Brevet FR2203731A1 — publié le 19740517

L'intention concerne un élément epérateur du type Bécanico- pneumatique pour actionner les organes de freinage de véhicules automobiles en général, munis d'une installation de freinage pneumatique. On cennatt de tels éléments qui sent constitués de deux parties réunies entre elles pour fermer un seul groupe comprenant un organe opérateur pneumatique (qui effectue le freinage de service) et un organe opérateur mécanique pour le freinage de stationnement et quelquefois aussi peur le freinage de secours du véhicule où l'énergie de freinage est fournie par un ressert convenablement pr4-band. Pendant la marche du véhicule, le ressort de l'organe epEra- teur mécanique est rendu inopérant parce qu'il est retenu dans sa position d'aplatissement maximum au moyen d1un piston sur lequel s'exerce une pression pneumatique d'une valeur déterminée De cette façen, lément opérateur pneumatique est libre de fonctionner normalement pour effectuer le freinage de service de la manière habituelle. Le freinage de stationnement ou de secours est obtenu en évacuant de la chambre de l'organe opérateur mécanique ltair agissant sur le piston, de façon à ce que le ressort en se détendant, et par l'intermédiaire de tringles ou de transmissions ap prepriVes, effectue le freinage permanent du véhicule. Grâce i un distributeur convenable, il est pessible de varier la pressien de l'air agissant sur le piston qui maintient coxprim le ressort pour le freinage de service, en obtenant ainsi un freinage de secours réglable, c'est-à-dire un freinage que l'spéra- teur effectue graduellement.Naturellement, le ressort de ces éléments opérateurs a des caractéristiques telles que lorsqu'il est en position d'extension maximum il déploie encore une action suffisante pour réaliser un freinage efficace de stationnement ou de secours. Dans ces éléments opérateurs connus de ce type, les deux er- ganes opérateurs, le mécanique et le pneumatique, sont installés coaxialement l'un à la suite de l'autre. Cette installation ou disposition a pour résultat des éléments opérateurs encombrants et ayant en particulier des dimensions longitudinales importantes. En outre, ces éléments opérateurs n'offrent pas à la partie pneumatique une protection sûre et efficace contre des chocs provenant de 1'extérieur de l'élément opérateur, à moins de munir celui ci de structures de renfort ou de protection. Enfin, et commue déjà indiqué, les éléments opérateurs connus exigent ltem- ploi de deux tringles ou de solutions particulières qui permettent la transmission des commandes aux organes de freinage de façon sûre et efficace. Dans le cas où l'installation pneumatique, et en particulier l'élément opérateur, reste dépourvue d'air ou bien n'est pas alimentée en air comprimé à la pression requise peur annuler ou neutraliser le freinage de stationnement quand il faut déplacer le véhicule, les éléments opérateurs connus prévoient des dispositifs de déblocage (peur la plupart à vis-vis mère 3 au moyen desquels le piston soumis à l'action du ressort est déplacé manuellement pour comprimer ou écraser ledit ressort et neutraliser I'action de ce dernier sur les freins. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réalisant un élément opérateur de freinage du type indiqué, d'un encombrement limité et dont, en particulier, les dimensions longitudinales soient réduites par rappert à celles des éléments connus, tandis que sa partie pneumatique est protégée de façon complète et efficace afin d'éviter les inconvénients résultant de chocs ou de coups en provenance de ltextérieur. Un autre but de l'invention est la réalisation d'un élément opérateur de freinage muni dtune seule tige-poussoir de commande, de longueur normale, et sur laquelle agissent tant l'organe pneumatique que l'organe mécanique dudit élément. Un élément opérateur selon l'invention, comprenant un premier groupe cylindre-piston dont la partie mobile est reliée aux or- ganes de freinage et soumise à la pression de l'installation pneumatique de freinage et à action de moyens élastiques retenus en position