Brevet FR2013743A1 — publié le 19700410

La présente invention concerne un dispositif de cylindres de freins pour circuit multiple, pour freins de véhicules en particulier, dispositif dans lequel des cylindres avec pistons placés axialement l'un dans l'autre sont conjugués chacun à un circuit. On connait des cylindres de freins multiples, dits cylindres à double piston, dans lesquels, la plupart du temps, l'un des pistons de l'installation reste sans fonctionner pendant l'opération de freinage. Il en résulte le risque qu'en cas de défaillance du circuit du piston actif, le piston demeuré sans agir n'est plus en état de fonctionner, en raison de son arrêt prolongé, de la corrosion de pièces étrangères, ou pour d'autres motifs. Il s'ensuit que toute l'installation tombe en panne. On connaît par ailleurs des cylindres dans lesquels plusieurs pistons ont un fourreau commun. Ils présentent ce risque que le fourreau est exposé à des dommages extérieurs en cours de marche. Col. mène, par expérience, à la défaillance complète de toute l'installation de freinage. L'invention supprime ces inconvénients en entourant le piston central de pistons annulaires et des cylindres leur appartenant, chaque piston annulaire étant guidé par le piston intérieur,ou le cylindre, correspondant. La surface périphérique de chacun des pistons intérieurs constitue ainsi la surface de glissement du piston annulaire lui succédant vers l'extérieur. Il est particulièrement intéressant d'exécuter les cylindres placés axialement l'un dans l'autre pour qu'ils présentent séparés, aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur, des surfaces de glissement. Le dispositif de cylindres se construit sur une paroi arrière commune, qui présente, à la hauteur des différents pistons, ou pistons annulaires, des raccords pour l'arrivée à ces pistons de l'agent de pression les actionnant directement. Chacun des pistons porte un élément entraineur du piston adjacent. Ces éléments sont disposés de telle manière qu'un cylindre n'entraine son voisin que dans la zone de la course utile. Un ressort de rappel commun ramène tous les pistons dans la position de départ. Selon l'invention, les différents pistons, ou pistons circulaires, ont une surface active de grandeur différente.Le dispositif constitué par plusieurs pistons et cylindres est branché sur une installation de freinage à plusieurs circuits, dans laquelle chaque piston se trouve dans son propre circuit de freinage. I1 est particulièrement avantageux de relier ce dispositif de cylindres à une soupape de commande à plusieurs circuits,actionnée hydrauliquement ou mécaniquement de façon que chaque piston, ou piston annulaire, soit coordonné avec un piston de la soupape de commande. L'invention offre les possibilités de réalisation pratique et d'application les plus diverses; quelques exemples sont donnés dans les planches annexes, qui représentent La figure 1, le dispositif de cylindres de freins pour circuit multiple selon l'invention La figure 2, un dispositif de cylindres de freins pour circuit multiple, branché sur une installation de freinage à air comprimé à deux circuits La figure 3, un autre dispositif de cylindre de freins pour circuit multiple La figure 4, un dispositif de cylindres de freins pour circuit multiple à cylindre principal hydraulique, relié à une soupape de commande à circuit multiple,actionnée hydrauliquement et fixée par bride. Le cylindre de frein pour circuit multiple constitué suivant la Figure 1 comporte le corps de cylindre 1, fermé par un ensemble formant couvercle 2. Le couvercle 2 présente les raccords 3 et 4. Le piston central 6 fonctionne dans le cylindre annulaire 5, qui fait saillie dans ce dernier cylindre 5. D'une part, le piston annulaire 7 est guidé par le corps de cylindre 1 et, d'autre part, sur le corps allongé 8 du piston central 6. En bout de ce corps 8, qui prolonge le piston intérieur 6, est prévu un collet d'entraSnement 9. 