Brevet FR2126421A1 — publié le 19721006

La présente invention concerne un système de freinage de véhicule pour la remorque d'lm ensemble tracteur-remorque ou d'un semi-remorque prévu pour être actionné par le conducteur en même temps que le frein continu ou le frein de service, respectivement, du véhicule tracteur. Jusqu'alors, les remorques des ensembles tracteur-remorque étaient équipées d'un systPrn de freinage dont ra commande pneumatique agit sur les freins à friction des roues de la remorque, ce système est relié soit au système de freinage du tracteur soit au mécanisme de commande de eelui-ci. Ces freins à friction sont toujours actionnés en même temps que le frein de service ou le frein commande par la compression du moteur du tracteur. Ils doivent donc fonctionner également comme frein continu pour la remorque durant les descentes. Cet effet comporte plusieurs inconvénients. Pour que les freins a friction de la remorque fonctionnent en frein continu les surfaces de frottement doivent être considérablement agrandies par rapport aux freins à friction normaux dont est équipé le tracteur. Ainsi, d'une part, l'espace habituellement réservé à la suspension à ressort est occupé et d'autre part le poids du frein et, par suite, la masse non amortie à la roue, augmentent de façon non négligeable. Pour eviter un échauffement excessif des freins à friction durant un freinage continu, la vitesse admissible pour les ensembles tracteur-remorque doit être strictement limitée à environ 30 Zm/H dans les descentes. La force de freinage des freins à friction de la remorque ne peut pas être modifiée durant un freinage continu. Lorsque le frein commande par la compression du moteur du tracteur est actionné, une soupape à solénolde assure 1'arrivée aux cylindres des freins sur roue d'une pression réduite constante comprise entre 1 et 2 Kg/cm fournie par un réservoir d'air comprimé supplémentaire prévu sur la remorque. Cette pression constante peut être réglée par la soupape à solenoïde. Dans des conditions particulières, cependant, lorsque se produisent une surcharge et un échauffement excessif des freins à friction, il est possible que le conducteur mette indûment hors d'action l'ensemble du système de freinage continu de la remorque au moyen d'un levier de commande prévu pour le décrochage de la remorque par l'ensemble tracteur-remorque n'est plus freiné alors que le frein commandé par la compression du moteur installé sur le tracteur. I1 résulte de ce qui précède que les freins à friction des remorques et,en particulier,leurs garnitures, sont soumis à une usure considérable, le remnlace- ment des garnitures étant fréquemment nécessaire après seulement quelques milliers de Kms d'utilisation. Ceci augmente notablement le coût d'exploitation. La présente invention a pour objet d'éliminer ces inconvénients et de pré- voir, pour la remorque d'un ensemble tracteur-remorque, un système de freinage qui soulage les freins à friction, en particulier durant le freinage continu, assurant, de ce fait,une plus grande longévité aux freins à friction coûteux. De plus, l'effet du frein continu doit pouvoir etre modifié selon que la remorque est vide ou en charge. Suivant l'une des caractéristiques de l'invention, le système de frein à friction qui,autant que possible, n'est pas modifié, est relié à un système de freinage hydrodynamique comprenant le frein hydrodynamique lui-même, le cylindre de charge, le réservoir d'air comprimé, et la soupape relais disposée entre le cylindre de charge et le réservoir d'air comprime, sous la commande d'une unité du système de frein à friction. La soupape relais peut etre commandée à partir du réservoir d'air comprimé que comporte normalement le système de frein à friction, par l'intermédiaire d'une soupape à solénoïde. Ladite soupape à solénoïde comporte un circuit d'excitation prévu pour être fermé dès qu'est actionné le frein continu du tracteur et pour être ouvert par un commutateur commandé par l'agent de pression dès que les freins du service sont mis en action. Entre la soupape à solénolde et la soupape relais, on dispose,de préference, un distributeur de force de freinage commandé par la charge à l'essieu. Le réservoir d'air comprimé du frein hydrodynamique est relié au réservoir d'air compri mé du système de frein à friction par une soupape de trop plein. Dans un exemple de réalisation préféré de l'invention, les conduites d'agent de pression des essieux avant et arrière sont munies chacune d'une soupape de retenue de pression normalement fermée et mue en relation avec une différence de pression. Une soupape à solénoïde se présentant sous la forme d'une soupape à 4/2 voies,apte à être commande depuis