Brevet FR2176493A1 — publié le 19731102

La présente invention concerne un dispositif de freinage à air comprimé pour véhicules automobiles comportant un tracteur et une remorque, comprenant un circuit d'alimentation des freins arrière du tracteur et un circuit d'alimentation des freins de la remorque. On sait que les véhicules routiers de fort onnage ou type poids lourds sont actuellement équipés de systèmes de freinage à air comprimé qui comportent généralement trois circuits de freinage. Un premier circuit dit "direct" commande les freins avant et arrière du véhicule tracteur ainsi que les freins de la remorque Un second circuit dit "automatique" est prévu pour déclencher les freins de la remorque en cas de rupture de 11 attelage de celle-ci avec le tracteur, ainsi qutun troisième circuit, de secours et entièrement indépendant des précédents. Les véhicules à remorque ainsi équipés sont donc pourvus de trois circuits reliant le tracteur à la remorque. Le nouveau code routier européen impose de limiter à deux le nombre de circuits de freinage à air comprimé entre le tracteur et la remorque. La présente invention a pour but de satisfaire à cette nouvelle norme en réalisant un système de freinage à air comprime dans lequel le tracteur est relié à la remorque par deux circuits de freinage seulement, tout en garantissant le freinage de la remorque en cas de défaillance dans le système de freinage du tracteur. Suivant l'invention, le dispositif de freinage à air ccmprimé pour véhicules automobiles comporte un tracteur t une remorque, ce dispositif comprenant un circuit d'alimentation des freins avant du tracteur, un circuit d'alimentation des freins arrière du tracteur et un circuit d'alimentation des freins de la remorque. Ce dispositif est caractérisé en ce autan comporte une valve ayant un corps qui présente urne première entrée reliée au circuit d'alimentation des freins svant da a r, une seconde entre reliée au circuit d'alimentation des freins arrière du tracteur, et une sortie reliée au circuit d'elimente@lon des freins de la remorque, cette valve comprenan, des moysns pour commander les freines de la remorQ-e par l'une quelconque de ces deux entrées, ainsi qu'en cas de défaillance dans le circuit d'alimentation de cette entrée pour commander les freins de la re@orque automatiquement par l'autre entrée. Cette valve permet de supprimer le circuit de secours et simplifie donc notablement le système de freinage du tracteur et de se remorque. Elle assure un freinage de secours automatique de la remorque si une défaillance se produit dans le circuit d'alimentation normal de la valve. Suivant une réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le dispositif de freinage comporte un double piston disposé entre les entrées de la valve et deux circuits de commande étanches vis-à-vis des entrées de la valve et débouchant siir la sortie de la valve, le double piston étant agencé pour permettre une alimentation sélective en air comprimé de ces circuits en fonction de la pression à chaque entrée de la valve. Le double piston fonctionne donc d'une manière différentielle, en fonction de la différence des pressions aux entrées de la valve. Si dans le circuit alimentant normalement la valve la pression tombe brutalement, le double piston déclenche automatiquement l'alimentation de la valve par l'autre entrée, et assure la comman- de des freins de la remorque. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaî -tront encore au cours @ de la description qui va suivre Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non litatf ; La figure 1 est une représentation schématique du dispositif de freinage à air comprimé conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en coupe d'une réalisation de la valve prévue par l'invention. La figure 3 est une vue en coupe suivant III-III de la figure 2. Le dispositif de freinage à air comprimé représenté à la figu;a 1 est destiné à équiper un véhicule de fort tonnage tirant une remorque. Il eomprsnd trois réservoirs d'air comprimé 1, 2, 13, de même @apacité, d'où partent plusieurs circuits d'alimentation en air comprimé des cylindres de freins avant 4a, 4b du tracteur, des cylindres de freins arrière 5a, 5b du tracteur, et des