place à un accroissement important qui est suivi d'une forte chute dans la dernière partie de la course de piston. Il appartient à la présente invention de créer un dispositif de 30 chambre de frein qui soit plus perfectionné que les mécanismes utilisés, jusqu'à présent dans les circuits de freinage à air comprimé et qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs connus. La présente invention se propose donc de réaliser un dispositif' de chambre de frein ne nécessitant aucun usinage de précision, ni 35 des tolérances serrées, la rugosité des éléments obtenus par emboutis sage ou formage, à savoir les demi-carters, les disques de pression etc..., correspondant sans aucun usinage supplémentaire aux spécifications de sécurité. Les problèmes posés par la corrosion sont également supprimés. Par ailleurs, le dispositif doit correspondre kO entièrement aux spécifications de sécurité accrues auxquelles doivent 69 24252 3 2013127 satisfaire les cylindres de frein. Le bu i: recherché par l'invention est atteint par le fait qu'on utilise une chambre de frein comportant un carter divisé perpendiculairement à l'axe longitudinal en deux parties, une tringlerie de 5 commande de frein et un disque de pression fixé à la tringlerie.^Cjtte chambre de frein comporte entre le carter et le disque de pression une enveloppe d'étanchéité munie de bourrelets de serrage pour un maintien radial du disque de pression et réalisée à partir d'un matériau rigide suivant le sens longitudinal du carter et élastique 10 transversalement; un corps solide est prisormié de l'enveloppe, avec inclusion d'un lubrifiant, et l'enveloppe d'étanchéité est reliée de façon étanche par des bourrelets de serrage aussi bien au disque de pression qu'au carter. XI est avantageux de choisir comme matériau élastique du 15 caoutchouc renforcé par des fils de corde orientés suivant l'axe longitudinal du carter. L'enveloppe d'étanchéité élastique peut être réalisée comme une membrane de caoutchouc connue, munie de bourrelets de serrage opposés et entourant la pièce intermédiaire de glissement. Le joint à noyau solide entouré d'une enveloppe élastique permet 20 une adaptation optimale en ce qui concerne la relation qui existe entre le diamètre du cylindre et la course ou déplacement du disque de pression. Il s'ensuit que le dispositif de rattrapage de jeu, etc...est superflu .. La lubrification de la pièce intermédiaire de glissement qui 25 baigne pour ainsi dire d.ns le lubrifiant que contient l'enveloppe fermée est donc constamment assurée. Les conditions avantageuses de fonctionnement font diminuer notablement les différentes pertes par frottement. On obtient toujours un rendement uniforme. L'avantage essentiel du dispositif est le fait que la valeur de la force de 30 poussée pour une pression donnée est constante quelle que soit la position du piston (figure 2). Ce fait est des plus avantageux pour un freinage, étant donné que cette opération devient ainsi d'une grande sûreté. On obtient d'autres avantages lorsque l'enveloppe d'étanchéité 35 est rendue sans fin après la mise en place de la pièce intermédiaire. Lorsqu'on utilise un tel élément d'étanchéité, le montage de la chambre de frein devient excessivement simple, le joint facilement interchangeable et la mise en place du lubrifiant dans le' joint ne doit pas se faire en cours de montage. 40 Le matériau utilisé pour réaliser la pièce intermédiaire de 69 24252 h 2013127 glissement peut être de métal ou de la matière plastique* Conformé-ment aux exigences en vigeur - résistance au froid et à la chaleur -le lubrifiant peut être du glycol, de l'huile siliconés, du liquida de frein, du sulfure de molybdène etc.c. 5 II est avantageux de monter deux chambras de frein en série et de prévoir eatre les deux chambras d© frein un poussoir comme il est déjà connu. Dans un mode de réalisation, le corps rigide est annulaire et l'enveloppe entourant ce corps est sans fin. Dans un autre mode de 10 réalisation avantageux, l'enveloppe entourant le corps annulaire rigide se présente sous la forme ûe deux membranes assemblées de façon etanche par leujs bourrelets* Il est fonctionnel de fabriquer le corps rigide annulaire à partir d'une matière synthétique et d'utiliser comme lubrifiant de 15 l'huile et/on du sulfure de molybdène. Pour mieux comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire à titre indicatif et non limitatif un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. Sur le dessin i ' ' La figure 1 représente une Vue latérale partiellement en coupe 20 dU dispositif suivant l'invention, le disque de pression se trouvant à sa position extrême droite; La figure 2 est un graphique qui représente la caractéristique du dispositif de l'invention; La figure 3 est une variante du dispositif de l'invention com-25 prenant un accumulateur mécanique constitué par des ressorts* Le carter en tôle emboutie du cylindre de travail représenté sur la figure 1 est réalisé en deux parties» à savoir