comprimée par l'action de cette pression, et un second groupe cylindre-piston soumis à la pression contrôlée par le distributeur de l'installation de freinage, et dont l'qui page mobile est intercalé entre celui du premier groupe et les moyens de commande des freins afin d'actionner ces derniers indépendamment dudit premier groupe cylindre-piston, est caractérisé en ce que les deux groupes cylindre-piston sont disposés et agencés entre eux pour former une structure télescopique coaxiale dont le piston intermédiaire est relié aux organes de commande des freins du véhicule par l'intermédiaire du piston interne de cette structure au moyen d'une seule tige-poussoir. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'élément opérateur comporte une enveloppe qui reçeit la structure téles épique comprenant un premier cylindre solidaire de cette enveloppe et à l'intérieur duquel coulisse un piston creux soumis à l'action des moyens élastiques de freinage et qui constitue le second cylindre dans lequel coulisse un autre piston relié directement à la tige-poussoir de commande des freins, tandis que des organes à vis et vis-mère, manoeuvrables de l'extérieur, possèdent des organes d'accouplement qui coopèrent avec ledit piston creux, ces organes étant retenus par le couvercle de l-n- teloppe, et recoaprimant les moyens élastiques de freinage pour desserrer les freins du véhicule. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'inventien. Figs. la et lb, qui se complètent et se réunissent suivant la ligne x-t, représentent en coupe longitudinale l'élément opérateur de freinage selon l'invention, où les diverses pièces mobiles sont représentées dans la position correspondant au véhicule en mouvement. Figs. 2 et 3 montrent des coupes fragmentaires suivant les lignes II-II et III-III de la Fig. 1. Fig. 4 est une vue partielle de l'extrémité de gauche de l'é- lément opérateur de la Fig. 1. Fig. g est une coupe fragmentaire suivant la ligne V-V de la Fig. 4. Figes. 6a, 6 & 6c montrent schématiquement et en coupe trois positions différentes prises par l'élément opérateur de freinage pendant trois phases de sen fonctionnement, la première de ces Figures correspondant à la Fig. 1. L'élément opérateur représenté comporte une enveloppe cylindrique 10 dont la paroi de fond 12 est munie de goujons filetés 14 pour la fixation de l'élément au chtssis du véhicule. Dans la zone centrale de cette paroi de fond 12 est pratiqué un trou 15 dans lequel est disposé un tube 16 muni d'un collier 18 coopérant avec une bague élastique 20 engagée dans une rainure présentée par le trou 15 pour bloquer le tube 16 sur la paroi de fend 12, tandis qu'une garniture 21 assure l'étanchéité pneumatique entre l'intérieur du corps 10 et l'extérieur. Un fond 22 est muni d'non trou central 24 dans lequel passe,de façon étanche et en pouvant coulisser,l'extrémité libre du tube 16. Dans ce tube 16 passe une tige forée 25, dont la paroi extérieure est munie d'ailettes longitudinales 26 délimitées par les rainures axiales qui, avec la paroi intérieure du tube 16, forment des conduits pour les fins qui seront indiquées plus loin. La tige forée 25 est solidaire d'un piston 28 muni de garnitures d'étanchéité coopérant avec la paroi intérieure d'un cylindre 30 dont l'une des extrémités est bloquée de façon étant che sur le fond 22 par des vis 31. Un ressort en hélice 32 est intercalé entre ce fond 22 et le piston 28, et son action rappelle ce piston contre la paroi de fend 34 du cylindre 30, lequel peut coulisser axialement le long du tube 16. Vers l'extré- mité des ailettes 26 de la tige force 25 est ménagé un logement périphérique pour recevoir une bague de guidage 27 qui, conjointement avec les ailettes 26, assure que le cylindre 30 et le piston 28 restent coaxiaux pendant leurs déplacements.La tige 25 est perforée à son extrémité libre pour loger et retenir une cuvette 33 munie d'ailettes périphériques 35 tournées vers l'in- térieur pour coopérer avec une couronne 36 présentée par une des extrémités d'une tige-poussoir oscillante 38, ce qui assure la liaison axiale entre cette dernière