Brevet FR2085204A1 — publié le 19711224

La présente invention concerne un système de freinage et de verrouillage de freins à air comprimé pour véhicule comprenant au moins un cylindre de freinage muni d'un dispositif de verrouillage à air comprimé à double commande positive. Par fl dispositif de verrouillage à air comprimé à double commande positive " on entend un dispositif dans lequel les organes de verrouillage du cylindre sont à actionnement pneumatique et dans lequel le verrouillage aussi bien que le déverrouillage sont commandés par envoi d'air comprimé. Un tel dispositif a été décrit dans la demande de brevet français du 17 Eai 1968, au nom des Demandeurs, pour n Dispositif de verrouillage de freins à air comprimé pour véhicules automobiles ff. Un des avantages de ce genre de dispositif est qu'unie fuite sur un circuit d'air comprimé ne saurait provoquer un verrouillage intempestif des freins. Dans le système décrit dans la demande précitée, les organes de verrouillage du cylindre de freins sont commandés par une bolte de manoeuvre alimentée à partir d'un réservoir d'air comprimé auxiliaire. Or dans les véhicules automobiles munis dtun dispositif de verrouillage à air comprimé, on tend à supprimer le frein mécanique d'immobilisation à l'arrêt. I1 est donc indispensable que les freins puissent être verrouillés m8me si le réservoir auxiliaire en question est défaillant. C'est pourquoi le Code de la Route stipule que le verrouillage des freins doit pouvoir être effectué à partir de deux réservoirs distincts. Ltinvention a notamment pour but de résoudre ce problème en permettant de commander le verrouillage des freins à partir de deux réservoirs distincts d'air comprimé et de sélectionner automatiquement celui des deux réservoirs qui est en état de marche, si l'un des deux est défaillant. Selon l'invention, le système de freinage et de verrouillage de freins à air comprimé pour véhicule comprenant au moins un cylindre de freinage muni d'un dispositif de verrouillage à air comprimé à double commande positive est caractérisé en ce qutil comporte un robinet multiple comprenant au moins deux dispositifs obturateurs et un levier de manoeuvre pour actionner simultanément ces deux dispositifs obturateurs, le système comportant en outre deux réservoirs d'air comprimé reliés respectivement à une entrée de chacun de ces dispositifs obturateurs et un organe comparateur de pression présentant deux entrées reliées respectivement à une sortie de chacun des dispositifs obturateurs et une sortie connectée à l'entrée de commande de verrouillage des freins. Le comparateur de pression sélectionne ainsi automatiquement celui des deux réservoirs qui est à la plus forte pression. Si l'un des deux réservoirs est défaillant il est de ce fait éliminé et le second réservoir est choisi pour actionner le verrouillage. Selon une réalisation préférée de l'invention, le robinet multiple comporte un troisième dispositif obturateur relié à lten- trée de commande de déverrouillage des freins. Le système comporte en outre une double valve d'arrêt dont les entrées sont reliées respectivement à la sortie du comparateur de pression et à la sortie de ce troisième dispositif obturateur et dont la sortie est connectée à une entrée de commande de freinage du cylindre de frein. Ainsi le robinet multiple permet de commander le verrouillage et le déverrouillage des freins ainsi que le freinage du véhicule. Selon une réalisation avantageuse de l'invention, les dispositifs obturateurs du robinet multiple comportent un mécanisme détendeur progressif de façon à obtenir une pression d'air qui soit fonction de la position du levier de manoeuvre. On obtient de la sorte un freinage progressif et d'autre part on peut, lors d'un arrêt momentané du véhicule, appliquer aux freins une pression d'air inférieure à la pression maximale prévue pour le freinage en marche. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront encore dans la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, on a représenté plusieurs réalisations de l'invention. La fig. 1 est un schéma d'un système de freinage et de verrouillage conforme à l'invention. La fig. 2 est une vue en plan du robinet multiple utilisé dans le schéma de la fig. 1. La fig. 3 est une vue en coupe, suivant III-III de la fig. 2, du robinet en position de repos. La fig. 4 est une vue en coupe, suivant IVI\r de la fig. 2, du robinet en position de repos. La fig. 5 est une vue analogue à la fig. 4, le robinet étant représenté en position de freinage. La fig. 6 est une vue en coupe, suivant VI,VI de la fig. 2, du robinet représenté en position de verrouillage des freins. La fig. 7 est une vue partielle en élévation à échelle agrandie, avec coupe partielle, d'une deuxième réalisation du robinet multiple. La fig. 8 est une vue latérale suivant VIII,VII de la fig. 7. Le système de freinage et de verrouillage représenté schématiquement à la fig. 1 comprend un robinet de freinage 1 à pédale qui, dans la version représentée, est à double corps, étant entendu que l'invention s'applique aussi bien à un système comportant un robinet à simple corps. Un premier corps 2 est alimenté en air comprimé par un réservoir 3 et est relié à l'entrée de commande de freinage du cylindre 4 actionnant les freins des roues avant d'un véhicule. Le second corps 5 du robinet 1 est alimenté à partir d'un second réservoir 6 et est connecté à entrée 7 de commande de freinage principal d'un cylindre 8 qui actionne les freins des roues arrière du véhicule. Les réservoirs 3 et 6 sont alimentés en parallèle par un compresseur d'air 9 par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 11. Le cylindre 8 de freinage des roues arrière présente, d'une façon en elle-même connue, une entrée 12 de commande de freinage de secours. Le cylindre 8 peut comporter un double piston ou des pistons télescopiques, par exemple comme il est décrit dans la demande du 14 Avril 1969 déposée au nom des Demandeurs pour " Double cylindre de sécurité pour système de freinage à air comprimé de véhicules automobiles ". Mais l'invention s'applique éga- lement à un cylindre de freinage à simple piston, si le système de freinage ne comporte pas de circuit de secours. Le cylindre 8 comprend un dispositif 15 de verrouillage des freins actionné par air comprimé et à double commande positive, au sens défini plus haut. On a décrit un tel dispositif dans les demandes du 17 NVi 1968 et du 14 Avril 1969 précitées. Le dispositif en question présente une entrée 13 de commande de verrouil- lage et une entrée 14 de commande de déverrouillage des freins. Tous les éléments mentionnes jusqu'ici sont connus et ne nécessitent pas plus ample description. Il est simplement rappelé, pour faciliter la compréhension, que l'on provoque le verrouillage et le déverrouillage des freins par l'envoi d'air comprImé respectivement aux entrées 13 et 14. Pour actionner le dispositif 15 de verrouillage et remplir encore d'autres fonctions qui seront explicitées plus loin, ltinven- tion prévoit un robinet multiple 16. Dans la version représentée, ce robinet 16 comprend trois dispositifs obturateurs, 17 à 19, qui seront décrits plus loin. Les entrées des dispositifs obturateurs 18 et 19 sont reliées en parallèle à un réservoir d'air comprimé 21. L'entrée du troisième dispositif obturateur 17 est reliée à un autre réservoir 22. Les réservoirs 21 et 22 sont alimentés en air comprimé par le compresseur 9. Pour simplifier le vocabulaire, les trois dispositifs 17, 18, 19 seront désignés dans la suite par n obturateurs ". Les sorties des obturateurs 17 et 18 sont respectivement reliées aux deux entrées d'un organe 23 comparateur de pression. Dans la réalisation représentée, cet organe 23 est une double valve d'arrêt. On sait qu'on appelle ainsi une valve à deux entrées et une sortie agencée pour laisser passer l'air de l'une quelconque de ses entrées vers sa sortie, sans qutil y ait jamais