9. Le ressort de rappel 10 as- sure le maintien ou le retour dans la position de départ des deux pistons 6 et 7. Le piston intérieur 6 porte une tige 11. Sur la face frontale 12 du corps de cylindre 1 est prévu un flasque 13 sur lequel se fixe la bride du cylindre hydraulique pour circuit multiple 14. Le volume intérieur 16 communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un filtre 15. La réalisation suivant la figure 2 comporte, par rapport à celle de la figure 1, un cylindre annulaire 5, constitué de manière que sa surface extérieure 17 serve de surface de glissement au piston annulaire 7. Le raccord 3 du couvercle de cylindre 2 est relié par une conduite 18 au raccord 19 de la soupape de frein à plusieurs circuits 20. Le raccord 23 est relié par la conduite 24 au réservoir d'air 25, tandis que le raccord 26 est relié par la conduite 27 au réservoir d'air 28. Les réservoirs 25 et 28 sont raccordés par une soupape de sûreté à plusieurs circuits 29 et communiquent par la conduite 30 avec la source d'alimentation en air non représentée. Le cylindre hydraulique pour plusieurs circuits 14 est raccordé par les conduites 91 et 32 aux différents circuits hydrauliques de freinage. La figure 3 représente un autre modèle de dispositif de cylindres de freins pour plusieurs circuits en vue d'actionner mécaniquement les frains des roues. Le piston intérieur 6 est pourvu ici d'un tube supplémentaire 33 et porte en son centre une tige libre 34, avec une fourche à oeil 35 et un soufflet de protection 36.La face frontale 12 du corps de cylindre 1 porte un tube de guidage 31. L'oeil de la fourche 35 est destiné au passage d'un boulon 38, entratnant un levier de frein non représenté. Un autre cylindre de frein pour plusieurs circuits selon l'invention 39 est relié par les conduites 40 et 41, d'une part, au raccord 3 du premier cylindre et, d'autre part, au raccord 42 de la soupape de frein à plusieurs circuits 43, qui est actionnée mécaniquement.La conduite 45 va du raccord 46 de la soupape 43 au raccord 4 du couvercle de cylindre 2 et, par la conduite 44, au second cylindre de frein pour plusieurs circuits 39. Par la conduite 48, le raccord 47 est en communication avec une tête d'accouplement 49. Une autre tête d'accouplement 50 est reliée par une conduite 51 à la conduite d'alimentation 52 du réservoir 53. De plus, la conduite 52 est branchée sur le raccord 54 de la soupape de frein 43. A cette soupape 43 sont également reliés le réservoir 55, par la conduite 56, et le réservoir 58, par la conduite 59 et le raccord 60. La soupape -de sdreté à plusieurs circuits 61 est en communication par les conduites 62, 63, 64, respectivement avec les réservoirs 55, 58 et 53. La conduite 65 est raccordée à une source d'alimentation en air non représentée. La figure 4 représente un cylindre de frein pour plusieurs circuits suivant le principe de la figure 1, en combinaison avec une soupape de commande à plusieurs circuits. Les raccords 3 et 4 sont spécialement construits pour cette combinaison.Ils sont reliés directement à la soupape de commande 66. Le raccord 3 est conjugué au piston 68 et le raccord 4 au piston 69 de la soupape de commande à plusieurs circuits 66. Le raccord 70 est en communica 3on, par la conduite 71, avec le réservoir d'air 72, tandis que le raccord 73 communique,par la conduite 74, avec le réservoir 75. La tête d'accouplement 76 est reliée par la conduite 77 au raccord 78. lie cylindre hydraulique principal 79 est en communication,d'un c8té, par la conduite 80 avec le raccord 81, et, de l'autre côté, par la conduite 82 avec le raccord 83 de la soupape de commande à plusieurs circuits 66. Le piston hydraulique étage 84 communique, par sa :?re circulaire 85, l'espace 86, le trou 87, le raccord 81 et la conduite 80, avec le cylindre hydraulique 79 auquel ce même piston est relié, d'autre part, par sa surface annulaire 88, l'espace 89, le trou 90, le raccord 83 et la conduite 82.Un ressort 91 coopère avec le piston étagé hydraulique 84, d'une part, et avec le piston de commande pneumatique 69, d'autre part. Le piston 69 présente un siège d'admission 92 et la soupape double 93 le ferEx dans la position de départ.L'espace 94 du piston de commande 69 communique par le trou 95 et l'espace 96, avec le raccord 73sL-e piston de commande 68 porte les sièges d'admission 97 et 98. lia soupape double 99 obt aNne en position de départ le siège d'adais- sion 100. L'espace 101 communique avec le raccord 70. La soupape double 99 présente un trou 102, qui relie à l'atmosphère, par l'intermédiaire du filtre de purge d'air 103, les espaces 104 et 105. Les soupapes 106 et 107 servent à purger l'air des espacee 