Brevet FR2085321A1 — publié le 19711224

La présente invention a trait à un système de freinage électrohydraulique convenant, en particulier, à des véhicules ds transport rapides sans y Qtre toutefois limité. Dans un circuit de freinage de secours garantissant la sécurité du véhicule en cas de défaillance, un ressort de mise en charge fixe peut être utilisé par exemple pour serrer mécaniquement un patin de frein contre un disque associé à une roue d'un véhicule de transport, et le disque de frein peut être engrené de manière à tourner à un multiple de la vitesse de rotation de 1 roue du véhicule. Pour soulever ou écarter le potr:i du disque, il faut surmonter la force du ressort en agissant dans un sens opposé à cette force.A cet effet, il suffit dtexciter un solénoïde qui repousse une armature contre un piston prévu dans un maître cylindre en déplaçant une broche ou me tige de poussée en contact avec le piston. te piston principal agit alors sur un liquide contenu dans un circuit hydraulique, exerçant ainsi une pression sur un piston récepteur contenu dans un cylindre récep teur, le piston récepteur transmettant la force de desserrage au patin de frein. Les freins sont ainsi desserrés pour permettre au véhicule de rouler et on peut les resserrer en désexcitant le solénoïde. Le système de freinage garantit la sécurité en cas de défaillance car toute défaillance du système de desserrage des freins permet au ressort de mise en charge de serrer immédiate- ment le patin de rein contre le disque. Le solénOïde, lorsqu'il est excité, déplace l'armature contre une paroi d'extrémité interne d'un boîtier magnétique apres avoir parcouru la petite distance requise pour écarter le patin de frein du disque. Dans le circuit de freinage décrit plus haut, on utilise un dispositif d'actionnement hydraulique qui augmente la dimension de l'intervalle du solénoîde à mesure que le patin ou la garniture du frein s'use. Ceci nécessite, à son tour, un solénoïde relativement grand pour surmonter l'accroissement de cet intervalle lorsque l'on actionne un frein dont un ou plusieurs patins sont usés. Par exemple, pour satisfaire les normes qui exigent une distance d'écartement de 1,27 mm entre le patin et le disque de frein et une usure admissible de 7,6 mm du patin, il faut que le déplacement total du piston du mattre cylindre dans le système décrit plus haut puisse produire un déplacement de 8,89 mn du patin. Ce déplacement du patin exige un solénoïde trop volumineux pour la plupart des applications. Ltinvention a pour but principal de procurer un système de freinage garantissant la sécurité en cas de défaillance qui fonctIonne en toute sécurité sans entre influencé par l'usure des garnitures de frein. Cela étant, l'invention réside dans un système de frei- nage électrohydraulique pour un frein de véhicule comprenant un patin de frein disposé de manière à venir en contact avec une surface de freinage associée à une roue du véhicule, et un ressort de mise en charge qui agit sur le frein et qui repousse le patin en direction de la surface, ce système comprenant un maître cylindre et un cylindre récepteur communiquant l'un avec l'autre et contenant chacun un piston pour former un circuit d'actionnement hydraulique, et un réservoir de liquide de frein disposé en communicetion hydraulique avec le circuit d'actionnement hydraulique, caractérisé en ce qu'un solénorde d'actionnement est associé au maître cylindre et est susceptible d'agir sur le msttr piston et sur le piston récepteur pour actionner le frein de manière à écarter le patin ae frein de la surface contre la force du ressort de mise en charge lorsque le solénoïde est excité, et une valve de commande est associée au maître cylindre pour régir 11 écoulement du liquide de freIn entre le circuit d'actionnement hydraulique et le réservoir, L'invention ressortira clairement de la description détaillée d'une forme d'exécution préférée donnée ci-après, à titre d'exemple uniquement, avec référence au dessin annexé, dans lequel -- la figure 1 est une vue schématique d'un circuit de commande de frein électrohydraulique suivant l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe fragmentaire d'un intervalle de solénoïde à utiliser dans le système de la figure 1, et - la figure 3 est un schéma d'un circuit de recyclage conforme à l'invention. La figure 1-représente schématiquement le circuit de commande de frein suivant l'invention qui est désigné d'une manière générale par la référence 