le circuit de freinage des freins à friction au moyen d'une conduite d'agent de pression, est prévue entre le circuit de freinage du frein hydrodynamique et celui du frein à friction. L'un de ses raccords aboutit au réservoir d'air comprimé du frein hydrodynamique ; son autre raccord débouche, par l'intermédiaire d'une soupape réductrice de pression, dans une soupape à deux voies agissant sur le distributeur de force de freinage commandé par la charge à l'essieu; l'une de ses conduites d'évacuation débouche dans les deux soupapes de retenue de pression des circuits des essieux avant et arrière, pour engendrer la pression de retenue.Son autre conduite d'évacuation communique avec la soupape de commande placée en arrière de la soupape de retenue de pression du circuit de l'essieu arrière afin de réduire la pression de freinage dans les freins à friction. Les cylindres de frein sur roue de l'essieu avant sont directement reliés à l'une des soupapes de retenue de pression, et les cylindres de frein sur roue de l'essieu arrière sont reliés à la soupape de commande placée derrière l'autre soupape de retenue de pression. Les soupapee de retenue de pression fonctionnent sous une pression de retenue de 3 kg/cm . Les obits et "aractéristiqnes de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels La figure 1 représente le système de freinage selon 1' invention,installé sur un ensemble tracteur-remorque. La figure 2 représente un autre exemple de réalisation de l'invention. La figure 1 représente le système de frein à friction d'une remorque, utilisé communément jusqu'ici, et qui,. dans le système de freinage selon l'invention, ne peut être entièrement supprimé et nrest modifié que très légèrement.La conduite de raccordement 1 aboutit à la soupape de commande 2 de la remorque,laquelle, dans sa première position de commutation, permet de charger le réservoir d'air compri mé 3 depuis le compresseur installé d bord du tracteur et qui,dans sa seconde position de commutation, dès que sont manoeuvres les freins de service du tracteur, assure l'arrivée auxcylindresde roues6 des freins à friction, reliés au moyen des conduites d'agent de Pression 4 - 5, d'une pression fournie par le réservoir d'air comprime 3.Dans la conduite d'agent de pression, entre son embranchement 7 aboutissant aux cylindres de freins de roues6 des essieux avant et arrière, et la soupape de commande de la remorque 2, un dispositif de commande de force de freinage 8 est dispose selon le principe bien connu, lequel dispositif de commande de force de freinage 8 permet de modifier la pression agissante en fonction de la force appliquée par le conducteur sur la pédale. Ce dispositif ne devient opé-- rant que lorsque les freins de service sont manoeuvrés. Dans le système prévu selon l'invention, la partie du système de freinage décrite jusqu'ici, de type bien connu, ne doit fonctionner que comme frein de service seulement, son action en tant que frein continu etant supprimée. Pour permettre un freinage continu, le système est complété par un système de freinage hydrodynamique. Le réservoir d'air comprimé 3 est, pour cela,relié à n seccnd réservoir d'air comprimé 10 au moyen d'une soupape de trop plein 9, ledit second réservoir d'air comprimé 10 recevant également une pression engendrée par le comuresseur du tracteur, par l'intermédiaire du réservoir d'air comprimé 3, la pression étant indispensable pour commander le frein hydrodynamique 11. La soupane de trou plein 9 empêche la pression dans le réservoir d'air comprimé 3 de descendre au-dessous d'un niveau déterminé et, ainsi les freins à friction 6 conservent la possibilité d'agir comme freins de service, même après un freinage con timl prolongé. Le réservoir d'air comDrimé 10 est suivi par une soupape relais 12, qui nermet de commander l'arrivée de pression depuis le réservoir d'air comprimé 10 au cylindre de charge 13,rempli d'agent de pression,qui est placé à la suite. Le cylindre de charge 13 est lui-même relié au volume intérieur du frein hydrodynamique 11. La soupape à solénoïde 14, habituellement présente dans les systèmes de freinage habituels des remorques et qui peut être actionnée simultanément avec le frein commandé par la compression du moteur, est également utilisée dans le système selon l'invention, mais elle est raccorde d'une autre manière.Alors que dans les systèmes connus mentionnés ci-dessus, ladite soupape assure l'arrivée de pression, en provenance du réservoir d'air comprimé 3, aux cylindres de roue 6 des freins à friction, dans le système selon l'invention la soupape à solénoïde 14 est interca 16e dans une conduite d'agent de pression 15 reliant le réservoir d'air comprimé 3 et un distributeur