89 et 86 du piston étagé hydraulique 84. Le fonctionnement du cylindre de frein à circuit multiple selon l'invention va être expliqué ci-après en référence aux figures 2, 3 et 4. D'après la figure 2, l'air arrive des réservoirs 25 et 28 devant les orifices d'admission des soupapes par les conduites 23 et 26. Si la soupape de frein à plusieurs circuits 20 est actionnée, l'air passe par les conduites 19 ou 22 et les conduites 18 ou 21 dans les raccords 3 ou 4 du cylindre de frein pour circuit multiple selon 7'invention. Blair admis par le raccord 3 agit sur le piston intérieur 6, tandis que l'air qui arrive par le raccord 4 agit simultanément sur le piston annulaire 7.Par cette action simultanée sur les pistons 6 et 7 9 les forces exercées par ces pistons s 'additionnent et se transmettent par la tige de piston 11, sous la forme d'efforts de freinage, sur le cylindre hydraulique principal 14. Si on relâche les freins, le ressort de rappel 19 ramène ensemble les pistons 6 et 7 dans leur position de départ. En cas de défaillance d'une pièce, rupture de la conduite l8, par exemple, le piston 6 nDest plus soumis à la pression de l'air comprimé, qui arrive plus, par la conduite 21 et le rac cord 4, qu'au piston annulaire 7.Par l'action exercée sur ce piston 7, le piston intérieur est forcément entraîné par le collet 9 et l'opération de freinage s'effectue ainsi par l'intermédiaire de la tige de piston 11. Si, par contre, c'est la conduite 21 qui devait se rompre, le piston intérieur 6 subirait directement l'action de l'air arrivant par la conduite 18 et le raccord 3 et le freinage s'exécuterait pareillement par l'intermédiaire de la tige de piston 11. Comme le montre la figure 3, il est prévu que les circuits de freins pour circuit multiple selon l'invention s'adaptent à une installation de freinage de roues pouvant être commandée mécaniquement. A cette fin, le cylindre 39, par exemple, est mis en relation avec l'essieu avant et le second cylindre, en relation avec le pont arrière. L'air provenant des réservoirs 55, 58 et 53, arrive par les conduites 56, 59 et 52, à la soupape de frein à plusieurs circuits 43. En même temps, l'air du réservoir 53 parvient par la conduite 51 à la tête d'accouplement 50, comme conduite de remplissage pour la remorque. Si on actionne les freins, l'air comprimé passe simultanément par les conduites 45 et 44, 41 et 40,les raccords 3 et 4, dans le cylindre de frein et agit sur le piston intérieur 6 et sur le piston annulaire 7.Par cette action, se répercutant sur la tige de piston 34, ainsi que sur la fourche 35 et le boulon 38, les freins de roues sont appliqués. En cas de dé faillance d'une pièce, rupture de la conduite 45, par exemple, les pistons annulaires 7 des deux cylindres ne subissent plus aucune pression. L'air comprimé, arrivant par les conduites 41 et 40 ainsi que par les ressorts 3, agit sur le piston intérieur 6 dans les deux cylindres et, contrairement aux systèmes de freinage à plusieurs circuits connus, provoque, par l'intermédiaire des tiges de piston 34 dans les deux cylindres, le freinage des roues de l'essieu avant et du pont arrière. En manoeuvrant les freins, on envoie en même temps, par le raccord 47, la conduite 48 et la tête d'accouplement 49, l'air dans la conduite de frein de la remorque en assurant ainsi le freinage de celle-ci. Comme représenté dans la figure 4, l'air provenant des réservoirs 72 et 75 arrive respectivement par la conduite 71 et le raccord 70 dans l'espace 101 et par la conduite 74, le raccord 73, l'espace 96 et le trou 95 dans l'espace 94. Si les freins sont actionnés par l'intermédiaire du cylindre hydraulique principal 79, la surface circulaire 85 du piston étagé 84 reçoit l'air comprimé passant par la conduite 80, le raccord 81 et le trou 87,en même temps que la surface annulaire 88 du même piston 84 reçoit la pression de l'air arrivant par la conduite 82, le raccord 83 et le trou 90. Le piston étagé 84 est ainsi repoussé contre l'action du ressort 91 et entrain les pistons de commande 69 et 68.Les soupapes doubles 93 et 99 ferment les orifices d'échappement 97 et 98 et ouvrent les orifices d'admission 92 et 100. L'air comprimé passe alors, d'une part, de l'espace 94, par l'orifice d'admission 92 ouvert, dans l'espace 105 et, par le raccord 4, sur le piston