Brevet FR2085249A1 — publié le 19711224

La présente invention a pour objet des organes de commande à pression de fluide notamment des organes de freinage pneumatiques ou hydrauliques ou encore hydropneumariques. Pour des raisons de sécurite, on exige de plus en plus une indépendance complète entre le frein principal et le frein de secours. Cette disposition oblige les eonstructeurs d'équipements de freinage pourhicules à prévoir deux cylindres de commande, chaque cylindre agissant sur le dispositif de freinage de telle façon que, sril y a une défaillance dans l'alimentation d'un des cylindres, l'alimentation de l'autre cylindre puisse fonctionner en secours. Un premier perfectionnement apporté à ce type de dispositif a consisté à prévoir deux cylindres indépendants disposés l'un à l'intérieur de l'autre, le piston du cylindre extérieur servant de support à un cylindre intérieur dans lequel est placé un deuxième piston agissant sur la bielle de commande de la timonerie de freinage, les deux pistons étant actionnés par des circuits indépendants. Le fait d'avoir prévu deux cylindres télescopiques a considérablement augmenté l!encombrement des organes de freinage et a amené les constructeurs à envisager d'autres perfectionnements. Ces derniers consistent principalement à supprimer le flasque de fermeture du cylindre de frein de service ainsi que le ressort de rappel commun aux deux pistons et qui s'appuyait sur ce flasque, la conduite d'alimentation du frein de secours étant prévue dans la bielle de poussée. Ceci a permis de diminuer très sensiblement la longueur des cylindres télescopiques mais a augmenté le prix de revient et le temps de desserrage des freins par suite de l'impossibilité de loger des ressorts de rappel dans les cylindres. L'invention a pour but de proposer des organes de commande de freinage plus simples dans leur réalisation, plus robustes et fonctionnant aussi bien avec un fluide sous pression hydraulique qu'avec l'air comprimé utilisé jusqu'à maintenant pour l'alimentation des cylindres télescopiques. A eet: effet, l'invention a pour objet des organes de commande à pression de fluide, notamment des organes de freinage du type comportant un premier piston tou membrane) logé dans un premier cylindre (ou vase à diaphragme) raccordé par une de ses extrémités à une première conduite d'alimentation en fluide sous pression et obturé à son autre extrémité par un flasque de fermeture traversé par un tubegude d'une bielle de poussée et un deuxième cylindre mobile qui est relié à une deuxième conduite d'alimentation en fluide sous pression débouchant dans ledit deuxième cylindre et qui comporte un deuxième piston caractérisé en ce que le piston du deuxième cylindre est constitué par une tige de guidage fixe par rapport au premier piston, en ce que le tube-guide est susceptible de se déplacer de façon étanche sur la tige de guidage et en ce qu'une plaque d'appui la bielle de poussée est fixee dans le tubeoguide et obture le deuxième cylindre à l'unie de ses extrémités. Selon une autre caractéristique de lWinventlonss un un ressort de rappel prend appui sur le tube-guide dune part er sur le flasque de fermeture d'autre part. Cette disposition permet d'u@iliser un seul ressort de rappel de grande puissance pour les deux cylindres. Selon une autre caractéristique tres importante de l'invention, le tube-guide est constitué par au moins quatre pièces p@incipales assemblées une première pièce tubulaire formant le logement de la bielle de poussée, une deuxième pièce tubulaire constituant le deuxième cylindre, une troisième pièce en forme de plaque circulalre maintenue emprisonnée par l'assemblage des deux premières et formant la plaque d appui d la bislle e et une quatrième pièce annulaire assemblée à la deuxième et comportant au moins un joint d'étanchéité applique sur la tige de guidage.Cette forme de réalisation du tube-guide permet dévolter l usinage dFalésages intérieurs de grande longueur et réduit les éléments du tube--guide à des pièces simples. Selon une autre caractéristique de l'invention, la quatrième pièce comporte un épaulement sur laquelle prend appui une extrémité du ressort de rappel. Selon une autre caractéristique de l!invention, le tube-guide comporte sur son pourtour une butée de fin de course. Selon une autre caractéristique de l!invention, le tube-guide est associé à des moyens de verrouillage montés sur le flasque de fermeture. Selon une autre caractéristique de l'invention, le deuxième cylindre est alîmenté en fluide sous pression par une conduite traversant la plaque d'appui. Selon une autre caractéristique de l'invention, une condùite utilisable pour la purge du deuxième cylindre traverse la plaque d'appui de Ia bielle de poussée. Ce mode de liaison des conduites d'alimentation et de purge du deuxième cylindre permet de réaliser un ensemble soudé et rigide entre la plaque d'appui et les conduites avant le montage de ladite plaque entre les deux premières pièces du tube-guide. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, la tige de guidage prend appui sur le premier piston par l'intermédiaire d'une rotule ou bien est fixée rigidement sur ie premier piston. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le tube-guide est fixé rigidement à la bielle de poussée. Lnavantage principal de l'invention reside dansle fait que l'on diminue considérablement lqencombrement longitudinal de l'ensemble des deux cylindres réduit sensiblement à celui d'un seul cylindre de course équivalente. Un seul ressort de rappel de grande puissance sert aussi bien pour le circuit de freinage hydraulique ou de secours que pour le circuit pneumatique ou de service. De plus, en cas d'actionnement simultané des deux circuits, on n'ajoute pas les efforts des freins principaux et de secours mais on obtient seulement-l'effort le plus important. En outre, le dispositif permet d'avoir des courses du piston hydraulique très longues par rapport au diamètre de la tige de guidage et de conserver ainsi une commande du freinage par cames et bielles, ce qui entraîne une diminution des sections des organes de fixation du cylindre qui supportent la réaction des efforts de freinage. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la description donnée ci-dessous à titre limitatif ainsi que du dessin unique représentant une coupe d'un organe de commande selon l'invention. Ainsi qu'on le voit sur le-dessin, l'organe de commande à pression de fluide comporte un cylindre 1 à l'une des extrémités duquel est fixé un flasque de fermeture 3 par tout moyen approprié tel que des boul-ons 2. il comporte, à son autre extrémité, un raccord 4 d'admission d'un fluide sous pression destiné à actionner un piston 5 muni d'une garniture d'étanchéité 6. Le piston 5 est susceptible de se déplacer dans le cylindre 1 et est solidaire d'une plaque de poussée 7 liée à une tige de guidage 8 logée à l'intérieur d'un tubeguide 9 fermé par la plaque appui 10 d'une bielle de poussée 11 munie de sa rondelle élastique deoentrage 12. La plaque d'appui 10 est traversée par une conduite d'alimentation en fludie sous pression 13 et par une conduite 14 utilisable notamment pour la purge de l'air du circuit hydraulique à l'aide d'un bouchon de purge 15. tes conduites 13 et 14 débouchent dans une chambre 16 délimitée entre la plaque d'appui 10, le tube-guide 9 et la surface extérieure de la tige de guidage 8. A son extrémite ouverte, du caté du piston 5, le tube-guide 9 est rendu solidaire, par exemple par vissage, d'une bague de butée 17 traversée de façon étanche par la tige de guidage 8. L'étanchéité entre la chambre 16 et l'intérieur du cylindre 1 est obtenue grâce à un ou plusieurs joints 18 logés dans des rainures de la bague de butée 17 qui s'appuie contre la plaque de poussée 7 du piston 5 sous l'action d'un ressort de rappel 19 interposé entre le flasque de fermeture 3 et un épaulement 17a de la bague de butée 17. Un soufflet d'étanchéité peut recouvrir les raccords des conduites 13 et 14 en s'appuyant sur la bielle 11 et le flasque de fermeture 3.La plaque d'appui 10 de la bielle de poussée comporte une rainure 20 dans laquelle est logée un joint d'étanchéité qui vient au contact du tube-guide 9 assemblé par exemple par vissage avec un tube avant 21 qui censtitue le tube-guide de la bielle proprement dit Pour faciliter la réalisation de la tige de guidage 8 dont l'état de surface doit être adepté aux prèssions hydrauliques régnant dans la chambre 16, la plaque de poussée 7 est, de préférence, reliée à la tige 8 par vissage sur un goujon d'assemblage commun. Le mode de fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant : Lorsque le raccord 4 est alimenté en fluide sous pression, le piston 5 se