10. Ce circuit comprend un bottier 12, un solénoïde 14 et une armature 16 attaquée par un ressort suiveur 17 disposé entre une extrémité de l'armature et une paroi d'extrémité de boîtier. A l'autre extrémité de l'armature se trouve un intervalle 18 qui permet à l'armature d'avancer lorsque le solénoSde est excité. Dans l'intervalle se trouve une cale ou épaisseur non ferreuse 20. L'armature 16 est reliée mécaniquement à un piston principal ou martre piston 22 par une tige de poussée 23 disposée entre l'armature et le piston. Le piston est disposé dans un mattre cylindre 4 , ce cylindre étant représenté comme faisant partie du boîtier 12 et étant raccordé en communication hydraulique avec un réservoir 26 de liquide de frein par une ouverture 27 prévue dans le bottier ou le cylindre ou par d'autres moyens appropriés. Le piston principal est sollicité par un ressort de rappel 28 et le réservoir est mis @ l'atmosphère par un évent 29. Le maître cylindre 24 est raccordé hydrauliquement un cylindre récepteur 30 et 9 un piston 31 associé par l'intermé- diaire d'un dispositif de réglage de la pression 32 propre maintenir une contre-pression minimale dans le cylindre récepteur de la façon décrite ci-après. Le circuit, représenté sc-ématique- ment sur la figure 1, comprend au moins deux valves 33 et 34 intercalées respectivement dans des conduites de branchement; 35 et 36 elles-memes raccordées entre le maître cylindre et le cylirdre récepteur. Les valves sont du type valves de retenue et sont, en outre, branchées dans des conduites de manière è permettre un écoulement du liquide dans ces sens nespectivement opposés indiqués Far des flèches appropriées, d'une manire décrite plus en détail plus loin. Le piston récepteur 31 est sollicité par In ressort de rattrapage de jeu 37 et est disposé de manière à attaruer et à actionner un support de patin de frein 38 portant un patin de frein 40 qui y est convenablement fixé et qui vivent en contact avec un disque de frein 42. Te disque r.eut être associé à une roue (non représenté d'un véhicule de transport et peut être engrené sur cette roue de manière è tourner à un multiple de la vitesse de celle-ci. Entre le support de patin de frein 38 et un support fixe 44 prévu sur un véhicule de transport associé -(non représenté) est fiyr'- un ressort ce mise et charge relativement isolé servant repousser le patin de frein > 0 contre le disque 42 lorsque le solénoïde 14 est désexcité. valve 50 est prévue dans le martre piston 22 pour régir la quantité de liquide de frein contenue dans le circuit hydraulique, ce circuit hydraulique comprenant le piston principal et le piston récepteur ainsi que le dispositif de réglage de la pression 32 qui raccorde le martre cylindre 24 et le cylindre récepteur 3C l'un à l'autre. Dans la forme d'exécution de la figure 1, la valve comporte une tige 51 qui attaque une extrémité du maître cylindre 24 et un ressort de fermeture 52 disposé de manière h presser la valve contre son siège lorsque le piston 22 s'écarte de l'extrémité du cylindre 24. Le martre piston 22 présente, en outre, une ouverture 53 établissant une communicatior. hydraulique entre la vrlve 50 et la partie du cylindre 24 située c droite du maître-piston. Lorsque le circuit 10 représenté sur la figure 1 est en service, le ressort de mise en charge 45 repousse le patin de frein 40 contre le disque 42 lorsque le solénoïde 14 est désexcité, comme expliqué plus haut; Le maître piston est maintenu à l'extrémité gauche de sa course par le ressort de rappel 28 et la valve 50 est maintenue ouverte tar contact de son prolongement 51 avec la paroi d'extrémité gauche du martre cylindre 24. Le réservoir de liquide de frein 26 est ainsi raccordé au reste du circuit hydraulique pour alimenter ce circuit de liquide. Lorsque le solénoïde est excité tar une source d'énergie électrique appropriée (non représentée), l'armature 16 repousse la tige de poussée 23 vers la droite forçant ainsi le maître- piston 22 se délacer vers la droite contre la force du ressort de rappel 28. Lorsque le piston a parcouru une distance minimale prédéterminée vers la droite, la valve 50 se ferme sous l'action de son ressort: de fermeture 5~. u 11. 