annulaire 7; d'autre part, par l'autre orifice d'admission 100 ouvert, l'air comprimé passe de l'espace 101 dans l'espace 104 et, par le raccord 3 , sur le piston intérieur 6. En même temps, l'air comprimé destiné à actionner les freins de la remorque passe de l'espace lO4, par le raccord 78 et la conduite 77 à la tête d'accouplement 76. Par la pression exercée sur les pistons 6 et 7 et l'intermédiaire de la trge de piston ll, le cylindre hydraulique principal pour circuit multiple entre en action et le freinage s'effectue.Si on relâche les freins, les soupapes doubles 99 et 93 obturent les orifices d'admission 100 et 92,ouvrent les orifices d'échappement 97 et 98, de sorte que l'air comprimé sortant du cylindre de frein peut s'échapper dans 1 'atmos- phère par le trou 102 de la soupape double 99 et le filtre 103.En cas de défaillance d'un circuit d'air comprimé, le fonctionnement du cylindre de frein pour circuit multiple est le mAme que celui décrit pour le dispositif réalisé suivant la figure 2. Il convient de mentionner spécialement que, dans la disposition représentée dans la figure 3, par exemple, pour air comprimé pur à l'opposé des systèmes de freins à plusieurs circuits connus,dans lesquels, sur des véhicules à deux essieux, par exemple, un essieu peut encore être freiné en cas de panne d'un circuit - selon l'invention, le freinage peut toujours être appliqué aux deux essieux, ce qui provoque un ralentissement comparativement plus grand du véhicule. REVENDICATIONS l.- Dispositif de cylindres de freins pour circuit multiple,pour freins de véhicules en particulier, dans lequel plusieurs cylindres avec pistons, placés axialement l'un dans l'autre, sont conjugués chacun à un circuit, dispositif caractérisé en ce que le piston central est entouré de pistons annulaires et des cylindres leur appartenant, chaque piston annulaire étant guidé par le piston intérieur ou le cylindre de celui ci, correspondant. 2.- Dispositif de cylindres de freins pour circuit multiple sui vant revendication 1, caractérisé en ce que chaque piston intérieur présente une surface périphérique constituée pour servir de surface de glissement au piston annulaire venant directement à la suite du piston vers l'extérieur; 3.- Dispositif de cylindres de freins-pour circuit multiple sui vant revendication 1, caractérisé en ce que les Qvlinrres placés axialement l'un dans l'autre présentent chacun,ussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur, des surfaces de glisse ment pour les pistons. 4.- Dispositif de cylindres de freins pour circuit multiple sui vant revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il se cons truit sur une paroi arrière commune, qui présente, à la hau teur des différents pistons ou pistons annulaires des rac cords pour le branchement des conduites amenant à ces pistons l'agent de pression les actionnant directement. 5.- Dispositif de cylindres de freins pour circuit multiple sui vant revendications l à 4, caractérisé en ce que chacun des pistons comporte un élément d'entraînement du piston adjacent. 6.- Dispositif de cylindres de freins pour circuit multiple sui vant revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément porté par chaque cylindre pour entraider le cylindre adjacent est disposé pour que cet entrainement ne se produise que dans la zone de la course utile. 7.- Dispositif de cylindres de freins pour circuit multiple sui vant revendications 1 à 6, caractérisé en ce que tous les pistons sont soumis à l'action d'un ressort de rappel commun. 8.- Dispositif de cylindres de freins pour circuit multiple sui vant revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pistons, ou pistons annulaires,ont chacun une surface active de gran deur différente. 9.- Dispositif de cylindres de freins pour circuit multiple sui vant revendications l à -8, caractérisé en ce que, constitué par plusieurs pistons et cylindres, il est raccordé à une ins tallation de freinage à plusieurs circuits, chaque piston étant placé dans le circuit qui lui est propre. 10.- Dispositif de cylindres de freins pour circuit multiple sui vaut revendications l à 9, caractérisé par le fait qutil est relie à une soupape de commande à plusieurs circuits de ma nière que chaque piston,ou piston annulaire, coopère avec un piston de la soupape de commande.