les demi-carters 1 et 2. L'assemblage des demi-carters se fait au moyen d'un collier 3 et de vis k» 3® La pression de l'a^Lr comprimé envoyé dans la chambre de frein est retransmise sur la tringlerie de frein par des disques de pression 5 se présentant également sous la forme.de demi-disques qui sont montés sur une tige de poussée 7 ae terminant par une chape 6 et fixés au moyen de rondelles 8 et 9 et d'un écrou 10. L'étanchéité entre les 35 demi-carters 1,2 et les disques de pression 5 est assurée par une enveloppe 11 serrée entre les demi-carters et les disques de pression et réalisée à partir d'un matériau élastique, L'enveloppe 11 est munie de ronforts 12 disposés dans l'axe longitudinal du carter qui limitent ou empêchent une élasticité dans le sens d'application de la pression. Ces renforts 12 sont de préférence des fils de corde. A. l'intérieur de l'enveloppe 11 qui se présente avantageusement sous la forme d'une 40 membrane à glissement est disposée une pièce intermédiaire de glissement 14. Grâce à cette pièce intermédiaire 14 on „ •£• SAD ORIGINAL 69 24252 5 2013127 obtient une sollicitation uniforme des fils de corde, un rayon de courbure avantageux et une absorption des efforts tranchants» Grâce à un lubrifiant 15 emprisonné dans la membrane, on obtient des conditions de glissement pratiquement idéales* L'enveloppe 11 tj entourant la pièce intermédiaire de glissement 14 comporte des bourrelets 36 par lesquels cette membrane est emprisonnée de façon étanche entre les demi-carters 1 et 2 et le disque de pression 5* Le disque de pression 5 est repoussé à sa position de repos par un ressort hélicoïdal 16. Grâce à une garniture d'étanchéité 17 ■jq maintenue en position par un ressort hélicoïdal 18, on évite que des poussières et des salissures ne pénètrent dans le cylindre de travail. La fixation du cylindre de travail est assurée par des vis 19» Le cylindre de travail conforme à l'invention fonctionne de la façon suivante : Grâce à un distributeur et à une canalisation rigide qui ne sont pas représentés sur le dessin, l'air comprimé pénètre dans la chambre de frein suivant la flèche portant la référence P. Sous la poussée de l'air comprimé, le disque de pression 5 est déplacé en position de freinage, c'est-à-dire dans le sens de la flèche P» 20 L'enveloppe 11 emprionnée de façon étanche par les bourrelets 36 dans le disque de pression 5 se déplace ensemble avec ce disque 5» c'est-à-dire qu'il se déplace "en roulant" sur la pièce intermédiaire de glissement 14 et sur le carter. Au cours de son déplacement , l'enveloppe 11 éntraîne la pièce intermédiaire 14. Le disque de pression 5 25 est maintenu par l'enveloppe 11 et la pièce intermédiaire 14, c'est pourquoi la tige de pression 7 peut être guidée ou non. Par le fait que cette tige de pression peut ne pas être guidée, il s'ensuit que la chambre de frein conforme à l'invention peut être moiitée à la place de n'importe quelle autre chambre de frein connue ou encore 30 de n*importe quel autre cylindre de frein connu. Le diagramme représenté sur la figure 2 indique la poussée P de la tige 7 en ordonnées et la course a de la tige en abscisses, de l'air comprime (pt... pn atm.), les aroites obtenues Pour une pression croissante/sont pratiquement parallèles et horizontales. La faible pente que l'on remarque pour un accroissement 35 de s résulte de la présence de ressorts de rappel à l'intérieur du cylindre. Ce diagramme démontre indubitablement les propriétés avantageuses du cylindre de travail et en particulier le fait que la valeur de la poussée exercée par la tige de pression est constante pour une pression donnée de l'air comprimé^quelle que soit la position BAD ORIGINAL 69 24252 6 2013127 du piston que constitue le disque de pression 5» ce qui est d'une grande importance pour la sécurité de freinage. Le dispositif de chambre de frein représenté sur la figure 3 est obtenu essentiellement par 1*assemblage de deux chambres du type 5 représenté sur la figure 1 où la chambre A est reliée au circuit de freinage principal ou de service et la chambre B au circuit de freinage de stationnement et/ou de secourso Les demi-carters 1, 20 et 22 du dispositif de chambre de frein sont assemblés par des colliers 3° Des tubulures 21 permettent le raccordement des canali-10 sations d*air comprimé. Dans la chambre de frein A, on a assemblé comme dans l'exemple représenté sur la figure 1 les disques de pression 5 et la tige de pression 7 au moyen de rondelles 8 et 9 et d'un écrou 10. L'étanché-ité entre le carter et les disques de pression eat assurée aussi 15 bien dans la chambre A que dans la chambre B par des eveloppes 11 réalisées à partir d'un matériau élastique et se présentant sous la forme d'une membrane à glissement ou à roulement. Pour limiter ou empêcher une élasticité dans le sens de la poussée de l'air comprimé, on ^Incorporé aux eveloppes 11 des renforts 12 sous la 20 forme de fils de corde. Des pièces intermédiaires de glissement 14 disposées