déplace dans le cylindre l'entraînant dans son déplacement la bague de butée 17 et,par suite, le tube-guide 9 et la bielle 11 qui est reliée par exemple à la timonerie de freinage d'un véhicule. Lorsque le raccord 4 est mis à la purge, le ressort 19 rappelle le piston 5 veis le fond du cylindre 1 Dans le cas où la conduite 13 est alimentée en fluide sous pression, par exemple par de l'huile sous pression hydraulique de freinage, la chambre 16 est mise sous pression, ce qui tend à éloginer la plaque d'appui 10 de la tige de guidage 8. Cette dernière repousse le piston 5 qui vient en butée sur le fond du cylindre 1 et he peut se déplacer.La plaque d'appui 10 sé déplace vers l'extérieur du cylindre 1 entrainant dans son déplacement la bielle 1 ainsi que le tube-guide 9 et la bague de butée 17 à l'encontre du ressort de rappel 19. Lorsque la conduite 13 est mise à la purgè, le ressort 19 rappelle la bague 17 qui glisse sur la tige 8 et vent sur la plaque de butée 7, après avoir rappelé le tube-guide 9. Si de l'air s'est introduit dans la chambre 16 et perturbe le fonctionnement du Dispositif, on peut le purger en dévissant le bouchon 15 de la conduite 14. Dans le cas où l'on alimente simultanément le raccord 4 et la conduite 13 en fluide sous pression, la tige de guidage 8 est soumise à des efforts opposés exercés sur le piston 5 par la pression régnant dans le cylindre 1 et sur la section de la tige 8 par la pression régnant dans la chembre 16. Si l'effort exercé sur le piston 5 est prépondérant, celui-ci se deplace en entraînant la tige 8 et la bague de butée 17 ainsi que l'ensemble des pièces solidaires de cette dernière.Dans le cas contraire, l'effort exercé sur la tige 8 maintient le piston 5 plaqué sur le fond du cylindre 1 et la plaque d'appui 10 entratne la bielle 11 et le tube-guide 9 vers l'extérieur du cylindre l.-Comme pour les cylindres télescopiques utilisés pour constituer les organes de freinage de service et de secours combinés, les efforts de freinage produits par les circuits de secours et de service ne s'ajoutent pas. Seul l'effort le plus important est transmis et un seul ressort de rappel exerce son action sur les pistons des deux circuits. L'assemblage du tube-guide 9 avec la plaque d'appui 10, la bague de butée 1-7 et le tube avant 21 peut être remplacé par une pièce unique forgée ou moulée sans changer l'esprit de l'invention. Cette pièce unique peut constituer, à l'extérieur du cylindre, la bielle de liaison avec la timonerie de freinage et, dans ce cas, le piston 5 et sa garniture d'étanchéité peuvent être adaptés à rotuler dans le cylindre 1. De même, la tige 8 peut être en contact avec le piston 5 par une extrémité arrondie susceptible de rotuler dans une cuvette dudit piston 5. On ne change rien à l'invention en- remplaçant le cylindre 1 et le piston 5 par un vase d diaphragme dont la tige d'actionnement constitue la tige de guidage 8 liée au diaphragme.La bague de butée 17 peut être munie d'un- prolongement 22 constituant la butée du tube-guide 9 et du piston 5 sur le flasque de fermeture 3, Four certaines applications- particulières, on peut disposer deux ressorts de rappels différents et concentriques, l'un pour la bague de butée 17, 'autre pour le piston 5. les ressorts de rappel peuvent également être supprimés sans changer l'esprit de l'invention. Dans le cas où seul le tube-guide 9 est alimenté, on- dispose un filtre de respiration au raccord 4. Les conduites 13 et 14 qui sont représentées sur la figure. soudées à- la plaque d'appui 10 peuvent évidemment être places à l'extérieur du tube-guide 9 et être raccordées à la bague de butée 17 munie de canalisations intérieures d'alimentation de Sa chambre 16, Dans ce cas, les conduites 13 et/ou 14 servent à positionner le tube-guide 9 en rotation.Dans la disposition selon la figure, le tube-guide 9 est positionnes en rotati-on par la rondelle élastique de centrage 12 qui est rendue solidaire en rotation de la bielle Il à l'aide d'une clavette ou d'un- méplat Les tubes 13 et/ou L4 traversent des découpes de la rondelle I2 et relient celle-ci en rotation avec la plaque d'appui 10 et l'ensemble du tube-guide. Le tube avant 21 qui contient la bielle 11 peut être allongé- et peut coopérer avec une boite de verrouillage fixe sur le flasque de fermeture 3 de façon àréaliser un cylindre de - frein- télescopique et de parcage