et la tige 25. L'extrémité libre de la tige-poussoir 38 retient une feur- chette réglable 40 qui est reliée de façon appropriée au levier d'actionnement des freins du véhicule, tandis qutune gaine à soufflet 42 est enfilée sur cette extrémité et est fixée par ses extrémités à la fourchette 40 et à la paroi de fond 12 du corps 10 pour protéger ainsi la tige-poussoir et l'intérieur de l'élé- ment de freinage de la poussière et des corps étrangers. Evidem ment, l'intérieur du tube 16 et le cylindre 30 sont en communi- cation avec l'atmosphère extérieure comme expliqué plus loin. L'extrémité de la tige 25 solidaire du piston 28 est partiellement percée axialement pour recevoir une tige filetée 44 munie d'un écrou 45 bloqué par une goupille 46, et en engagement avec une vis-mère 48 munie d'ailettes prismatiques diamétralement opposées 49 (Figs. 2 et 3)o La paroi de fond 34 du cylindre 30 présente dans sa zone centrale une saillie percée 50 munie d'une ou deux dents radiales 52 diamétralement opposées, qui s'engageant respectivement dans des fentes 54 pratiquées longitudinalement dans un manchon foré 55 concentrique et logé dans le trou de la tige 25. Les ailettes 49 de la vis-mère 48 que présente la tige filetée 44 stengagent également avec les fentes 34. Le manchon foré 55 est solidaire de la zone centrale d1un fond 56 constituant le couvercle qui ferme l'enveloppe 10. Ce couvercle 56 se loge dans une feuillure du bord de l'enveloppe 10 et coopère avec une garniture d'étanchéité 57e Une bague é lastique 58 stengage dans une rainure pratiquée dans la partie intérieure dudit bord pour retenir le couvercle 56, lequel est bloqué sur l'enveloppe 10 par une plaquette radiale 60 (Figs. 4 et 5) fixée à ce couvercle par une vis 61 et dont l'extrémité libre se loge dans une encoche 62 pratiquée dans le bord de 1' enveloppe 10.Le cylindre 30 et les fonds 22 et 34 constituent à leur teur un piston creux capable de coulisser de façon étant che dans un cylindre 64 qui, dans le cas illustré, est solidaire de la face interne du couvercle 56 et se trouye donc placé i l'intérieur de l'enveloppe 10. Dans sa partie centrale le couvercle 56 présente un moyeu perforé 66 apte à retenir la tige filetée 44 qui présente une rainure 68, dans laquelle est legée une garniture d'étanchéité, et un rebord 70, et qui se termine par une toute hexagonale 72. Le rebord 70 est logé dans une feuillure correspondante du trou du moyeu 66 et y est retenue par un anneau élastique 7t engagé par sa périphérie extérieure dans une rainure pratiquée dans la paroi de cette feuillure,peur retenir ainsi axialement la tige filetée 44 que l'en peut faire tourner au moyen d'un outil s'adaptant à la tette hexagonale 72, La feuillure du moyen perforé 66 est fermée par un capuchon élastique 75 dont le bord est renflé et s'engage de façon amovible dans une rainure périphérique prévue sur la paroi externe du moyeu. Le cylindre 30 du groupe 22-30-34 se termine du cet du fond 22 par une couronne 76 qui retient l'une des extrémités d'un ressort en hélice 78 enfilé sur le cylindre 64 et dont l'autre extrémité est retenue par le couvercle 56 de l'enveloppe 10. L'action de ce ressort 78 est transmise par la saillie perforée 50 de la paroi de fond 34 à la tige 25, à la tige-poussoir 38, et de cette dernière aux organes de freinage. Les pipes qui viennent d'titre décrites forment une structure télescopique et délimitent plusieurs chambres de pression. La première, A; est formée par le couvercle 56 et par la paroi de fond 34 du piston-cylindre 30, et elle est reliée au distribu teur de l'installation pneumatique de freinage par l'intermédiai re d'un raccord 80 que présente le couvercle 36. Contiguë à la chambre A se trouve une chambre B formée par le cylindre 30, la paroi de fond 34 et le piston 28. Cette chambre B communique, par l'intermédiaire d'un ou plusieurs trous 82 de la paroi 34, avec la chambre A, et par conséquent, quand cette dernière est sous pression, la chambre B est également mise sous pression. Mais dans ce cas-là la pression déplace uniquement le piston 28 de la gauche vers la