cylindres de freins 14a, 14b de la remorque. On va tout d'abord décrire successivement ces différents circuits. Le réservoir 1 alimente les cylindres de freins avant 4a, 4b par un circuit comprenant une canalisation 6, un robinet de commande 30 actionné par une pédale 3, des canalisations , 23 débouchant sur un raccord en T 32 de distribution de l'air comprimé aux cylindres 4a, 4b. Le réservoir 2 alimente les cylindres de freins arrière 5a, 5b par une canalisation 7, un robinet de commande 31 actionné par la pédale 3 et des canalisations 9, 11 débouchant sur une valve 10 retardant la transmission de la pression (dont le rôle sera expliqué plus loin), distribuant l'air-comprimé aux cylindres 5a, 5b. Les cylindres de freins arrière 5a, 5b peuvent en outre être alimentés par un circuit de secours grâce à une valve 12 reliée, dans le sens de la flèche K, à un robinet manuel de secours non représenté. Le réservoir 13 est prévu pour alimenter, par l'intermédiai- re de canalisations 15, 16, 17 débouchant sur un raccord en T 33, une valve relais 18 et une valve relais d'urgence 19 de type connu qui commande les cylindres de freins 14a, 14b de la remorque. Par "valve relais d'urgence", on entend une valve agencée de manière à déclencher automatiquement les freins de la remorque en cas de rupture de l'attelage de celle-ci avec le véhicule tracteur. La canalisation 16 présente une partie flexible 16a entre le tracteur et la remorque. La valve relais 18 fait plus particulièrement l'objet de l'invention et sera décrite plus loin. Un réservoir 20 d'air comprimé alimente les cylindres de freins 14a, 14b par des canalisations 21, 17 et la valve relais d'urgence 19. La valve relais 18 possède une première entrée 22 reliée au système d'alimentation des cylindres-de freins avant 4a, 4b par une canalisation 24, une seconde entrée 25 reliée au système d'alimentation des freins arrière 5a, 5b par une canalisation 26 et une sortie 27 de commande des cylindres de freins l4a, 14b de la remorque, connectée à la valve relais d'urgence 19 par la canalisation 16. Le dispositif de freinage comprend également un circuit de secours automatique pour le freinage de la remorque, comportant une canalisation 28 munie d'un raccord flexible 2a entre le tracteur et la remorque. Cette canalisation 28 est branchée d'une part sur la canalisation 6 d'alimentation des cylindres de freins avant 4a, b, et d'autre part sur la valve relais dturgence 19. Cette dernière est agencée de manière à déclencher automatiquement l'envoi d'air comprimé dans les cylindres de freinage 14a, 14b à partir du réservoir 20, Si la pression dans la canalisation 28 tombe brusquement. Le dispositif de freinage prévu par l'invention fonctionne de la manière suivante La valve relais 18 comporte des moyens pour commander les cylindres de freins 14a, 14b par l'une de ses entrées 22, 25 en fonction de la pression s'exerçant à chacune de ces entrées 22,25. En pratique, à l'entrée 25, on règle la pression d'air comprimé provenant du circuit des cylindres arrière 5a, 5b de manière à ce quelle soit supérieure d'environ I bar à la pression à l'entrée 22. Lorsque le conducteur du véhicule appuie sur la pédale de commande 3, les robinets 30, 31 chassent de l'air comprimé des réservoirs 1, 2 vers les cylindres de freins avant 4a, 4b, vers les cylindres de freins arrière 5a, 5b et vers la seconde entrée 25 de la valve relais 18. La valve relais 18 comporte des moyens pour déclencher alors un envoi d'air comprimé du réservoir 13 par sa sortie 27 vers la valve relais d'urgence 19 et la canalisation 16. La valve 19 commande à son tour les cylindres l4a, 14b de la remorque par envoi d'air comprimé du réservoir 20. Les cylindres de freins (4a, 4b) (5a, 5b) et (14a, 14b) doivent bien entendu être commandés en même temps, par raison de sécurité, ce qui nécessite que les pressions aux entrées de ces différents cylindres de freins soient égales au même instant. Or, des chutes de pression d'air comprimé ou "pertes de charge" de valeurs inégales se produisent dans les différents circuits de freinage, par suite de l'inégalité des trajets de l'air comprimé. Les pressions dans les différents cylindres de freins stétablissent par conséquent avec des vitesses inégales. Le