de force de freinage 16 command6 par la charge à l'essieu et contrôlant la soupape relais 12, Dans cet arrangement, le circuit d'excitation 17, 21 de la soupape à solénoide 14 reçoit également du courant dès que le frein commandé par la compression du moteur est actionné.Une servo-soupape 19, reliée au cylindre de charge 13, au volume intérieur du frein hydrodynamique 11, et à la conduite de commande 18 de la soupape relais 12 partant du distributeur de force de freinage 16, assure un équilibrage de pression. Un commutateur 20, action né par l'agent de pression, est intercalé dans la conduite d'agent de pression 4, 5 conduisant la soupape de commande 2 de la remorque aux cylindres de frein roue 6 de l'essieu arrière ou de l'essieu avant. Ledit commutateur 20 est de plus, relié au circuit excitateur 17, 21 de la soupape à solénoïde 14. Quand le système est en position de repos, le commutateur 20 est fermé. Il s'ouvre lorsqu'il reçoit une pression minimale prédéterminée, c'est-à-dire lorsque le frein de service est actionné.Il empêche ainsi une manoeuvre simultanée des freins de service et continu, c'est-à-dire qu'il empêche un freinage excessif de la remorque. Le conducteur du véhicule qui souhaite déclencher un freinage continu actionne le frein continu du tracteur, c'est-à-dire,par exemple,le frein commandé par la compression du moteur, comme il le fait toujours. Cette manoeuvre commande en même temps le fonctionnement de la soupape à solénolde 14, le réservoir d'air comprimé 3 étant alors relié au distributeur de force de freinage 16, commandé en fonction de la charge à l'essieu qui,de son côté, commande la soupape relais 12 par l'intèrmédiaire de la conduite de commande 18 en fonction de la charge de la remorque. On évite ainsi un freinage excessif des roues de la remorque durant un freinage continu lorsque ladite remorque est vide.Le liquide hy fournie ar le draulique du cylindre de charge 13 est maintenant comprimé par la pression a ri réservoir d'air comprimés0 par l'intermédiaire de la soupape relais 12, c'est-a- dire en fonction du degré d'ouverture de ladite soupape relais 12 et de la charge à l'essieu, respectivement, le liquide hydraulique étant déplacé à l'intérieur du frein hydrodynamique 11 suivant le processus bien connu, le couple de freinage qui y est engendré agissant sur le rotor relié à l'essieu. Le refroisissement et la vidange du frein hydrodynamique 11 sont effectués suivant le processus bien connu et ne concernent évidemment pas le domaine de la présente invention. Durant ce freinage continu, les freins d friction de la remorque demeurent totalement inactifs et restent en réserve pour le cas od un freinage supplémentaire provoquant l'arrêt du vnhieule deviendrait nécessaire. Pour soulager et proté-er les freins à friction durant un freinage d'arret moreal,le système de la figure 2 peut également être utilisé. Le système de freinage de la remorque tel que le représente la figure 2, est avant tout conçu comme celui de la figure 1. L'utilisation du frein hydrodynamique 11 en tant que frein continu est également réalisée ainsi qu'il a été décrit préeédemment. On peut cependant utiliser le frein hydrodynamique comme frein préliminaire supplémentaire. Dans ce but,le système a été complété en ce que des soupapes de retenue de pression 22 et 23 ont été incorporées dans les conduites de freinage 4 et 5 aboutissant aux cylindres de freins de roues6 des essieux avant et arrière. La soupape de retenue de pression 22 Créwe pour l'essieu avant comporte deux raccords pour les conduites d'agent de pression aboutissant aux cylindres de freins de roues6 de cet essieu, un troisième raccord 28 conduisant à la conduite principale de freinage partant d'un dispositif de commande de force de freinage 8 et un qllatrième raccord 27 communiquant avec le raccord 2 de la seconde soupape 24 à solénolde.Le raccord 29 de la soupape de retenue de pression 23,dans la conduite d'agent de pression 5 des cylindres de freins de rouesde l'essieu arrière,communique également avec ledit raccord 28 de la soupape solénoïde 24 ou avec la conduite d'agent de pression entre la soupape à solénolde 24 et la soupape de retenue de pression 22. La soupape à solénolde 24 est alimentée par son propre circuit 25 qui est fermé lorsque le frein de service du tracteur est actionné et elle se présente sous la forme d'une soupape à 4/2 voies. Son raccord d'admission 30 est relié directement au réservoir d'air comprimé 10, tandis que l'autre raccord d'admission 31 est relié à la soupape 14 à solénolde par l'intermédiaire d'une soupape réductrice de pression 37 et d'une soupape 9 2/2 voies 16'.Un raccord de la soupape à 2/2 voies 16' est relié au