1 quide est alors emprisonné entre le mattre piston 22 et le piston récepteur 31 et tout nouveau déplacement du maître piston vers la droite produit une pression hydraulique qui tend à déplacer le piston récepteur contre la force adverse du ressort de mise en charge 45.Le patin de frein 40 est ainsi soulevé ou écarté du disque 42, desserrant donc les freins pour permettre au véhicule de se déplacer. Lorsque le courant du solénoïde 14 est coupé ou réduit dans une mesure prédéterminée, la force du ressort de mise en charge 45 repousse les pistons 31 et 22 vers la gauche et, après une distance prédéterminée, la valve 50 s'ouvre. Si le patin de frein 40 est usé, le piston récepteur 31 force le liquide conte@ dans le circuit hydraulique à refluer dans le réservoir 26 par la valve ouverte 50. Ainsi, e mesure que le patin de frein ;;0 s'use la quantité de liquide pouvant Qtre emprisonnée entre le mattre piston et le piston récepteur est réduite tandis que la levée ou le déplacement du patin de frein et du support 38 pour un déplacement donné de l'armature et du piston, ressue le même. L'intervalle 18 du solénoïde et la force requise pour fermer cet intervalle restent donc en substance inchangés. De même, la charge de freinage, c'est-à-dire la force avec laquelle le patin 40 est presse contre le disque 42, n'est virtuellement pas affecte par ltusure des patins de freins. De plus, comme l'intervalle 18 du solénoide est toujours le même, lorsque la valve 50 se ferme et emprisonne le liquide, un courant donné pour le solénoïde produit toujours la même force, et, par conséquent, la même pression hydraulique pour actionner les freins. Dans le système à armature de solénoïde illustré et décrit plus haut, la force produite par le solénoïde 1 augmente dans une mesure inversement proportionnelle au carré de linter- valle 18 à mesure que l'intervalle se rétrécit, c'est-à-dire à mesure que l'armature se déplace vers la droite dans la forme d'exécution représentée sur la figure 1. Afin de limiter cette force dans la position de fermeture de l'intervalle, l'épaisseur non ferreuse 20 est disposée dans l'intervalle et détermine l'intervalle minimum pour le solénoïde. En vaison des limitations d'espace ou pour d'autres motifs, certaines conduites et certains éléments du circuit hydraulique peuvent être disposés au-dessus du niveau du réservoir 26 et sont done soumis à une pression inférieure à la pression atmosphérique lorsque le solénoTde 14 est désexcité. Par exemple, si la conduite de branchement 35 (sans la valve 33) était disposée au-dessus du réservoir et si la conduite présentait une fuite vers l'atmosphère extérieure, le déplacement du mattre piston 22 vers la gauche réduirait la pression régnant dans la conduite, la pression réduite ayant pour effet d'aspirer de l'air dans le circuit et ainsi de l'engorger d'air et de le rendre inopérant. Pour éviter cet inconvénient, on utilise le dispositif de réglage de la pression 32 (figure 1) pour maintenir une pres- sion minimale dans le cylindre récepteur 30 afin de lui conserver sa capacité dXactionnement des freins. Comme expliqué plus haut, deux conduites de branchement 35 et 36 comportent des valves de retenue correspondantes 33 et 34 qui raccordent le mattre cylindre 24 au cylindre récepteur. Les valves sont branchées de manière à permettre au liquide de sécouler dans un sens et dans le sens opposé dans les conduites, le liquide qui pénètre dans le cylindre récepteur s'écoulant uniquement par la valve 33, par exemple, tan dis que le liquide qui sort du cylindre récepteur stécoule uniquement par la valve 34. Lorsque le solénoïde i4 est excité, du liquide stécoule dans la conduite de-branchement 35 et passe par la valve de restez nue 33. Lorsque le solenoide 14 est désexcité, la valve 33 coupe ltécoulement du liquide de sorte que le liquide traverse à ce moment la valve 34 qui est raccordée de manière à établir un tra y t de retour pour le liquide vers le martre cylindre 24. La valeur de la pression différentielle de la valve est choisie de manière à empocher la pression exercée du cEté cylindre récepteur du circuit de tomber en-dessous dune valeur minimale suffisante pour surmonter les variations transitoires précitées de la dépres- sion et correspondant, de préférence, au moins à la hauteur du point le plus' élevé du circuit au-dessus du réservoir 26. Un circuit sem.blable peut entre prévu pour chaque roue de véhicule ou pour chaque essieu et le circuit représentéschémati quement sur la figure 1 peut entre agencé de manière à serrer un patin de frein contre l'autre face du disque 42, les freins étant simultanément serrés sur les deux faces du disque. La compensation des fuites hydrauliques décrite plus haut assurée par le réservoir 26 et la valve v0 permet un