Brevet FR2018214A1 — publié le 19700529

Dans les véhicules qui sont soumis à de fortes variations de la charge statique et dynamique sur leurs axes comme les autocars, autobus, tracteurs de semi-remorques 9 le réglage en proportion des irei:i, qui est évidemment effectue pour les conditions de charge t--imales 7 peut donner lieu à des forces de freinage e.^ cessisf-es quand la charge transportée est réduite ou complète- ment nulle. a disproportion en excès entre la force freinante et la charge sur les axes provoque facilement le blocage des roues moins chargées quand la force freinante elle-meme dépasse la valeur correspondant aux conditions de charge existantes. Ce phénomène se constate spécialement sur les roues arrières des véhicules de transport, qui sont précisément sujets à de notables variations de charge statique et également de charge dynamique en raison de la grande hauteur baricentrique qui peut exister quand les charges transportées possèdent un faible poids spécifique et permettent en conséquence une hauteur de chargement atteignant les limites supérieures prescrites; tandis que sur les roues antérieures les variations de charge statique sont généralement petites, et la charge dynamique agit en faveur de l'adhérence des roues sur le terrain. Pour éviter le blocage des roues on a déjà réalisé des dispositifs de genres variés qui, sans limiter l'action du conducteur sur la commande du frein, proportionnent la force freinante à la charge agissant sur les roues à freiher, prenant comme élément de référence, sensible aux variations de charge, ou bien le tassement des suspensions mécaniques, ou bien la pression existant dans les suspensions pneumatiques. De tels dispositifs sont généralement insérés sur les circuits de freinage de l'axe ou des axes postérieurs,.pour les raisons exposées ci-dessus. Certains des dispositifs connus interrompent l'accroissement de la force freinante des roues quand cette force atteint la valeur maximale correspondant à la charge, d'autres par contre proportionnent la force freinante des roues à la charge pesant sur elles, avec un coefficient de proportionnalité variable seulement avec ladite charge. Ces derniers dispositifs basent leur fonctionnement ou bien sur le principe de la variation des bras de leviers interposés entre les organes sensibles à la pression de commande et les organes qui régulent la pression d'alimentation des éléments agissants, ou bien sur 1 -rineire de la variation de la surface de tels organes. Des dispositifs mentionnés ci-dessous @@@@@@@@@@ certains inconvénients parmi lesquels se trouve celui dû au fait que le fluide, dont la pression est réglée n fonction de la charge, est prélevé à partir de réservoirs différents de cen-- a partie desquels est prélevé le fluide de commande des dlspositifs arec un retard corresS3ndant de la trans-ission de ce même Fluide aux éléments agissants des freins, retard dû à â l'insensibilité naturelle de tels appareils, ou encore n l'inconstance du tarage des dispositifs mêmes, causée par l'emploi d'organes tel que des membranes, dont les caractéristiques ne se maintiennent pas constantes dans le temps. La présente invention se réfère à un dispositif régulateur automatique de la force freinante en fonction de la charge pesant sur les roues de véhicules, basée sur le principe de la variation de la rigidité de moyens élastiques mobiles placés entre les organes sensibles à la pression de commande et ceux qui adaptent à la charge la pression du fluide qui alimente les éléments agissants des freins, variations de rigidité obtenue grâce au déplacement relatif de tels moyens élastiques par rapport aux organes précités.De plus, le dispositif faisant l'objet de la présente invention est muni d'un organe servo-actionnable qui met au repos tous les éléments mécaniques du dispositif quand aucun freinage n'est effectué, et d'un autre élément qui, en cas de rupture des organes sensibles à la charge, met automatiquement le dispositif en condition de "charge maximale" évitant ainsi le danger que les freinages, même dans les conditions de charge maximale, s'effectuent avec une efficacité inférieure à celle qui est nécessaire, ou tout simplement avec l'efficacité correspondant à la charge minimale. Le dispositif selon l'invention utilise le fluide de commande lui-même pour alimenter les éléments agissants des freins, éliminant ainsi le retard d'intervention de la force freinante, et ne contient aucun organe susceptible de se détériorer avec le temps. Une autre caractéristique du dispositif selon l'invention est celle de permettre, grâce à l'insertion du moyen élastique apposé entre les organes sensibles à la pression du fluide de commande et ceux qui règlent la pression d'alimentation, l'obtention d'une pression minimale préétablie dans les éléments agissants avant de faire intervenir la régulation de la pression d'alimentation proportionnellement à la charge de manière à éviter dans tous les cas tout retard d'intervention des freins des roues, sur le circuit de freinage desquels est inséré le dispositif. Le dispositif selon l'invention a été particulièrement étudié pour l'insertion dans des installations