à 1'intérieur des enveloppes 11 garantissent une répartition uniforme de la charge» un rayon de courbure avantageux pour les fils de corde et une absorption des efforts tranchants. Pour bénéficier de conditions de glissement aussi favorables que possible, 25 on a incorporé Tin lubrifiant 15 dans la membrane que constitutfitles etneloppes* Le retour du disque de pression à sa position de repos est assuré par le ressort hélicoïdal 16. Une garniture d'étanchéité 17 maintenue par un ressort hélicoïdal 18 empêche les poussières et autres salissures de pénétrer dans le cylindre de travail* Dans la 30 chambre de frein B, la force de freinage résultant de la poussée sur le disque de pression 5 est transmise à la tige de pression 7 par un axe creux 23 dans lequel est vissée une bague filetée 34, par une vis de pression 28 et par un poussoir 26* Les disques de pression 5 sont fixés sur l'axe creux 23 eca 35 moyen d'une rondelle 24 et d'tfà écrou 25; l'étanchéité du poussoir 26 dans l'axe creux 23 et le demi-carter 20 est obtenu par des joints 31 * Le disque de pression 5 est déplacé dans le sens du freinage par un ressort de compression 27• Pour des raisons de montage, le demi-carter 22 est obturé par une rondelle 29 et un 40 bouchon 30 comprenant un trou de purge* BAD ORIGINAL 69 24252 7 2013127 Dans la position représentée sur la figure 3» le frein n'est pas sollicité. L'air comprimé 33 pénètre dans la chambre de frein B et comprime le ressort de pression 27 en agissant sur le disque de pression 5. En agissant sur le frein de service» le disque de 5 pression 5 de la chambre de frein A se déplace sous l'action de l*air comprimé 32 dans le sens d'actionnement des freins alors que le disque de pression se trouvant dans la chambre B reste au repos* Lorsqu'on agit sur la chambre de frein B en guise de frein de 10 stationnement ou de secours, la pression de l'air comprimé diminue dans la chambre B et le ressort de pression 27 a tendance à déplacer les disques de pression 5 de la chambre B dans le sens d'un freinage. L'effet de freinage provoqué par la chambre de frein B peut 15 être annulé en dévissant la vis de pression 28, ce qui a pour effet de décharger le circuit de freinage du véhicule et de rendre les roues mobiles. On connaît également une solution dans laquelle la force de freinage n'est pas obtenue au moyen d'un ressort 27 mais par de 20 l'air comprimé en provenance d'un troisième circuit ou accumulateur, qui est envoyé dans la chambre de frein par des tubulures appropriées. Le dispositif de chambre de frein conforme à l'invention fonctionne aussi bien comme chambre de frein autonome que sous la forme d'un mécanisme comprenant plusieurs chambres de frein montées en 25 série et il permet d'atteindre parfaitement le but que l'on s'est fixé, c'est-à-dire d'assurer un freinage efficace et sûr. 69 24252 8 2013127 REVENDICATIONS 1- Dispositif de chambre de frein pour des circuits de freinage à air comprimé équipant des véhicules automobiles» avec un carter divisé perpendiculairement à l'axe en deux parties,,une tringlerie de commande de frein et un disque de pression fixé sur cette tringlerie, caractérisé par le fait qu'on prévoit entre les demi-carters et le disque de pression, pour maintenir celui-ci radia-lement, une enveloppe d'étanchéité munie de bourrelets et réalisée à partir d'un matériau rigide longitudinalement mais élastique transversalement, cette enveloppe renfermant une piëce intermédiaire de glissement et du lubrifiant, et par le fait que l'enveloppe d'étanchéité précitée est montée de façon étanche par ces bourrelets sur le disque de pression et le carter. 2- Dispositif de freinage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que deux chambres de frein sont montées en série l'une à la suite de l'autre et par le fait qu'un poussoir est monté de façon connue entre les chambres précitées. 3- Dispositif de chambre de frein suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le matériau élastique serrant à la fabrication de l'enveloppe d'étanchéité est du caoutchouc dans lequel on a incorporé un renfort constitué par des fils de corde disposés axialement. 4- Dispositif de chambre de frein suivant les revendications 1, 2 et 3» caractérisé par le fait que la pièce intermédiaire rigide est annulaire et par le fait que 1*enveloppe élastique entourant cette pièce est sans fin. 5- Dispositif de chambre de frein suivant les revendications 1t 2 et 3t caractérisé par le fait que l'enveloppe entourant la pièce intermédiaire rigide est consituée par deux membranes de glissement ou de roulement assemblées de façon étanche le long de leurs bourrelets. 6- Dispositif de chambre de frein suivant toutes les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la pièce intermédiaire annulaire est en matière plastique. 7- Dispositif de chambre de frein suivant toutes les revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le lubrifiant utilisé est de l'huile et/ou du sulfure de molybdène.