Brevet FR2042653A1 — publié le 19710212

i 2042653 La présente invention concerne un dispositif de secours .de commande-de freins pour véhicules routiers, comme par exemple les gros camions, plus spécialement, l'invention a pour objet un dispositif de secours de commande de freins permettant au conducteur d'un véhicule d'avoir, en cas de danger, 5 une meilleure maîtrise de l'application et du relâchement des freins qu'avec les dispositifs classiques de secours. L'un des principaux inconvénients des dispositifs de freinage de secours connus tient au fait que le conducteur du véhicule n'est pas maître de l'application des freins en cas de danger immédiat, Avec de nombreux 10 dispositifs de freinage de secours, l'opérateur est brusquement averti du fait qu'une défaillance s1 est produite dans le dispositif principal de freinage et qu'il ne peut arrêter le véhicule qu'en agissant sur les freins de secours. . Avec ces dispositifs connus, le conducteur n'est guère en mesure de commander l'application des freins en cas d'urgence, autrement dit, tout, ce qu'il peut 15 faire - n'est-que.décider de l'instant où £1 doit appliquer les freins de secours. Mais une fois que les freins ont été serrés grâce au dispositif de secours, l'opérateur ne peut plus les desserrer. Cette situation peut avoir des conséquences graves résultant de dérapage et du fait que le conducteur n'est plus maître de son véhicule. De tels dispositifs de freinage de secours 20 à action définitive peuvent se révéler particulièrement dangereux sur une chaussée humide ou verglacée lorsque un blocage brutal des freins entraîne la perte de la maîtrise du véhicule. L'invention a pour objet un dispositif de secours de commande de freins permettant au conducteur d'appliquer les freins et de les relâcher 25 plusieurs fois à volonté afin d'assurer l'arrêt du véhicule en toute sécurité. L'invention a également pour objet un dispositif d'avertissement qui, d'une part, fait connaître à l'opérateur toute panne qui se produit dans le dispositif principal de freinage et, d'autre part, fait savoir à cet opérateur, après plusieurs applications des freins au moyen du dispositif 30 de secours,„qu'il ne lui sera pas possible de relâcher les freins après une nouvelle opération de freinage., . D'autres -objets et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre et en se référant au dessin annexé sur lequel : 35 - la figure 1 est un schéma synoptique de l'agencement des éléments principaux du dispositif de freinage normal et d'un dispositif de secours de commande de freins ; et - la figure 2 est une coupe longitudinale d'une forme de réalisation avantageuse de soupape d'inversion, susceptible d'être utilisée dans le dispositif de secours conforme à l'invention. 70 17519 2 2042653 On voit sur la figure 1 un compresseur d'air 20 de type classique qui fournit de l'air sous pression à un réservoir principal 22. Ce dernier comporte une soupape de sécurité 24 qui empêche, la pression de monter au-dessus 2 d'environ 10 kg/cm . 5 Une conduite 26 réunit le réservoir principal 22 à un raccord 28. En cours du fonctionnement normal, l'air sous pression est envoyé du réservoir 22, par l'intermédiaire de la conduite 26 et du raccord 28, dans une conduite 30 et une conduite 32. Une soupape de retenue 34 est installée sur la conduite 30. Cette 10 soupape 34 est normalement ouverte de manière à envoyer de l'air sous pression dans une conduite 36, qui mène à un dispositif de secours de commande de freinage, décrit de façon plus détaillée dans la suite. Toutefois, il y a lieu de remarquer à ce stade que la soupape de retenue 34 arrête l'alimentation de la conduite 38 en air sous pression, chaque fois que cette pression descend 15 dans la conduite 26 au-dessous d'une valeur donnée, par exemple au-dessous de 4,2 kg/cm2. 