droite et en sens contraire de la flèche Y (Fig. la), étant donné que sur les deux faces de la paroi 34 du piston-cylindre 30 s'exercent des actions égales et contraires. Les diverses pièces de l'élément opérateur prennent ainsi les positions indiquées dans la Fig. 6b, où cet élément se trouve dans les conditions lui permettant d'effectuer le freinage pneumatique de service. Une troisième chambre de pression C est forme par l'intérieur de l'enveloppe 10, le tube 16, et la face externe du fond 22 du piston-cylindre 300 Cette chambre C est reliée, par l'intermédiaire d'un raccord 84, au réservoir de l'installatisn pneumatique de freinage pour maintenir toujours dans ladite chambre C la pression de cette installation. Quand dans l'installation de freinage existe la pression établie, cette dernière agit sur le fond 22 du piston-cylindre 30 pour le pousser dans le sens de la flèche Y et parvenir à la position montrée dans les Figs. 1 et 6a à ltencontre de l'action du ressort 78. Une dernière chambre D se présente à l'intérieur du pistoncylindre 30, et est délimitée par le piston 28 et tar le fond 22, et comme déjà mentionné elle communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire des rainures 26 de la tige 25 citées plus haut et qui relient cette chambre D à l'intérieur du tube 16. Après cet exposé, le fonctionnement de l'élément opérateur de freinage est évident, et ce fonctionnement est ici décrit en référence également aux Figs. 1 à 6a, 6b et 6c. Dans les Figso 1 et 6a l'élément de freinage se trouve dans les conditions normales de travail: plus précisément, dans la chambre C (reliée en permanence, par l'intermédiaire du raccord 84 à l'installation pneumatique de freinage) existe la pression de l'installa- tison de freinage, dont l'action pousse dans le sens de la flèche Y le piston 22-30-34 et, par l'intermédiaire du ressort 32, le piston 28 également.Le déplacement de ces pistons est permis dans la mesure où les chambres À et 3 sont reliées par le distributeur de freinage à l'atmosphère extérieure. il s'ensuit que le ressert 78 est maintenu comprimé et que la tige-poussoir 38 est en position retirée, ce qui assure l'inaction des organes de freinage. Quand l'opérateur actionne de la manière habituelle le distributeur de l'installation de freinage, de l'air sous pression est envoyé par l'intermédiaire du raccord 80 dans les chambres À et 3 et, étant donné les positions réciproques des pistons 22-3034 et 28, le premier de ceux-ci reste immobile dans la position considérée, tandis que le piston 28 est déplacé en sens centraire de la flèche Y å l'encontre de l'action du ressort 32 (Fig. 6b). Dans ce cas la tige-poussoir 38 est déplacée et actionnée en synchronise avec la commande du distributeur de freinage pour moduler et varier l'intensité du freinage du véhicule. il est évident que larsque le distributeur de freinage interrompt la communication entre les chambres À et B et le réservoir dtair comprimé, ces chambres sont db nouveau reliées à ltévacuatien et le piston 28 est ramené par le ressort 32 à la position initiale illustrée par les Figs. 1 et 6a. Pour effectuer le freinage d'urgence ou de stationnement, il suffit d'annuler eu de réduire la pression de l'installation de freinage, et celà se produit automatiquement lorsque, pour une raison qu-lconque, la pression de cette installation vient i manquer ou descend au-dessous du minimum considéré.Dans ce caslà l'action du ressort 78, à laquelle ne s'oppose plus l'action de ladite pression, déplace en sens contraire à celui de la flèche Y le cylindre-piston 22-30-34 en entratnant également, mais dans ce sens Y, le piston 28, comme montré dans la Fig. 6c.Dans ce cas-là aussi la tige-poussoir 38 se déplace, et les organes de freinage sont actionnés et maintenus de façon stable dans cet état. il est évident que cet état de freinage est maintenu tant que la pression de régime de l'installation de freinage n'est pas rétablie dans la chambre C. Qaund ce rétablissement a lieu, la pression ramène le piston 22-30-34 à la position initiale, et le ressort 78 est de nouveau comprimé. En