pneumatiques de freinage de véhicules, mais peut également être inséré, avec des adaptations convenables, dans des installations hydrauliques de freinage. La présente invention sera décrite, à titre d'exemple non limitatif, à l'aide des dessins annexés dans lesquels Bes figures 1 et 2 représentent schématiquement deux instal- lations de freinage de deux autocars à deux axes, munis du dispositif faisant l'objet de la présente invention et comportant respectivement des suspensions mécaniques et pneumatiques. La figure 3 représente une coupe du dispositif selon l'invention appliqué à un véhicule à suspension mécanique. La figure 4 représente une section du dispositif selon l'invention appliqué sur un véhicule à suspension pneumatique. La figure 5 représente un diagramme de fonctionnement du dispositif selon l'invention. Conformément à la figure 1 le dispositif selon l'invention est indiqué par la référence A et est inséré sur la tuyauterie réglable M qui relie le distributeur D, actionné par la pédale de frein, aux éléments agissants E des freins de l'axe arriere. Le dispositif est fixé à la paroi suspendue 2 du véhicule et est contrtlé par un levier L relié? au moyen d'une biellette 3 à ''xssMieu arrière du véhicule, de sore que les variations de hauteur de la partie suspendue par rapport au sol, dues aux variations de charge, provoquent la rotation du levier ;. Sur la figure X, on prévoit la tuyauterie H de raccordement avec les suspensions pnaumatiques S de l'axe arrière du véhicule : les variations de pression dans de telles suspensions, dues aux variations de charge, agissent sur le dispositif Â suivant la meme loi que la rotation du levier L de la figure 1. En se référant à la figure 3, deux chambres cylindriques coaxiales 2 et 3 sont pratiquées dans le corps 1; dans la chambre 2 est monté le piston 4, avec sa garniture diétanchéité 5 et qui possède un prolongement 6, ouvert à sa partie médiane et qui se termine par un manchon 7 introduit dans la chambre 3. Dans l'ouverture du prolongement 6 est monté le galet 8 avec son pivot 9. Le piston 4 constitue l'organe sensible à la pression de commande. Dans la chambre cylindrique 3 est monté le piston 10 avec sa garniture Il qui fait également office de siège de la valve de déchargement 12 normalement fermée et reliée, grâce à une tige 13 à la valve d'admission 14 normalement séparée de son siège pratiqué à travers la partie centrale d'une garniture 15 identique à la garniture Il et montée dans un prolongement de la chambre cylindrique 3 sous la cloison 16. 4 Entre le manchon 7 du pistonZet le piston 10 est monté le ressort de régulation 17 en série avec le ressort 18 par l'intermédiaire de la pièce en cuvette 19. Le ressort 20 sert à solliciter le piston 10 vers la partie supérieure de la figure, à l'encontre de l'action des ressorts 17 et 18 et retient également la c cuvette 21 qui sert de guide à la valve 12. Le ressort 22 maintient en position la garniture 15 à travers la cuvette 23 qui sert également de guide à la valve 14 poussée vers le haut par le ressort 24. Le piston 10, en compagnie du groupe des valves 12, 13 et 14 constitue l'organe da modulation de la pression d'alimentation- des éléments agissants des freins. Dans le corps 1 est réalisé, perpendiculairement à l'axe des chambres cylindriques 2 et- 3, une chambre cylindrique 25 dans laquelle est monté le piston 26 avec sa garniture 27, poussé par le ressort 28 vers la po6- i-b ion de repos représentée sur la fîai Le piston 26 coopère avec la tige 29 qui coulisse dans guides 30 et 91 pratiQués dans le corps 1 et qui, à l'extrémité opposée, se termine par une fourche dans laquelle est lo galet 32 qui bo-wrne sur son pivot 33. sur la tige 29 est autre part disposée une fourchue transi versale 34 dans laquelle est monté un levier 35 avec son are 3 Le levier 35 s'appuie, à l'autre extrémité, sur un ressort 37 monté entre le levier lui-même et la tige 29. Ladite tige cons- titue ainsi le support du levier 35 et du ressort 36. Dans une autre chambre 38 du corps 1 est monté l'arbre 39 solidaire d'une came 40; sur une extrémité de l'arbre 39 émer- geant à l'extérieur, est calé le levier 41 correspondant an levier L de la figure 1. Un ressort en spirale 42, monté sous tension entre ltarbre 39 et le corps 1, fait en sorte que, quand le levier 41 est abandonné à lui-même, l'arbre 39 et la came 40 prennent une position correspondant aux conditions de freinage maximum. Au lieu d'un ressort 42, il est possible de munir le levier 41 d'un contrepoids convenablement orienté. Les raccords 43, 44 et 45 mettent en communication le conduit réglable (M des figures 1 et 2) avec les chambres A, B et C. La chambre B relié le raccord 46 aux éléments agissants des freins. L'extrémité libre du levier 41 est reliée au moyen d'une biellette (B de la figure 1) à llessieu du véhicule alors que le corps 1 est lui fixé au châssis. De cette manière, quand le véhicule est vide, le levier 41 prend la position représentée en ligne pointillée sur la figure et quand le véhicule est en pleine charge, la position indiquée en trait continu. La lumière 47 met en communication avec l'extérieur la chambre E. Be