circuit des freins avant du tracteur présente la perte de charge la plus faible, la valeur la plus élevée étant enregistrée pour les freins de la remorque, en raison notamment des vaives 18 et 19. Dans ces conditions, le système e freinage comporte avanta- geusement des moyens pour égaliser les pertes de charge e par suite les vitesses d'établissement des pressions dans tous les cylindres de freins, de façon à permettre le déclenchement simultané des freins du tracteur et de la remorque. Dans le circuit des cylindres avant 4a, 4b, ces moyens sont intzgrés au robinet de commande 30 et ne sont pas visibles sur la figure 1. Dans le circuit des cylindres arrière 5a, 5b, il s'agit de la valve à retard 10. Si par suite d'une fuite dans le circuit d'alimentation des cylindres arrière 5a, 5b, la pression d'air comprimé à l'entrée 25 de la valve 18 baisse brusquement au-dessous de la pression à l'entrée 22, la valve lo commande automatiquement les cylindres de freins 14a, 14b par entrée 22, comme on le verra plus loin. On va maintenant décrire la structure de la valve 18, en se référant aux figures 2 et 3. La valve 18 comprend un corps 1 présentant un conduit médian 34 taraudé pour être raccordé au réservoir 13 (figure 1) par la canalisation 15. Le corps 1 de la valve et tous ses éléments constitutifs sont symétriques par rapport à l'axe X-X du conduit 34. La valve comporte essentiellement: - un double pison central 68 disposé entre deux pistons latéraux 42, 43 fixes à des membranes élastiques 39, 41 transmettant les pressions d'air comprimé aux entrées 22, 25 - deux circuits de commande des cylindres de freins 14a, 14b alimentés par l'air r comprimé du réservoir 20 (figure 1s, ayant tme origine commune constituée par le conduit médian 34 et aboutissant à une canalisation terminale commune 79 débouchant sur la sortie 27. Ces circuits sont agencés pour que lorsque l'air comprimé circule dans l'un d'eux, le second Si obturé. Les entrées 22, 25 débouchent par des conduits taraudés 37,38, sur des chambres d'entrée 35, 36 obturées par les m@mbranes élastiques 39, 41 encastrées dans le corps 1. Ces membranes 39, 41 sont solidaires d'organes mobiles constitués par les pistons +2, 43 qui les traversent par leur centre et dont les extrémités 42a, 43a sont agencées pour pouvoir coulisser dans des logements 44, 45 aménagés dans des bossages 46, 47 du corps 1. Des éléments résilients circulaires 48, 49 et 51, 52 sont disposés de chaque côté des membranes 39, 41 afin de les renforcer, les éléments 48, 51 prenant appui sur la paroi interne du corps 1 et les éléments 49, 52 s'appuyant sur des épaulements annulaires 53, 54 des pistons 42, 43. Des organes de rappel constitués par des ressorts 55, 56 en appui sur des rebords 37, 5 de sièges annulaires 59, 61, exercent une force de rappel sur les membranes élastiques 39, 41, par l'intermédiaire des éléments résilients 51, 52. Des rondelles 62, 63, encastrées dans le corps 1 autour des ressorts 55, 56 fixent les sièges 59, 61 sur des supports 64, 65, 66, 67 du corps 1. Le double piston 68 comporte deux corps 69, 70 pouvant coulisser suivant un même axe sensiblement perpendiculaire à l'axe X-X et dans des sens opposés à l'intérieur dtun logement cylindrique 71 du corps 1. Ce double piston 68 est disposé entre les pistons 42, 43 de façon à séparer une chambre médiane 72 prolongeant le conduit 34 de chambres latérales 73, 74 situées entre les membranes élastiques 39, 41 et les sièges 59, 61.Ces chambres latérales 73, 74 sont prolongées par des conduits 75, 76 stouvrant par des orifices 77, 78 sur une canalisation terminale commune 79 aboutissant à la sortie 27. Le double piston 68 comporte un conduit intérieur gl s'ouvrant sur un orifice 82 d'échappement vers l'atmosphère, et les corps 69, 70 portent des clapets annulaires 83, 84 maintenus contre les sièges 59, 61 par un ressort central 85, exerçant des forces de sens opposés sur les corps 69, 70 du double piston 68. Des joints toriques 86, 87 maintiennent l'étanchéité entre la chambre médiane 72 et le conduit 81 d'échappement vers l'atmos- phare lorsque les clapets 83, 84 4 sont plaqués sur les sièges 59, 61. L'étanchéité entre la chambre médiane 72 et les chambres latérales 73, 74 est également