communication entre les deux entrées. La sortie de la valve 23 est reliée d'une part à l'entrée 13 de commande de verrouillage et d'autre part à une première entrée d'une autre double valve d'arrêt 24. La sortie de cette valve 24 est connectée à l'entrée 12 de commande de freinage de secours. La sortie du troisième obturateur 19 du robinet 1 est reliée d'une part à l'entrée 14 de commande de déverrouillage et d'autre part à la deuxième entrée de la double valve d'arrêt 24. Le robinet multiple 1 comprend encore un levier de manoeuvre 25 agencé, comme on le verra plus loin, pour actionner simultahé- ment les deux obturateurs 17 et 18. Ltobturateur 19 est actionné dans une autre position du levier 25. Le fonctionnement général du système est le suivant : Quand on manoeuvre le levier 25 dans le sens de la flèche f, les deux obturateurs 17 et 18 stouvrent simultanément et transmettent les pressions des réservoirs 21 et 22 respectivement à chaque entrée de la double valve d'arrêt 23. Cette valve compare ces deux pressions, qui en général sont légèrement inégales, et transmet à sa sortie la plus forte de ces deux pressions. Si l'un quelconque des deux réservoirs 21 et 22 est à une pression anormalement basse, il est isolé par la valve 23 qui transmet à sa sortie la pression de l'autre réservoir. Dans le cas exceptionnel où les deux réservoirs seraient rigoureusement à la même pression, la valve 23 resterait à sa position de repos et transmettrait à sa sortie cette pression commune.Les deux réservoirs 21 et 22 seraient alors mis en communication momentanée, ce qui n'offrirait aucun inconvénient puisqu'ils se trouveraient à la mime pression. On comprend dans ces conditions que, dès lors qu'un au moins des réservoirs 21 et 22 présente une pression suffisante, les freins sont serrés et verrouillés. Si on manoeuvre le levier 25 dans le sens de la flèche t;, ltob- turateur 19 transmet la pression du réservoir 21 à l'entrée 14 de commande de déverrouillage et à l'entrée 12 de commande de freinage de secours, par l'intermédiaire de la double valve d'arrêt 24. Comme il est expliqué dans la demande précitée du 17 Eai 1968, la pression appliquée à l'entrée 12 supprime le coincement ou l'arc-boutement des organes de verrouillage 15, ce'qui permet la pression appliquée à l'entrée 14 de déverrouiller les freins. Si les freins sont déjà déverrouillés, le véhicule étant par exemple en marche, on réalise ainsi le freinage du véhicule. Avec le schéma de la figure 1, ce freinage est le freinage de secours, le freinage principal étant commandé par le robinet classique 1. on on comprend que le robinet multiple 16 peut aussi bien être utilisé pour commander un cylindre ayant une seule entrée de commande de freinage. Dans ce dernier cas, la sortie de la valve 24 et celle du robinet classique 1 sont reliées à l'entrée unique de commande de freinage par une double valve d'arrêt supplémentaire. On va maintenant décrire, en référence aux fig. 2 à 6 la structure du robinet multiple lo. Les deux obturateurs 17 et 18 sont de configuration semblable. Chacun dteux comporte une chambre 31 et un cylindre 32 dans lequel est logé un mécanisme détendeur ou réducteur progressif de pression. La chambre 31 et le cylindre 32 communiquent par un orifice 33 qui peut être obturé par un clapet 34 soumis à l'action d'un ressort de rappel 35. la chambre 31 est fermée par un bouchon 36 vissé dans le corps du robinet avec interposition d'un joint d'étanchéité et percé d'un orifice d'entrée 37 qui est relié au réservoir 21 ou 22 respectivement. Le cylindre 32 présente un orifice 38 relié respectivement à l'une ou l'autre des entrées de la double valve d'arrêt 23. Le mécanisme détendeur comprend, d'une façon en elle-meme con un ure piston 39 qui coulisse de façon étanche dans le cylindre 32. Le piston 39 porte une tige de poussée 42 dirigée vers le clapet 34 et une tige de guidage 43 dirigée à ltopposé. Les deux tiges 42, 43 et le piston sont percés d'un canal axial 41. Un pous soir 44 en cloche ferme le cylindre 32 à son extrémité opposée au clapet 34. Ce poussoir 44 est percé d'un alésage axial dans lequel coulisse la tige de guidage 43 et qui débouche dans deux canaux radiaux orthogonaux 45, 46 qui relient le canal axial 41 à l'atmosphère. Le piston 39 est soumis à l'action de deux ressorts antagonistes.Un ressort principal 47 prend appui sur le poussoir 44 et tend à appuyer la tige de poussée 42 sur le clapet 34 et à faire ouvrir ce dernier. Un ressort. 