1 Dans des conditions normales de fonctionnement, l'air sous pression est envoyé dans le dispositif principal de freinage du véhicule, par l'intermédiaire de la conduite 32 ; celle-ci mène à une vanne de freinage 40 actionnée 20 au pied. Cette vanne 40 a pour rôle d'envoyer l'air sous pression dans une conduite 42 et une conduite 44. La conduite 42 communique avec des ramifications .46 et 48 qui, elles-mêmes, communiquent avec les cylindres principaux 160 des freins arrière 161, par l'intermédiaire de soupapes doubles de retenue 50. Ces soupapes 50 sont 25 deux soupapes à.obturateur de type connu qui permettent à deux sources d'alimentation distinctes d'être associées à un seul orifice d'alimentation. Les soupapes de retenue doubles bloquent également des conduites ouvertes ou non utilisées. La conduite 44 envoie de l'air sous pression depuis la soupape de 30 freinage 40 actionnée au pied, dans une soupape 56 normalement ouverte d'arrêt des freins des roues avant actionnée à la main, puis dans une soupape double de retenue 58 qui, elle-même, communique avec les cylindres principaux 162 des freins avant -163 du véhicule. Au cours d'actionnement normal du dispositif principal de freinage, 35 en appuyant sur la pédale de vanne 40, on exerce un freinage avant et un freinage arrière proportionnels à la quantité dont on a enfoncé cette vanne 40. Dans certaines utilisations du véhicule, il peut être souhaitable de n'agir que sur les freins arrière et, dans de tels cas^ 'la vanne 56, d'arrêt du 70 17519 3 2042653 freinage des roues avant, actionnée à la main, est déplacée vers une position de fermeture, cë qui empêche l'air sous pression de passer par le côté aval de la conduite 44 dans le cylindre principal des freins avant. Il y a lieu également de remarquer que la lumière d'alimentation de la vanne de freins 40 5 communique avec un commutateur à pression 47, qui déclenche un ensemble avertisseur lumineux et sonore (non représenté), situé dans la cabine du conducteur,lorsque la pression de l'air dans la conduite 32 tombe au-dessous 2 d'une valeur donnée, par exemple au-dessous de 4,2 kg/êm . Si l'on se reporte de nouveau au dispositif de secours de commande 10 de freinage, on sait que l'air sous pression provenant du réservoir 22 met en communication là Gonduite 26 avec la conduite 30, par l'intermédiaire de la soupape"34 de retenue qui est normalement ouverte et qui envoie de' l'air sous pression dans une conduite 36. Celle-ci së ramifie en deux conduites 62 et 64. 15 La conduite 62 envoie de l'air sous pression, par l'intermédiaire d'une soupape de retenue 66,dans un réservoir de secours 68 des freins arrière. Cette soupape de retenue 66 a pour rôle d'entretenir une certaine pression dans le réservoir de secours 68. C'est ainsi, par exemple, que l'on pourrait régler la soupape de retenue 66 de manière qu'elle se ferme chaque fois que 20 la pression régnant dans la conduite 36 descend au-dessous d'une valeur 2 • donnée, par exemple au-dessous de 8,4 kg/cm . La conduitè 62 réunit le réservoir de secours 68 à un orifice d'alimentation 69 d'une soupape d'inversion 70. Une conduite secondaire 72 met en communication la conduite 62 avec une soupape de sûreté 74 qui abaisse 25 la pression dé l'air provenant du réservoir 68, lorsque la pression régnant dans ce dernier dépasse une valeur donnée, par exemple 10 kg/cm . Une autre conduite secondaire 76 met en communication la conduite 62 avec un commutateur à pression 78, qui.est réglé de"manière à déclencher un avertisseur sonore 80 lorsque la pression régnant dans le dispositif de secours descend au-dessous 30 d'une valeur donnée. La conduite secondaire 64^communique également^ par l'intermédiaire d'une soupape dé retenue 66, avec un orifice d'alimentation 83 d'une soupape d'inversion 84. Une conduite secondaire 86, partant dé la conduite 64, met en communication un réservoir de secours des freins avant avec une soupape ' 35 de retenue 90 normalement ouverte, qui peut être réglée de manière à se fermer lorsque la pression régnant dans la conduite 86 descend au-dessous d'une valeur 2 donnée, par exemple de 4,2 kg/cm . 70 17519 4 2042653 Une conduite secondaire 92 met en communication la conduite 86 avec une soupape de sûreté 94 qui a, pour rôle, comme la soupape 74, d'abaisser la pression de l'air provenant du réservoir 88, lorsque la pression régnant o dans ce dernier dépasse une valeur donnée, par exemple 10 kg/cm . Une autre 5 conduite secondaire 96 met-en communication la conduite 86 avec un commutateur à pression 98. Ce commutateur est semblable au commutateur 78 et il est réglé de manière à déclencher un avertisseur lumineux 100, lorsque la pression régnant dans le dispositif de secours descend au-dessous d'une valeur donnée. 