supposant qu'il soit nécessaire de rendre inactifs les freins du véhicule quand ltélement opérateur de freinage est dans la position de freinage de stationnement montrée dans la Fig. Se, il faut neutraliser et interrompre l'action exercée par le ressort 78 sur ces freins.Celà est obtenu en utilisant sur la tette de manoeuvre 72 une clé appropriée pour faire tourner la tige filetée 44t la vis~mère 48 est ainsi déplacée dans le sens de la flèche Y, et elle entraîne avec elle le piston 22-30-34, étant donné que ses ailettes 49 sont en prise avec les dents radiales 52 de la paroi 34 de ce piston, lequel en se déplaçant provoque la compression du ressort 78 et, par conséquent, l'inactivité des organes de frein. Pour rétablir les conditions initiales d'efficacité, l'opé- rateur manoeuvre de nouveau la tige filetée 44 pour relfoher le ressort 78 de manière à ce que, une fois la pression de l'installation pneumatique de freinage rétablie dans la chambre C, cette pression ramène le piston 22-30-34 à la position de fin de course initialement considérée~, en comprimant de nouveau le ressort 78. il est à noter que dans le cas de la présente invention, meme quand la vis-mère 48 maintient comprimé le ressort 78 le freinage modulé du véhicule par le distributeur peut toujours entre réalisé, étant donné que le piston 28 peut se déplacer dans le cylindre 30 à l-'encontre de l'action du ressort 32 et actionner la tige-poussoir 38. Des modifications et des variantes peuvent être apportées à l'élément opérateur décrit et représenté ci-dessus, suivant les nécessités parfois requises et les caractéristiques de l'installation pneumatique de freinage à laquelle cet élément est asso cié, sans pour celà s'écarter du domaine de ltinvention. Par exemple, les organes pour la compression du ressort 78 pourront entre constitués par des leviers ou des rouages, ou bien par des organes à pression de fluide. Revendications 1. Elément opérateur mécanico-pneumatique pour l'actionnement des freins pneumatiques de véhicules automobiles, comprenant un premier groupe cylindre-piston ayant sa partie mobile reliée aux organes de freinage et soumise à la pression de l'installation pneumatique de freinage et à l'action de moyens élastiques retenus en position comprimée par l'action de cette pression, et un second groupe cylindre-piston soumis à la pression contrtlée par le distributeur de l'installation de freinage et dont l'équipage mobile est intercalé entre l'équipage mobile du premier groupe et les moyens de commande des freins, afin d'actionner ceux-ci indépendamment dudit premier groupe cylindre-piston, caractérisé en ce que les deux groupes cylindre-piston sont disposés et orientés de manière à former une structure télescopique dont les éléments sont coaxiaux et concentriques et dont le piston intermédiaire est relié aux organes de freinage par ltintermédiaire du piston intérieur de ladite structure. 2. Elément de freinage suivant la Revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une tige reliée pour fonctionnement aux organes de freinage et solidaire du piston intérieur de la structure télescopique, tandis que l'élément intermédiaire de cette dernière possède une saillie axiale en contact avec cette tige, et présente à l'une de ses extrémités une couronne qui retient l'une des extrémités des moyens élastiques pour le freinage de stationnement. 3. Elément de freinage suivant les Revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire de la structure télescopique est constitué par un cylindre fermé à ses extrémités par des parois sur ltune desquelles rapplique en permanence la pression de l'installation de freinage du véhicule, tandis que sur l'autre paroi s'exerce la pression contrfllée par le distributeur de cette installation de freinage, cette dernière paroi étant adjacente au piston intérieur de la structure télescopique et étant pourvue de trous qui relient pneumatiquement entre elles deux des chambres de cette structure, dans lesquelles s1 établit ladite pression contrtlée par le distributeur. 