débit de fuite inférieur à celui qui provoquerait le serrage des freins entre les moments où les freins sont habituellement et volontairement serrés. Par exemple, les freins peuvent être serrés (c'està-dire le solénoïde 14 désexcité) à chaque station située le long de la roiite su vie par Un véhicule de transport, @ chacune de ces stations, le mettre piston 22 se déplace vers la gauche pour ouvrir la valve 50 afin de reconstituer le contenu du circuit hydraulique (si nécessaire) comme expliqu Plus haut.Cependant, si le débit des fuites est tel qe les freins se serrent entre deux stations, un blocage des roues se produit entre les stations. Un blocage de roues n'est pas facile à détecter Car le conducteur, par exemple d'un train comportant plusieurs voitures. Un remede à ce genre d'ennui consiste a utiliser un comnutateur à pression connecté de rraniere actionner une lampe témoin lorsque la pression hydraulique tombe en dessous de la valeur requise pour assurer une décélération maximale du véhicule sans bloquer les roues Le conducteur -eut alors désexciter momentanément le solénoTde (pour pouvoir remplir le circuit hydraulique) puis desserrer les freins en appliquant un courant maximal au solénoïde. Ainsi, avec un signal indicateur de basse pression, le conducteur peut amorcer 2. la main une opération de recyclage visant à desserrer les freins du véhicule0 Ce processus de recyclage est effectué automatiquement par le circuit représenté sur la figure 3 et désigné de manière générale par la référence 60, ce circuit constituant un second dispositif servant a compenser les fuites de liquide de frein dans le présent mémoire. Le circuit 60 comnrend un interrupteur sensible la pression 62 comportant au moins deux jeux de contacts 63 et 64 et une chambre sensible @ la pression 65 raccordée au circuit hydraulique par une conduite 66, figure 1. 'autres types d'in- terrupteurs à pression peuvent être utilisés, l'interrupteur à pression de la figure 5 étant représenté qu'à titre d'exemple. Un dispositif de commande de frein 66 est habituellement connecté d'une part aux contacts 63 et 64 et, d'autre part, a une ligne 59 d'une alimentation de courant appropriée, non repré- sentée. Les contacts 3 ont d'autre part raccordés e l'autre ligne d'alimentation par l'intermédiaire d'une lampe témoin 71. Les contacts 64 sont, ar ailleurs, raccordés a un solénoïde 74 et à des contacts normalement ouverts 75 dtun premier relais de retardement 76. Le solénolde 74 est connecté en série entre les contacts 64 et la ligne 70 de l'alimentation électrique. Les contacts 75 sont, en outre, connectés en série a la ligne 70 de l'alimentation électrique par l'intermédiaire d'un solénoïde 78 d'un second relais de retardement 79, ce relais comportant des contacts normalement fermés do connectés en série entre le dispos sitif de commande de frein 68 et la ligne 70 de l'alimentation électrique par ltintermédiaire du solénoïde de commande de frein 14. Pendant le fonctionnement du circuit 60, le dispositif de commande de frein 6 sert à régir la quantité de courant passant par le solénoïde de frein 14, le dispositif 68 étant, en général, actionné par le conducteur du véhicule ; le courant passe dans les contacts connectés en série et normalement fermés 8o du relais 79. Lorsque la pression tombe en dessous d'une valeur prédéterminée dans le circuit hydraulique (figure 1), interrupteur à pression 62 fonctionne pour fermer ses contacts 63 et 64, ces contacts fermant ainsi des circuits pour la lampe témoin 71 et pour le premier solénoide de relais 74, respectivement. Le solé norde 74 est ainsi excité et agit pour fermer ses contacts 75 après un retard prér'glé qA est plus long que celui nécessaire pour produire une pression d'actionnement des freins dans le circuit hydraulique lorsque le solénoSde 14 est excité par l'action- nement du dispositif de commande 68. Lorsque les contacts 75 du relais se ferment, ils ferment un circuit pa passant par le second solénoïde de relais 78 qui est ainsi excité pour ouvrir immédiatement ses contacts normalement fermés -00 Lorsque lescontacts 80 s'ouvrent, le circuit formé entre le dispositif de commande de frein 66 et le solénoide de frein 14 est ouvert, désexcitant ainsi le solénoïde et le circuit hydraulique. Le maître piston 22 peut ainsi momentanément revenir dans sa position de gauche dans laquelle il ouvre la valve 50 pour reconstituer le contenu du circuit hydraulique. Le second relais de retardement 79 est réglé de