48 de rappel tend à écarter la tige 42 du clapet 34. i,obturateur 19 est de structure similaire aux obturateurs 17 et 18 et comporte également une chambre 51 et un cylindre 52 qui communiquent par un orifice obturable par un clapet 53. La chambre 51 présente un orifice d'entrée 54 relié au réservoir 21 et le cylindre 52 a un orifice 55 relié à l'une des entrées de la valve 24 et également à entrée 14 de commande de déverrouillage. L'obturateur 19 comporte un mécanisme détendeur analogue à celui qui a été décrit plus haut. Ce mécanisme comprend un piston 56 qui porte une tige de poussée 57 et une tige de guidage 58 et soumis à l'action d'un ressort principal 84 et d'un ressort de rappel 85. Le poussoir 59 est, dans cet obturateur, percé d'un trou axial borgne 61, dans lequel coulisse la tige de guidage 58 et la jupe de ce poussoir est percée d'un canal radial 62 qui débouche dans une rainure périphérique 63 ménagée dans la surface extérieure de cette jupe. Le cylindre 52 présente, au niveau de cette rainure 63, un orifice d'échappement 64 muni d'un filtre 65. De son côté, la tige de guidage 58 est percée de deux canaux radiaux orthogonaux 66, 67 qui mettent le canal axial 68 en communication avec la partie du cylindre 52 qu est fermée par le poussoir 59 et relient ainsi le canal axial 68 à l'atmosphère à travers le canal 62 et l'orifice 64. Le robinet multiple 16 comporte encore un mécanisme de manoeuvre qui comprend un axe 71 orthogonal aux axes des obturateurs 17 à 19 et disposé parall.èlement au plan défini par les axes des deux obturateurs 17 et 18. Cet axe 71 pivote dans deux flasques 72 (fig. 3) fixés au corps du robinet 16. Sur cet axe 71 est enfilé un manchon 73 dans lequel est vissé le levier 25. Le manchon 73 prés ente une saillie plate 74 qui surplombe les deux obturateurs 17 et 18 et est percée à ses extrémités de deux trous dans lesquels passent deux vis 75 maintenues par des écrous 76 et disposées respectivement à l'aplomb des obturateurs 17 et 18. Une vis 77 fixée dans le corps du robinet 16 et bloquée par un contre-écrou 78 constitue une butée pour la saillie 74. A l'opposé de la saillie 74, le manchon 73 porte me cheppe 79 qui supporte deux galet;s 81, 82 disposés au-dessus de l'obtura- teur 190 Un capot 83 protège le mécanisme de manoeuvre0 Le robinet 16 fonctionne de la façon suivante Lorsque le levier 25 est en position A de repos (fig. 3 et 4) les têtes des vis 75 affleurent les poussoirs 44 des obturateurs 17 et 18 et le galet 81 affleure le poussoir 59 de l'obturateur 190 La saillie 74 n'est pas au contact de la butée 77o Les trois poussoirs exercent alors une pression minimale sur 7.es ressorts prinni.paux 47 et 84 des trois mécanismes détendeurs, les pistons 39 et 56 sont repoussés par leurs ressorts de rappel 48 et 85 et les trois clapets 34 et 53 sont fermés les deux réservoirs 21 et 22 sont ainsi isolés et le cylindre de freinage 8 ainsi nue les organes 15 de commande de verrouillage et de déverrouillage sont reliés à l'atmosphère par les canaux axiaux 41 et 68, les canaux 45, 46, 67 et les orin ces 62 et 64 respectivement0 ta position A est non seulement la position de repos, mais correspond aussi à la position de marche norrnale sur route, Lorsqu'on amène le levier 25 en position B (fig. 5) > les vis 75 sPécarteSt des poussoirs 44 de sorte que les obturateurs 17 et 18 restent dans leur position de repos, comme à la fig0 4. tes galets 81 et 82 enfoncent