fonctionnement de l'appareil est le suivant en l'absence de freinage, l'appareil se trouve dans les conditions représentées sur la figure III. Quelle que soit la position du levier 41 et de la chambre 40, et également durant leurs mouvements dus aux oscillations du véhicule en marche le galet 32 est éloigné de la came 40 et ainsi tous les autres organes mécaniques du dispositif sont au repos. Quand on effectue un freinage, l'air sous pression provenant de la conduite réglable (M des figures 1 et 2) entre dans les raccords 43, 4 et 45 et par conséquent dans les chambres , B et C. De la chambre C l'air passe à la chambre D à travers le-siège de la valve 14 qui reste ouverte jusqu'à ce que la pression de la chambre D-ait atteint une grandeur déterminée Po correspondant à la charge que le ressort 18 supporte lors de la fermeture de la valve 14. L'air qui arrive dans la chambre B pousse vers la gauche de la figure le piston 26 et le support 29 et ainsi le galet 32 s'appuie sur le profil de la came 40. L'air qui parvient à la chambre A pousse le piston 4 vers le bas, le galet 8 appuie sur le levier 35, et les ressorts 37 et 17 se compriment. La réaction du ressort 37 produit sur le galet 8 et, par là, sur le piston 4 une poussée vers le haut dont 1 'im- portance dépend de la position du galet 8 par rapport au point d'appui 36 du levier 35, cette importance étant minimale lorsque le levier 35, et par là le support 29, est déplacé vers la d ;.e de la figure, et maximale quand le support 29 est déplacé vers la gauche en relation avec la position angulaire de la came 40, ou bien avec la charge du véhicule. La pression dans la chambre D et dans les éléments agissants des freins est ainsi variable en fonction de la pression dans la chambre A et dans la conduite réglable et de la position du levier 35 par rapport au galet 8. En fait la pression de l'air dans la chambre A produit une poussée sur le piston 4 qui est équilibrée par la réaction du ressort 17, égale à la poussée que l'air présent dans la chambre D exerce sous le piston 10 et par la réaction du ressort 37 multiplié par le rapport entre la distance du point d'appui du levier 35 de l'axe du ressort 37 et la distance entre le point d'appui du levier 35 et le point de contact de ce levier 35 avec le galet 8. De cette manière la pression en D est proportionnelle aussi bien à la pression en A qu'à la charge du véhicule et le fonctionnement du dispositif a lieu comme représenté sur le diagramme de la figure V, sur lequel la ligne a représente les valeurs de la pression dans la conduite réglable reliée aux raccords 43, 44 et 45 et les lignes qui partent en éventail à partir du point Po, correspondant à la pression initiale indiquée précédemment, représentent les valeurs de la pression au raccord 46 dans les différentes conditions de charge comprises entre la charge miiucÙP C min et la charge maximale C maux Par exemple, pour une charge intermédiaire Cx et une pression réglable P'm on a une pression Pax dans les éléments agissants de frein de l'axe doté du dispositif selon l'invention. Le dispositif selon l'invention fonctionne comme si le ressort mobile 37 avait une rigidité variable : en fait la compression 37 est constante pour une charge déterminée alors que le déplacement du piston 4 diminue lorsque le point d'appui du levier 35 s'approche du point de contact dudit levier avec le galet 8, et la compression, et par là la charge du, ressort 17 diminuent également en conséquence. En cas de détérioration du dispositif de levier de commande de la came 40, le ressort 42 fait en sorte d'amener la came ellemême dans une position angulaire qui détermine le déplacement maximum vers la droite du support 29 correspondant au rapport maximum entre la pression de commande et la pression d'alimentation ou par là au freinage maximum (charge maximale). Sur la figure IV est représenté, en coupe partielle, un dispositif selon l'invention adapté à un véhicule à suspension pneu matique. Le support 29 est réuni à une de ses extrémités à un manchon 48 poussé vers la gauche par les ressorts 49 et 50 avec une cuvez te interposée 51, réglables grâce à la cuvette 52, la vis 53 et le contre-écrou54; l'autre extrémité est reliée-au piston 55, avec une garniture d'étanchéité 56, susceptible de se déplacer dans la chambre cylindrique 57, dont la chambre F communique avec une chambre cylindrique G, munie de raccords 58 et 59 dans laquelle peut se déplacer le petit piston: 60, maintenu en position vers le haut grâce au ressort 61 convenablement dimensionné. l'e raccord 58 est relié aux suspensions pneumatiques, le raccord 59 étant relié à la conduite automatique de l'installation de freinage.De cette manière, les chambres G et F sont mises à la même pression que les suspensions pneumatiques, pression proportionnelle à la charge agissant sur les suspens ions elles-mêmes et par là le piston 55, le support 29 et le levier 35 prennent une position qui dépend de la charge sur l'axe en relation avec lequel est installé le dispositif selon l'invention; en cas de rupture de la suspens ion la pression automatique fait en sorte de pousser vers le bas le piston 60 et à déplacer