10 La conduite 86 relie la soupape de retenue 90 normalement ouverte à l'orifice d'alimentation d'une vanne 104, normalement ouverte et actionnée à la main, de commande de secours. Cette vanne 104 envoie l'air sous pression dans une conduite 106 ; cette dernière communique avec une conduite 108 qui envoie l'air sous pression dans un orifice de commande 107 de la soupape 15 d'inversion 70. La"conduite 106 communique également avec une conduite 110 qui envoie l'air sous pression dans un orifice de commande 109 de la soupape d'inversion 84. La soupape d'inversion 70 comporte un orifice de sortie 111 qui, en cas de danger, peut envoyer l'air sous pression dans une corriiite 112. Cette 20 conduite 112 communique avec une conduite secondaire 114 qui envoie l'air sous pression dans les freins arrière par l'intermédiaire de soupapes doubles de retenue 50, en cas de danger. De la même façon, la soupape d'inversion 84 comporte un orifice de sortie 115 qui, en cas de danger, envoie de l'air sous pression dans une 25 conduite 118, cette conduite 118 envoie l'air sous pression dans les freins avant (flèche F), par l'intermédiaire de la soupape double de retenue 58 des freins avant, en cas de danger. On décrit ci-après, en se reportant à la' figure 2, les détails des soupapes d'inversion 70 et 84. Là description portera sur la seule soupape 30 d'inversion 84, étant donné que la soupape 70 est formée d'éléments identiques. La soupape d'inversion 84 comprend iti e orps 125 nuni d'un alésage central 128. Ce dernier présente une partie 130 de "plus grand diamètre qui reçoit l'extrémité de plus grand diamètre 132 d'une soupape tiroir 134. Un ressort à boudin 136 est retenu dans l'extrémité inférieure de l'alésage 130 au moyen d'un dispositif 35 138 de retenue à ressort de type connu. Ce dispositif de retenue à ressort 138 présente des trous et des fentes dans son extrémité inférieure. Lorsqu'une pression d'air suffisante apparaît dans la partié 130 de grand diamètre de, l'alésage, un diaphragme souple 142 70 17519 5 2042653 en caoutchouc permet à l'air d'échapper de cette partie de grand diamètre de l'alésage. L'extrémité supérieure du ressort à boudin 136 vient se loger dans un évidement 144 du tiroir 134. Il y a lieu de remarquer que la tige du tiroir 134 présente un alésage 5 146. A 1'extrémité supérieure 148 de l'alésage 128, un dispositif.de retenue à ressort 150, comportant un orifice central 152, retient un petit réssort à boudin 154. L'extrémité inférieure du ressort à boudin 154 est munie d'un joint 156 à rondelle, normalement sollicité vers, le bas. Dans des conditions normales, c^est-à-dire sans danger 2 10 immédiat, la pression de l'air, qui est d'environ 8,4'kg/cm , se transmet pair la conduite 64 à l'orifice d'alimentation 83 de la soupape d'inversion 84. Cet air sous pression dans la conduite 64 sera soit transmis depuis le réservoir de secours 88 par la conduite 86, soit, si la soupape de retenue 66 est ouverte, transmis depuis lé circuit principal de freinage par l'intermédiaire de la conduite 26, qui communique avec le réservoir principal 22. 2 15 De plus, de l'air à la pression de 8,4 kg/cm sera transmis du réservoir de secours 88 à la conduite 86, par l'intermédiaire de la soupape de retenue 90 normalement ouverte, et de là, aux orifices d'alimentation et . de distribution de la vanne de connnande de secours 104 normalement ouverte. Cette vanne de commande de secours 104 envoie cet air sous pression dans la 20 conduite 106 et, finalement, dans la conduite 110 qui communique avec l'orifice de commande 109 de la soupape d'inversion 84. L'orifice 109 envoie l'air sous pression delà -conduite 110 vers la surface supérieure de l'extrémité 132 de grand diamètre du tiroir 134. Chaque fois que la pression de l'air dans la lumière de réglage 109 descend ' 2 25 aux environs de 3,2 kg/cm , le ressort à boudin 136 déclenche le tiroir 134 et l'entraîne vers le haut, jusqu'à la position représentée sur la figure 2. De façon pLus précise, ce tiroir monte de sorte que son extrémité supérieure vient au contact du joint à rondelle 156, ce qui isole le passage interne 146 du tiroir et, en même temps, entraîne le joint à rondelle vers le haut, de 30 manière à permettre à l'air sous pression d'être envoyé de l'orifice d'alimentation 83 à l'orifice de distribution 115. Tandis que la soupape d'inversion 84 occupe cette position, lîaLr sous pression provenant du réservoir de secours 88 est envoyé dans la conduite 64 ^ vers l'orifice d'alimentation 83, l'orifice de distribution 115 et la conduite 118, en vue d'assurer le serrage 35 des freins avant, comme représenté sur la figure. 