le poussoir 58 de l'obturateur 19 et compriment le ressort principal 84 qui déplace le piston 56.La tige de poussée 57 vient au contact du clapet 53 et écarte celuici de son siège. t1 orifice 55 est ainsi d'une part isolé de l'at oosphère, le cabal axial 68 étant obturé à une de ses extrémités par le clapet 53, et d'autre part relié au réservoir 21 à travers la section de passage dégagée par le clapet 53o La pression d'air s'élève ainsi à l'orifice 55 et en mAsme temps réagit sur le piston 56 en s'opposant au ressort principal 84o t'équilibre du piston 56 est établi lorsque la section de passage dégagée par le clapet 53 est telle que la pression à l'orifice 55 contrebalance la force du ressort 84.On obtient de cette façon une pression qui est fonction du déPlacement du poussoir 59o Avec le levier 25 en position B, le poussoir 59 n'est pas enfoncé au maximum, de sorte que la pression à l'orifice 55 est inférieure à la pression du réservoir 210 Si le réservoir 21 est, par exemple à une pression de 7,5 bars, on obtient en position B une pression de l'ordre de 5 bars à 12 orifice 55. En se reportant au schéma de la fig. 1, on voit que, dans cette position, les freins sont déverrouillés et serrés sous une pression de 5 bars, inférieure à la pression maximale de freinage0 lia pression croit au reste de façon progressive jusqu'à cette valeur de 5 bars pendant quton amène le levier 25 de A en B. La position B est prévue pour une immobilisation temporaire à l'arrêt du véhicule lorsque celui-ci est arreté pendant un certain temps par un obstacle (par exemple passage à niveau fermé ou montée des passagers dans un autocar'-O Dans ce cas, on n'a pas à absorber la Iorce vive du véiiicule et il suffit ae freiner sous une pression modérée, ce qui réduit la fatigue des freins Si on amène le levier 25 jusquZa la position C (fig. 5), le galet 82 enfonce d'avantage le poussoir 59 et la pression ae freinage augmente jusqutà la pression du réservoir 21, par exemple 7,5 bars0 Cette position C correspond dtune part au freinage de secours du véhicule en marche et d'autre part au déverrouillage des freins comme il a été dit plus haut0 Lorsque le levier 25 est amené en position D (fig.6), les galets 81 et 82 se relèvent et 11 obturateur 19 revient à sa position de repos qu'il occupait à la fig. 4.D'autre part la saillie 74 vivent au contact de la butée 77 et les vis 75 enfoncent les poussoirs 44 des deux obturateurs 17 et 18o D'une manière analogue à ce qui vivent d-etre décrit, on obtient aux orifices de sortie 38 e-ces obturateurs une pression qui croft progressivement pendant lJenIon- cement des poussoirs jusqusà une valeur déterminée par le réglage de la butée 77 et en tout cas inférieure à la valeur (5 bars) correspondant au freinage à l'arrêt (position B).Comme on l'a expliqué en référence à la fig0 1, la double valve d'arrêt 23 fonctionne alors en comparateur de pression et transmet au cylindre 8 la plus élevée des pressions des deux réservoirs. Les freins arrière du véhicule sont serrés et verrouillés, mme si l'un des deux réservoirs 21, 22 cst à une pression anormalement basset On voit que l'invention permet åSassurer en toute sécurité le verrouillage des freins à l'arrêt. Il assure d'autre part un freinage progressif en marche et permet d'immobiliser temporairement le véhicule à l'arrêt avec une pression de freinage réduite, Dans la réalisation représentée aux fig. 7 et 8, le robinet multiple comprend, outre les organes déjà décrits, un système de contacts électriques pour la commande de l'ouverture et de la fermeture des portes du véhicule. Ces contacts sont, dans la version représentée, contenus dans un interrupteur 91 du genre désigné par n microrupteur 't et actionnés par une tige 92. Les contacts de l'interrupteur 91 sont insérés dans un circuit, non représenté, qui comporte des électrovannes commandant l'ouverture et la fermeture des portes du véhicule. Autre part l'axe 71 du mécanisme de manoeuvre du