dans lequel les efforts de freinage sont maintenus indéfiniment verrouillés lorsque la pression de fluide de déverrouillage agissant dans la boite de verrouillage a été supprimée. De façon connue, des galets de verrouillage maintenus éloignés du tube 21 par un piston annulaire soumis à une pression de déverrouillage viennent se coincer entre une surface annulaire conique et le tube 21 et maintiennent ainsi. le tube-guide 9 et la bielle 11 en appui. de freinage sur les leviers de cames de-frein du véhicule en position de parcage. D'autres dispositifs de verrouillage maintenant le tube guide 9 bloqué par- rapport au flasque de fermeture 3 ou au cylindre 1 peuvent être utilisés Les organes de commande a pression de fluide selon l'invention sent utilisés de préférence comme organes de freinage pour des installations de freinage h deux circuits QU susceptibles de fonctionner avec un circuit de freinage hydraulique ou avec un circuit de freinage pneumatique, le cylindre 1 étant alimenté de préférence par une pression pneumatique de freinage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes et peut trouver d'autres applications que le freinage des véhicules. R E V E N D I C A T I O N S 1. Organes de commande à pression de fluide, notamment organes de freinage du type comportant un premier piston (ou membrane) logé. dans un premier cylindre (ou vase à diaphragme) raccordé par une de ses extrémités à une première conduite d'alimentation en fluide sous pression et obturé à son autre extrémité par un flasque de fermeture traversé par un tube-guide d'une bielle de poussée et un deuxième cylindre mobile qui est relié à une deuxième conduite d'alimentation en fluide sous pression débouchant dans ledit deuxième cylindre, et qui comporte un deuxième piston, caractérisés en ce que le piston du deuxième cylindre est constitué par une tige de guidage fixe par rapport au premier piston, en ce que le tube-guide est susceptible de se déplacer de façon étanche sur la tige de guidage et en ce qu'une plaque d'appui de la bielle de poussée est fixée dans le tube-guide et obture le deuxième cylindre à l'une de ses extrémités. 2. Organes de commande à pression de fluide, selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'un ressort de rappel prend appui sur le tube-guide d'une part et sur le flasque de fermeture d'autre part. 3. Organes de commande à pression de fluide selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisés en ce que le tube-guide est constitué par au moins quatre pièces principales assemblées : une première pièce tubulaire formant le logement de la bielle de poussée, une deuxième pièce tubulaire constituant le deuxième cylindre, une troisième pièce en forme de plaque circulaire maintenue emprisonnée par l'assemblage des deux premières et formant la plaque d'appui de la bielle et une quatrième pièce annulaire assemblée à la deuxième et comportant au moins un joint d'étanchéité appliqué sur la tige de guidage. Organes de commande selon la revendication 3, caractérisés en ce que la quatrième pièce comporte un épaulement sur lequel prend appui une extrémité du ressort de rappel. 5. Organes de commande selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisés en ce que le tube-guide comporte sur son pourtour une butée de fin de course. 6. Organes de commande selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisés en ce que le tube-guide est associé à des moyens de verrouillage montés sur le flasque de fermeture. 7. Organes de commande selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisés en ce que le deuxième cylindre est alimenté en flude sous pression par une conduite traversant la plaque d'appui de la bielle. 8. Organes de commande selon l'une des revendications 1 à 7, 5 caractérisés en de qu'une conduite utilisable pour la purge du deuxième cylindre traverse la plaque d'appui de la bielle de poussée. 9. Organes de commande selon l'une de.srevendications là 8, carac térisésen ce que la tige de guidage prend appui sur le premier piston par l'intermédiaire d'une rotule. 10 10. Organes de commande selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisés en ce que: la tige de guidage est fixée rigidement sur le premier piston. 11. Organes de commande selon l'une des revendicationS 1 à 10, caractérlsés en ce que le tube-guide est fixé rigidement à la bielle de poussée