assurée par des joints toriques 88 Si9 encastrés dans les sièges 59, 61. Le conduit d'échappement vers l'atmosphère 81 est ajusté de façon que ses orifices 91, 92 situés au niveau des clapets 93, 8@ soient obturés par les pistons 42, 43 quand ceux-ci coulissent dans leurs logements 44, 45 en direction du double piston 68. D'autre part, les sièges 59, 61 présentent une série d'ouver- tures centrales 100, 80 réparties autour des pestons 42, 3 et mettant en communication la chambre médiane 72 avec les chambres latérales 73, 74 quand les pistons 42, 43 sont plaqués sur les clapets 83, 84 et que ceux-ci sont écartés des sièges 59, 61. Un organe sélecteur constitué par une languette flexible 93 est monté de manière oscillante dans l'axe de la canalisation terminale 79, de façon à pouvoir obturer l'un des orifices 77, 78 sous l'action de l'air comprimé provenant de l'autre or fice. La base 94 de cette languette 93 est encastrée dans le corps 1 contre lequel elle est maintenue par une plaquette 95 elle-même fixée au corps 1 par deux vis 96, 97. Le fonctionnement de la valve qui vient d'être décrite et ses avantages sont les suivants Lorsqutaucune pression ne stexerce aux entrées 22, 25, les membranes élastiques 39, 41 sont dans les positions représentées sur la figure 2 et les forces opposées du ressort de rappel 85 maintiennent les clapets 83, 84 fermés. D'autre part la chambre médiane 72 contient de l'air comprimé à la pression du réservoir 20 (figure 1) qui contribue également à maintenir fermés les clapets 83, 84, et la languette flexible 93 est immobile, dans l'axe de la canalisation terminale 79. Lorsque le conducteur du véhicule appuie sur la pédale 3 (figure 1), les robinets de commande 30, 31 transmettent progressivement aux cylindres de freins (4a, 4b) (Sa, 5b) les pressions d'air comprimé des réservoirs 1, 2. En pratique les pressions dans ces réservoirs et les pertes de charge respectives sont telles que la pression à ltentrée 25 est à un instant donné supé- rieure d'environ i bar à la pression à l'entrée 22. Ltair comprimé contenu dans la chambre d'entrée 36 déplace alors la membrane 41 vers le double piston 68 et le piston 43 vient se plaquer sur le clapet 84, obturant l'orifice 92 du conduit de mise à l'atmosphère 81. La pression d'air comprimé sur le clapet 84 dans la chambre médiane 72 et la force du ressort 82 s'opposent à la poussée du piston 43. Itais le clapet 84 est agencé de façon à ce que la force exercée sur lui dans la chambre 72 s'exerce sur une section inférieure à calle sur laquelle s'exerce la poussée du piston 43. Ceci compense l'action du ressort 82 et permet d'avoir dans le réservoir dtalimentation 20 une pression du même ordre que celle du réservoir 1 (figure 1). Dans ces conditions le clapet 84 s'ouvre et le corps 70 du double piston 68 coulisse dans son logement 71. L'air comprimé contenu dans la chambre médiane 72 pénètre alors dans la canalisation 76 par la chambre latérale 74 et le conduit annulaire 80 et vient plaquer la languette 93 sur l'orifice 77. L'air comprimé s'écoule ensuite par la canalisation terminale 79 vers la sortie 27. En se plaquant contre l'orifice 77 de la canalisation 75, la languette 93 empêche l'air comprimé provenant de la canalisation 76 de s'échapper vers l'atmosphère. En effet, comme au début du freinage le piston 42 reste immobile par suite du décalage en pression pendant le passage de l'air comprimé de la chambre 72 à la sortie 27, le clapet 83 reste éloigné du piston 42, et si la canalisation 75 n'était pas obturée par la languette 93, l'air comprimé stéchapperait vers l'atmosphère par la chambre latérale 73, les conduits annulaires 100, le conduit 81 et l'orifice d'échappement 82. Si la pression dans la chambre d'entrée 36 tombe brusquement au-dessous de la pression dans la chambre entrée 35 par suite dtune défaillance dans le système dtalimentation des cylindres de freins arrière 5a, 5b (figure 1), le même processus se répète automatiquement à partir de la membrane 39, dès que la pression dans la chambre d'entrée 35 atteint la valeur nécessaire pour actionner la membrane 39 et le piston 42. Le clapet 83 est alors ouvert, et l'air comprimé atteint la sortie 27 par le circuit comprenant les conduits annulaires 