1. Si" la pression au niveau de la lumière de.réglage 109,descend à environ 4,6 kg/cm , la pression de l'air à l'extrémité 132 de plus grand diamètre du tiroir 134 domine l'effort du ressort à boudin 136, et le tiroir descend dans l'alésage de grand diamètre 130. A ce stade, le joint à rondelle 156 70 17519 6 2042653 est sollicité par le ressort 154 pour isoler l'orifice d'alimentation 83 de l'orifice de sortie 115. Lorsque le tiroir 134 se déplace vers cette position. basse, sous l'influence de la pression régnant dans la lumière de réglage 109, l'orifice de sortie 115 abaisse la pression de l'air provenant de la 5 conduite 118, par l'intermédiaire de l'alésage intérieur 146 du tiroir et du diaphragme flexible 142. Le fonctionnement général du dispositif de secours de commande de freins selon l'invention est le suiant ° Chaque fois qué la pression régnant dans le dispositif principal de 10 freinage descend au-dessous d'environ 4,2 kg/cm , la soupape de retenue 34 se ferme et le commutateur à pression 47 actionne un ensemble avertisseur lumineux et sonore situé dans la cabine du conducteur, ce qui avertit ce dernier qu'il n'y a, dans le dispositif principal de freinage, qu'une pression 2 de 4,2 kg/cm . Auparavant, les soupapes de retenue 66 se déplacent vers une 2 15 position fermée, de manière à assurer qu'une pression d'au moins 8S4 kg/cm est maintenue dans les réservoirs de secours 68 et 88 du dispositif de secours de commande de freinage. Le conducteur peut alors agir sur le levier 105 de la vanne 104 normalement ouverte de commande de secours, pour la fermer, ce qui isole la 20 conduite 86 et met la conduite 106 en communication avec l'orifice d'échappement de la vanne 104. L'échappement d'air par la conduite 106 a, pour conséquence, une baisse immédiate de la pression de l'air dans les orifices de commande 107 et 109 des soupapes d'inversion 69 et 84. Lorsque la pression dans les orifices 2 de commande 107 et 109 est descendue au-dessous de 3,2 kg/cm , une presâon de 2 25 8,4 kg/cm est envoyée du réservoir de secours, par l'intermédiaire des conduites 62 et 64, dans les orifices d'alimentation 69 et 83, puis dans les orifices de sortie 111 et 115 et, enfin, dans les freins avant et arrière, par l'intermédiaire des conduites 118 et 112. L'opérateur peut desserrer les freins en relâchant le levier 105 30 rappelé par ressort de la vanne 104 de commande de secours, ce qui ouvre automatiquement l'orifice d'alimentation de cette vanne de secours pour la mettre à la pression régnant dans la conduite 86, et cette pression est transmise par la conduite 106 dans les orifices de réglage 107 et 109 des soupapes d'inversion 70 et 84. Tant que la pression régnant dans les orifices de 2 35 réglage 107 et 109 dépasse 4,6 kg/cm , les soupapes d'inversion ont pour rôle d'empêcher l'envoi d'air sous pression depuis les orifices d'alimentation 69 et 83 dans les lumières de sortie 111 et 115. 70 17519 7 2042653 De la sorte, le conducteur du véhicule peut serrer et relâcher les freins avant et arrière à plusieurs reprises au moyen du dispositif de commande de secours, suivant la capacité des réservoirs de secours 68 et 88. Mais, une fois que la pression dans les réservoirs de secours est tombée au-dessous de 2 • 5 4,2 kg/cm , les commutateurs à pression 78 et 98 déclenchent les avertisseurs sonores 80 et lumineux 100, ce qui fait savoir au conducteur, en cas de nouveau serrage des freins, qu'il ne pourra plus les desserrer. A ce stade, la soupape de retenue 90 normalement ouverte se déplace également vers une position de fermeture, étant donné que la pression régnant dans la conduite 86 est 2 ' 10 tombée au-dessous de 4,2 kg/cm . Autrement dit, après un certain nombre de serrages de secours des freins, par l'intermédiaire du dispositif de commande de secours, la pression dans le dispositif de commande de secours tombe au niveau d'alerte, de sorte que, si le conducteur serre de nouveau sur les freins, il ne pourra plus les desserrer. 15 Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par le spécialiste aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. 