distributeur de force de freinage 16, commandé par la charge à l'essieu,lequel, de son côté, communique avec la soupape relais 12 et la servo-soupape 19 du frein hydrodynamique. Le raccord 28 de la soupape à soleroide 94 communiquent avec les deux soupapes de retenue de pression 22 et 23 transmet la pression du réservoir d'air comprimé 10 lorsque la soupape 24 à solénoSde est ouverte. La soupape 24 isole normalement l'1m de l'autre les deux circuits de freinage du frein hydrodynamique 11 et des freins de friction 6. Le raccord d'évacuation 32 qui, lorsque la soupape a solénolde 24 est ouverte, communique avec le raccord 31 venant de la soupape réductrice de pression 37, est relie au raccord 33 d'une soupape de commande 35 dont le second raccord est relié au conduit d'évacuation de la soupape de retenue de pression 23. De plus, la soupape de commande 35 comporte deux raccords supplémentaires pour les conduites d'agent de pression aboutissant aux cylindres de freins de roues6 de l'essieu arrière. Une conduite d'agent de pression 36,branchée sur la conduite d'agent de pression 5 qui part du dispositif de commande de force de freinage 8,commande la soupape à solénolde 24. Les vannes de retenue de pression 22 et 23 fonctionnent sous pression de retenue et sontnormalement fermées. Lorsque le conducteur actionne le frein de service du tracteur, tout d'abord les freins de friction des essieux avant et arrière restent au repos car les vannes de retenue de pression 22 et 23 vont retenir la pression jusqu'a une valeur de 3 Kg/cm. La soupape à solénolde 24, (réalisée sous la forme d'une vanne à 4/2 voies) dont le circuit d'excitation 25 a été fermé par la manoeuvre du frein de service, répond à une pression de 0,2 Kg/cm ;il s'en suit un apport de pression depuis le réservoir d'air comprimé 10 vers les vannes de retenue de pression 22, 23, via les connexions 28 et 30 ; cet apport de pression coopère à la fonction de retenue desdites vannes.Une pression supplémentaire est ensuite transmise,à partir du raccord 32 de la soupape à solénolde 2b,à la soupape de commande 35 ,ce qui a pour résultat de limiter la valeur de la pression de fonctionnement sur l'essieu arrière à la moitié de la valeur de la pression de fonctionnement sur l'essieu avant. On évite ainsi un freinage excessif de l'essieu arrière en cas de fonctionnement du frein de service continu. Enfin, une pression de commande est fournie,à partir du raccord 31 de la soupape à solénolde 24,à la soupape réductrice de pression 37 par l'intermédiaire de la soupape 16' à 2/2 voies et du distributeur de force de freinage 16 commandé par la charge à l'essieu en fonction de la pression envoyée par la soupape de frein actionnée par la pédale. Ladite pression de commande actionne la soupape relais 12 qui s'ouvre en fonction de la charge de la remorque,de sorte que l'agent de pression dans le cylindre de charge 13 subit une pression provoquée par l'air comprimé provenant du réservoir 10 et pénètre dans l'intérieur du frein hydrodynamique 11 qui fonctionne ainsi comme frein préliminaire. La pression de commande dans les conduites issues de la vanne du frein à pédale augmente sous l'effet d'une pression supplémentaire exercée sur la pédale et venant à dépasser 3 Kg/cm , elle surpasse ainsi la pression de retenue des soupapes 22 et 23, ce qui va entraîner le fonctionnement des freins à friction des essieux avant et arrière. La pression dans le cylindre de charge 13 atteint alors la pression de commande maximale de 3,5 Kg/cm . A partir de ce moment, toute augmentation de la force excercée sur la pédale du frein va provoquer un freinage additionnel desfreins a' friction croissant proportionnellement à cette force. Puisqu'une pression d'environ 5 Kg/cm existe dans les conduites de commande partant de la soupape de frein, l'effet de retenue du frein de service est neutralisé, c'est-à-dire qu'à partir de cette pression, la position de la pédale est la même que dans le cas d'une manoeuvre sans soupapes de retenue de pression. La manoeuvre de la pédale du frein hydrodynamique pour obtenir un freinage préliminaire peut être annulée au moyen d'un interrupteur - waseule (non représenté sur la figure ) intercalé dans le circuit d'excitation de la soupape à solénoide ?) qui, dans ce cas,ne reçoit pas de courant, les conduites aboutissant aux soupapes de retenue de pression 22 et 23 et à la soupape de commande 35 étant alors évacués. La réduction de la pression dans le rapport de 2 à 1 à l'essieu arrière et 'effet de retenue de la pression à l'essieu avant et à l'essieu arrière sont alors neutralisés. Il s'ensuit que la fournie de la pédale de frein est la même que dans le cas d'un véhicule dépourvu de