4. Elément de freinage suivant les Revendications 1 & 3, caractérisé en ce que la première des parois de ltélément intermédiaire de la structure télescopique est percée d'un trou dans lequel passe de façon étanche un tube à l'intérieur duquel la tige solidaire du piston intérieur de la structure télescopique coulisse librement, tandis que sur l'autre face de ce piston s'exerce la pression ambiante. 5. Elément de freinage suivant ltun quelconque des Revendications précédentes, caractérisé en ce que ltélément intermédiaire de la structure télescopique et les moyens élastiques dudit élément de freinage sont logés dans une enveloppe de protection fermée de façon étanche, dont une des parois de fond délimite la première des chambres de pression alimentées par le distributeur de l'installation de freinage, tandis que l'élément intermédiaire de ladite structure télescopique coulisse de façon étanche dans un cylindre correspondant solidaire de ladite paroi de fond et qui retient à son autre extrémité les moyens élastiques. 6. Elément de freinage suivant l'une quelconque des Revendications précédentes, caractérisé on ce que l'une des parois de fond de ltenveloppe de protection est amovible et retient au moins une partie des organes de commande qui sont en contact avec les moyens élastiques de l'organe opérateur mécanique peur les comprimer et rendre inactifs les freins du véhicule. 7. Elément de freinage suivant la Revendication 6, caractérisé en ce que les organes de commande pour comprimer les moyens élastiques consistent en un système à vis et vis-mère dans lequel la vis est une tige filetée maintenue axialement par la paroi de fond de l'enveloppe de protection et munie de moyens pour son actionnement afin qu'elle déplace axialement la vismère pour agir ainsi sur les moyens élastiques de freinage. 8. Elément de freinage suivant les Revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la tige solidaire du piston intérieur de la structure télescopique est au moins partiellement perforée axialement pour recevoir la tige filetée qui coopère avec la vis-mère, celle-ci étant munie d'au moins une ailette radiale capable de s'engager en coulissant dans une fente ménagée longitudinalement dans un manchon foré solidaire de ladite paroi amovible, tandis que ltélément intermédiaire de la structure télescopique possède au moins une dent radiale coopérant avec la vis-mère, si bien quten manoeuvrant la tige filetée cette vis-mère déplace axialement ledit élément intermédiaire pour comprimer les moyens élastiques de freinage. 9. Elément de freinage suivant l'une quelconque des Revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la tige solidaire du piston intérieur de la structure télescopique est munie à son extrémité libre d'un logement pour retenir, au moyen d'une articulation à rotule, l'extrémité d'une tige-poussoir reliée pour fonctionnement aux organes de freinage, tandis que des organes de retenue rattachent axialement cette tige-poussoir à ladite tige solidaire du piston intérieur de la structure télescopique. 10. Elément de freinage suivant l'une quelconque des Revendi caties précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des erganes de blocage interposés entre la paroi de fond amovible et la partie périphérique de l'enveloppe de protection pour empe- cher la rotation de la vis-mère par rapport à la tige filetée de manoeuvre pendant la compression des moyens élastiques de freinage. 11. Elément de freinage suivant ltune quelconque des Revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi de fond amovible ou couvercle de l'enveloppe de protection présente des raccords dont le premier relie les deux chambres intérieures de la structure télescopique au distributeur de l'installation de freinage, et dont le second relie en permanence cette installation & une autre chambre de ladite structure délimitée et défi- nie à l'intérieur de l'enveloppe de protection, tandis que la chambre intermédiaire située entre la chambre la plus intérieure et cette dernière chambre est reliée à l'atmosphère ambiante par l'intermédiaire du tube solidaire de la paroi de fond fixe de l'enveloppe de protection0