70 .17519 8 2042653 REVENDICATIONS 1. Dispositif de secours de commande de freins permettant d'agir à volonté sur les freins d'un véhicule lorsqu'une défaillance se produit 5 dans le dispositif primaire de commande de freinage, ce dispositif étant caractérisé parjle fait qu'il comprend un réservoir de secours, contenant du fluide sous ~ una pression normalement maintenue à une première valeur donnée, indépendante du niveau de pression régnant dans le dispositif primaire de commande de freinage, une conduite servant à mettre en communication à volonté le fluide sous pression 10 provenant du réservoir de secours avec les freins, et un système de commande de secours, en communication avec ladite conduite et comprenant une Vanne de commande de secours actionnée à la main permettant au conducteur du véhicule de serrer à volonté les freins et de les desserrer, lorsque la pression régnant dans le réservoir de secours est supérieure à une seconde valeur donnée 15 qui est inférieure à la première valeur, et, dès que cette pression régnant dans le réservoir de secours est tombée au-dessous de cette seconde valeur, ne permettant plus au conducteur d'exercer le freinage. 2. Dispositif seton la revendication 1 permettant d'agir sur les freins d'un véhicule lorsque la, pression de fluide dans le dispositif primaire de 20 commande de freins tombe au-dessous d'une valeur donnée, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend une première conduite servant normalement à envoyer le fluide sous pression dans le réservoir depuis une source de fluide sous pression, cette dernière envoyant également du fluide sous pression dans le dispositif primaire de commande de freinage, une première soupape servant 25 à entretenir une première pression donnée dans le réservoir 3. Dispositif s don la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il 30 comprend une soupape d'inversion comportant un orifice d'alimentation, un orifice de réglage et un orifice de sortie, une seconde conduite envoyant le fluide sous pression du réservoir de secours dans ledit orifice d'alimentation de la soupape d'inversion, ladite vanne de commande de secours actionnée à la main comportant un orifice d'alimentation, un orifice de sortie et un orifice 35 d'échappement, une troisième conduite mettant en communication le réservoir de secours avec l'orifice d'alimentation de la vanne de commande de secours, une quatrième conduite mettant en communication l'orifice de sortie de la vanne de commande de secours avec l'orifice de commande de la soupape d'inversion, 70 17519 9 2042653 une cinquième conduite mettant en communication l'orifice de sortie de la soupape d'inversion avec les freins du véhicule, ladite vanne de commande de secours ayant pour rôle de permettre au conducteur du. véhicule de faire baisser à volonté la pression du fluide provenant de la quatrième conduite, cette 5 vanne de commande de secours présentant un état normalement ouvert dans lequel ell'e transmet la pression du réservoir de secours, par l'intermédiaire de la quatrième conduite, dans l'orifice de commande de la soupape d'inversion, ladite soupape d'inversion présentant un état normal dans lequel, tant que la pression du réservoir de secours exercée dans la quatrième conduite;, 10 est supérieure à une seconde valeur donnée, l'orifice de"sortie de la soupape d®inversion n'envoie pas de fluide sous pression provenant du réservoir de secours vers les freins, cette soupape d'inversion présentant un second état selon lequel, si la pression du réservoir de secours, exercée dans la quatrième conduite descend au-dessous de ladite seconde valeur, l'orifice de sortie de 15 la soupape d'inversion envoie la preœLon régnant dans le réservoir de secours vers les freins, par l'intermédiaire de la cinquième conduite.. 4. Dispositif selon la revendication 3, cararactérisé par le fait qu'iîl comprend un système indicateur placé dans la cabine du conducteur et servant à avertir ce dernier lorsque la pression régnant dans le dispositif prinaire 20 de commande de freinage est tombée au-dessous d'une valeur donnée.. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'un second système indicateur est également placé dans la cabine du conducteur et sert à avertir ce dernier lorsque la pression régnant dans le réservoir de secours est tombée au-dessous de la seconde valeur donnée.