robinet multiple est prolongé d'un côté au-delà du support 72 et porte une embase 93 fixée au moyen d'une vis à cuvette 94. Sur cette embase est vissée une came 95 en forme de doigt dont l'extrémité vient au contact de la tige 92 du microrupteur 91. Le profil de la came 95 et son positionnement par rapport à l'axe 71 sont tels que les portes du véhicule s'ouvrent quand le levier 25 est dans une position E (fig. 7) intermédiaire entre la position C (freinage de secours et déverrouillage) et la position B (immobilisation temporaire à l'arrêt). D'autre part la came 95 commande la fermeture des portes quand le levier 25 se trouve entre la position B et la position A (repos et marche normale). Ainsi si le conducteur du véhicule fait passer brusquement le levier 25 de B en A au moment du démarrage, les portes se referment avant que les freins ne soient complètement desserrés et que le véhicule puisse effectivement démarrer. Dtautre part, les portes ne s'ouvrent que si les freins sont serrés. En asservissant la fermeture des portes au freinage, 1 rinven- tion assure ainsi une complète sécurité, ce qui est spécialement important pour des véhicules tels que les autocars. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites et de nombreuses variantes d'exécution peuvent être ap portées à celles-ci sans quton sorte du domaine de cette invention. REVENDICATIONS 1 - Système de freinage et de verrouillage de freins à air comprimé pour véhicule comprenant au moins un cylindre de freinage muni d'un dispositif de verrouillage à air comprimé à double commande positive, caractérisé en ce qu?il comporte un robinet multiple comprenant au moins deux dispositifs obturateurs et un levier de manoeuvre pour actionner simultanément ces deux dispositifs obturateurs, le système comportant en outre deux réservoirs d'air comprimé reliés respectivement à une entrée de chacun de ces dispositifs obturateurs et un organe comparateur de pression présentant deux entrées reliées respectivement à une sortie de chacun des dispositifs obturateurs et une sortie connectée à l'entrée de commande de verrouillage des freins. 2 - Système conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le robinet multiple comporte un troisième dispositif obturateur dont l'entrée est reliée à l'un des réservoirs précités d'air comprime et dont la sortie est connectée à l'entrée de commande de déverrouillage des freins. 3 - Système conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qutil comprend une double valve d'arrêt dont les deux entrées sont reliées respectivement à la sortie de l'organe comparateur de pression et à la sortie du troisième dispositif obturateur et dont la sortie est connectée à une entrée de commande de freinage du cylindre de frein. 4 - Système conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs obturateurs comportent un mécanisme détendeur progressif de façon à obtenir à la sortie des dispositifs obturateurs une pression d'air qui soit fonction de la position du levier de manoeuvre. 5 - Système conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe comparateur de pression est une double valve d'arrêt. 6 - Système conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que le troisième dispositif obturateur comporte un mécanisme détendeur progressif. 7 - Système conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le robinet multiple comporte un ensemble de contacts électriques insérés dans le circuit de commande d'ouverture et de fermeture des portes du véhicule, et une came solidaire du levier de manoeuvre de ce robinet et agencée pour actionner cet ensemble de contacts. 8 - Système conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que le profil et le positionnement de la came précitée sont tels que l'ouverture des portes ne se produise que lorsque les freins sont serrés sous une pression d'air déterminée et que la ferme- ture des portes se produise avant que les freins ne soient complètement desserrés.