100, la chambre latérale 73, la canalisation 75 et la canalisation terminale 79, la languette flexible 9 étant dans ce cas plaquée contre l'orifice 78. L'invention a l'avantage substantiel de permettre un freinage de secours automatique de la remorque en cas de défaillance dans le circuit normal d'alimentation des freins de celle- i, tout en supprimant le montage effectif d'un circuit de secours physique. La réalisation du dispositif de freinage conforme à l'invention est donc simplifiée par rapport aux dispositifs connus et permet par suite une importante économie sur le prix de revient du système de freinage, tout en garantissant la sécurité du freinage du véhicule. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à l'exemple qui vient d'être décrit, et peut comporter des variantes d'exécution. R!V3bJDICATIONS 1. Dispositif de freinage à air comprimé pour véhicules automobiles comportant un tracteur et une remorque, ce dispositif comprenant un circuit d'alimentation des freins avant du tracteur, un circuit d'alimentation des freins arrière du tracteur, et un circuit d'alimentation des freins de la remorque, caractérisé en ce qutil comporte une valve ayant un corps qui présente une première entrée reliée au circuit d'alimentation des freins avant du tracteur, une seconde entrée reliée au circuit d'alimentation des freins arrière du tracteur, et une sortie reliée au circuit d'alimentation des freins de la remorque, cette valve comprenant des moyens pour commander les freins de la remorque par l'une quelconque de ces deux entrées, ainsi quten cas de défaillance dans le circuit d'alimentation de cette entrée pour commander les freins de la remorque automatiquement par l'autre entrée. 2. Dispositif conftrme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un double piston disposé entre les entrées de la valve, et deux circuits de commande étanches vis-à-vis des entrées de la valve et débouchant sur la sortie de la valve, le double piston étant agencé pour permettre une alimentation sélective en air comprimé de ces circuits en fonction de la pression à chaque entrée de la valve. 3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que le double piston comporte deux corps mobiles suivant un même axe et dans des sens opposés et portant chacun un clapet s'appuyant sur un siège fixe solidaire du corps de la valve et ajusté pour la fermeture du circuit correspondant. 4. Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce qu?il comprend un organe de rappel élastique maintenant les corps du double piston en position de fermeture des circuits de commande en l'absence de pression aux entrées de la valve. 5. Dispositif conforme à l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la valve comporte une chambre d'alimentation des circuits de commande en air comprimé, séparée de ces circuits par le double piston quand celui-ci est au repos. 6. Dispositif conforme à l'une des revendications 2 à 5, caractérisé an ce que la valve comprend des organes mobiles disposés en regard de chaque entrée, agencés pour se déplacer en fonction de la pression à l'entrée considérée et pour pouvoir s'appliquer sur le clapet correspondant du double piston 7. Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que les organes mobiles comprennent chacun un piston fixé à une membrane souple obturant l'entrée de la valve. 8. Dispositif conforme à ltune des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les circuits de commande débouchent chacun sur un orifice desservant la sortie de la valve, et en ce quzil comprend un organe sélecteur monté entre ces orifices et capable d'obturer sélectivement l'un de ces orifices sous 12action de l'air comprimé provenant de lsautre orifice. 9. Dispositif conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que organe sélecteur est une languette flexible montée de manière oscillante entre les deux orifices. 10. Dispositif conforme à l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le double piston comprend un circuit d'échappement de L'air comprimé vers l'atmosphère, disposé de façon à pouvoir être obturé par l'un ou l'autre des organes mobiles disposés aux entrées de la valve quand cet organe s'applique sur le clapet correspondant du double piston.