frein hydrodynamique. Le dispositif prévu selon l'invention assure une grande protection des freins à friction de la remorque q:i peuvent,de ce fait, présenter un plus faible encombrement, étant donné qu'ils n'ont pas à fonctionner comme frein continu. Ceci entraîne un gain d'espace, par exemple pour les dispositifs assurant la suspension de la remorque. De plus, une partie très importante du poids supplé- mentaire résultant de l'arrangement du frein hydrodynamique est ainsi compensée. Le frein hydrodynamique est beaucoup plus efficace pour le freinage continu que les freins % friction ; l'usure s'en trouve réduite et l'on dispose toujours d'une force de freinage individuelle suffisante pour un freinage d'arrêt au cours d'un freinage continu. TYre caractéristique particulière de la présente invention réside dans le fait qu'il n'est pas nécessaire de modifier le système de freinage classique, puisqu'i1 suffit de le compléter simplement par certains éléments constituants ajoutés snr n'importe quelle remorque aux systèmes de freinage existants. Rien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement nue ladite descriotion est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas 1P portee- de l'invention. R E V E N D I C A T I G N S 1. Système de freinage de la remorque d'un ensemble tracteur-remorque ou d'un semi-remorque pouvant être manoeuvré par le conducteur en même temps que le frein de service ou le frein continu installés sur le véhicule tracteur, ledit système étant caractérisé en ce que le système de frein à friction de la remorque est relié à un système de freinage hydrodynamique comprenant un frein hydrodynamique, un cylindre de charge, un réservoir d'air comprimé et une soupape relais intercalée entre le cylindre de charge et le réservoir d'air comprimé, ledit système étant commandé par un élément du système de frein à friction. 2. Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape relais peut être commandée depuis le réservoir d'air comprimé du système de frein à friction par l'intermédiaire d'une soupape à solénoïde 3. Système de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la soupape à solénoide, normalement présente, comporte un circuit d'excitation prévu pour être fermé lorsque le frein continu du tracteur est mis en service et pour être ouvert au moyen d'un commutateur commandé par l'agent de pression lorsque les freins de service sont manoeuvrés. 4. Système de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un distributeur de force de freinage, commandé par la charge sur l'essieu, est disposé entre la soupape à solénoide et la soupape relais. 5. Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir d'air comprimé du frein hydrodynamique est relié au réservoir d'air comprimé du système de frein a friction au moyen d'une soupape de trop-plein. 6. Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une soupape de retenue de pression est intercalée dans chacune des conduites d'agent de pression desessieux avant et arrière, lesdites soupapes normalement fermées pouvant être actionnées en fonction d'une différence de pression. 7. Système de freinage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une soupape à solénoïde (formant une vanne à 4/2 voies pouvant être commandée à partir du circuit de freinage des freins à friction par l'intermédiaire d'une conduite d'agent de pression) est intercalée entre le circuit de freinage du frein hydrodynamique et le circuit de freinage des freins à friction, ladite soupape comportant :: - une voie qui communique avec le réservoir d'air comprimé du frein hydrodynamique, - une voie qui communique,par l'intermédlaire d'une soupape réductrice de pression, avec une vanne à deux directions qui commande le distributeur de force de frei nage dont l'action est fonction de la charge sur ltes ieu, - une voie de sortie qui aboutit aux deux soupapes de retenue de pression des circuits des essieux avant et arrière pour engendrer la pression de retenue, et - une deuxième voie de sortie qui communique avec la soupape de commande qui assure la réduction de la pression de freinage des freins à friction, ladite soupape de commande étant placée derrière la soupape de retenue de pression du circuit de l'essieu arrière. 8. Système de freinage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les cylindres de frein sur roue de l'essieu avant sont reliés directement à la soupape de retenue de pression et en ce que les cylindres de frein sur roue de l'e-;sieu arrière sont reliés à la soupape de commande. 9. Système de freinage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les soupapes de retenue de pression fonctionnent sous une pression de retenue de 3 kg/cm2