manière à refermer ses contacts 8Q après une période de temps suffisante pour permettre le retour momentané du mattre piston, la refermeture des contacts provoquant la réexcitation du solénoïde de freinage 14 et le desserrage des freins du véhicule. Avec l'accroissement de la pression hydraulique admis par la désexcitation du solénoïde de frein 14, l'interrupteur pression 62 stouvre, désexcitant ainsi le premier relais 76 et ouvrant ses contacts 75. Le circuit 60 est alors prêt à entamer une nouvelle opération de recyclage. Ainsi, si la pression hydraulique tombe à nouveau en dessous de la valeur necessaire pour actionner ltinterrupteur â pression 62, le cycle de travail précité se répète, la lampe 71 étant allumée et éteinte pour indiquer l'état des freins. REVENDICATIONS 1. Système de freinage électrohydraulique destiné A des freins de véhicule comprenant un patin de frein disposé de manière à attaauer une surface de freinage associée à une roue de véhicule et un ressort de mise en charge qui agit sur le frein pour serrer le patin contre la dite surface, ce système comprenant un maître cylindre et un cylindre récepteur communiquant l'un avec ltautre et contenant chacun un piston afin de former un circuit d'actionnement hydraulique, et un réservoir de liquide de frein disposé en communication avec le circuit dssotionnement hydrau- lique, caractérisé par le fait qu'un solénoSde dtactionnement est associé au mattre cylindre et est susceptible d'actionner le mattre piston et le piston récepteur qui attaque le frein en vue de repousser le patin de frein à partir de la dite surface contre la force du ressort de mise en charge lorsque le solénoïde est excité et qu'une valve de commande est associée au martre cylindre pour régir l'écoulement du liquide de frein entre le circuit d'actionnement hydraulique et le réservoir, 2. Système suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le cylindre récepteur est muni d'un ressort de rattrapage destine a maintenir le piston auxiliaire en contact avec le frein pendant des variations de la dépression régnant dans le circuit d'actionnement hydraulique. 3. Système suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la valve de commande est située dans le mattre piston et est munie d'un dispositif d'actionnement destiné à attaquer une paroi d'extrémité du martre cylindre de sorte que la valve se trouve dans une position d'ouverture complète lorsque le mattre piston attacue la paroi d'extrémité. 4. Système suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que le mattre cylindre et le cylindre récepteur scjnt raccordés l'un à outre par une conduite comportnt au moins deux branchements et une valve de retenue Installée respec- tivement dans chaque banchement, ses valves etant raccordées de manière à permettre au liquide de circuler respectivement dans un sens et dans le sens inve@se dans les branchements et étant, en outre, susceptibles de maintenir une pression minimale dans le cylindre récepteur. 5. Système suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'armature comporte une partie d'ex trémité conique et le boîtier qui entoure l'armature comporte une partie d'extrémité conique de manière à déterminer un intervalle d'actionnement conique. 6. Circuit de recyclage destiné à un système de freinage électrohydraulique coml:ortant un solénoide d'actionnement et un circuit d'actionnement hydraulique, ce circuit comprenant un interrupteur à pression raccordé en communication hydraulique avec le circuit d'actionnement hydraulique, caractérisé par le fait qu'il co..zorend un dispositif de commande du frein connecté électriquement de manière a commander l'excitation du solénoEde d'actionnement du frein, un dispositif à relais normalement ouvert connecté electriquement de manière etre excité par a fermeture de l'interrupteur à pression et un relais normalement fermé connecté électriquement de manière à être ouvert par la fermeture du relais normalement -ouvert, le relais normalement fermé étant un relais de retardement qui se ferme après un laps de temps prédéterminé suivant son ouverture, le relais normalement ferme étant susceptible d'exciter le solénoïde d'actionnement du frein lorsqu'il s'ouvre et de réexciter le solénoïde lorsqu'il se ferme. 7. Circuit de recyclage suivant la revendication 6, caractérisé par le Lait qu'une lampe témoin est connectée électriquement en série avec l'interrupteur à pression et en parallèle avec les relais normalement ouvert et fermé,