le support 29 vers la droite dans la position correspondant à la charge maximale. La description ci-dessus se réfère à des types préférés de réalisation de la présente invention, mais toute autre ré alis a- tion différente par nécessité constructive ou d'application reste dans le cadre de 11 invention. Par exemple le système de valves 12-13-14 peut être d'un type différent de celui décrit, le système de-commande du mouvement du levier 35 et le levier lui-mtme peuvent titre réalisés de différente façon, 11 alimentation de la chambre C peut être obtenue directement à partir- d'un réservoir, et cela naturellement de façon que la valve 14 reste normalement fermée et la valve 12 normalement ouverte, en éliminant également le ressort 18 et la cuvette correspondante 19. Dans tous les cas le fonctionnement basé sur la variation de rigidité d'un complexe élastique (17 et 37) interposé entre les moyens sensibles respectivement à la pression de commande et à la pression d'alimentation des éléments agissants des freins, reste invariable. R1HDICATIONS 1) Dispositif régulateur automatique de freinage de véhicules en fonction de la charge, notamment pour véhicules à installations pneumatiques de freinage, caractérisé par le fait qu'entre l'organe sensible à la pression du fluide de commande et l'organe de modulation de la pression d'alimentation des éléments agissants des freins, est interposé un complexe élastique à rigidité variable tel qu'à des pressions de commande variables, correspondent des pressions d'alimentation en rapport de proportionnalité variables en fonction de la charge pesant sur l'axe ou sur les axes du véhicule. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le complexe élastique comprend un premier moyen élastique de régulation disposé entre l'organe sensible à la pression du fluide de commande et l'organe de modulation de la pression d'alimentation des éléments agissants des freins et un second moyen élastique mobile qui déploie sur l'organe sensible à la pression du fluide de commande une action variable en fonction de sa propre distance à l'axe dudit organe, distance qui dépend de la position que prend son propre support en relation avec la charge pesant sur l'axe ou sur les axes du véhicule, de façon que l'effet résultant des deux moyens élastiques combinés établisse, pour toutes les conditions de charge, un rapport déterminé de proportionnalité entre les pressions de commande et d'alimentation. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le moyen élastique mobile transmet son action sur l'organe sensible à la pression du fluide de commande par l'intermédiaire d'un levier à bras d'action variable porté par le support dudit moyen élastique mobile. 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le levier agit sur l'organe sensible à la pression du fluide de commande par l'intermédiaire d'un galet porté par ledit organe. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l'organe sensible à la pression du fluide de commande est un piston pourvu d'une ouverture, dans laquelle peut se déplacer, transversalement à l'axe dudit piston, le support du moyen élastique mobile et du levier coopérant avec le galet qui se trouve dans ladite ouverture. 6) Dispositif selon l'urequelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que la position du support dépend de la position angulaire d'une came d'actionnement commandée par un dispositif à levier sensible au tassement de la partie suspendue du véhicule. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la came est soumise à l'action d'un moyen élastique agissant en torsion de façon à tendre à déplacer ladite came dans la position angulaire à laquelle correspond la pression maximale d'alimentation des éléments agissants des freins. 8) Dispositif selon les revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que la came coopère avec un galet de l'extrémité du support du moyen élastique mobile et du levier correspondant. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que la position du support dépend de la pression existant dans les suspensions pneumatiques du véhicule. 10) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite pression agit sur un piston du support du moyen élastique mobile et du levier correspondant, et que sur ledit piston agit la pression d'un réservoir de secours au cas où la pression provenant des suspensions pneumatiques ne serait plus opérante. 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que sur l'organe de régulation de la pression d'alimentation des éléments agissants des freins, agit un autre moyen élastique pour la régulation initiale de ladite pression, ledit moyen élastique ayant la charge de maintenir ouverte la valve d'admission jusqu'à l'établissement d'une pression d'alimentation d'une valeur minimale préétablie. 12) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait que le support du moyen élastique mobile et du levier correspondant est pourvu d'un piston soumis, durant le freinage, à la pression du fluide de commande, à l'encontre d'un moyen élastique de rappel, de sorte que le contact entre la came et le support n'ait lieu que durant le freinage.