Brevet FR2229592A1 — publié le 19741213

La présente invention concerne un appareil pour frein à air comprimé à deux circuits, avec deux pistons de travail disposés l'un derrière l'autre, dont le premier délimite une première chambre de travail se trouvant entre lui et un fond de cylindre, et dont le deuxième forme la paroi d'une deuxième chambre de travail qui se trouve entre le premier et le deuxième piston de travail, et avec deux soupapes de commande disposées l'une derrière l'autre, dont la seconde est actionnée par la pression commandée par la première et qui commandent l'alimentation en air comprimé des deux chambres de travail, en raccordant les chambres de travail soit à une liaison avec l'air extérieur, soit à une liaison avec l'air d'alimentation et en fermant ou ouvrant de façon partielle les deux liaisons dans une position moyenne des soupapes. Un appareil pour frein de ce type est connu (brevet suisse nO 525 107). Dans de tels appareils, il peut arriver que les joints d'étanchéité du piston de travail deviennent défectueux. Si le joint du deuxième piston n'est plus étanche, ltair s'échappe vers la partie du ressort antagoniste du piston, reliée de toute façon à l'air extérieur, et le conducteur est avisé du défaut par un fort sifflement.Mais quand le joint du premier piston de travail n'est plus étanche, il se passe ce qui suit dans la position de freinage partiel Comme la première soupape de freinage est actionnée le plus souvent de façon mécanique et la deuxième soupape de commande, par la pression commandée par la première soupape, l'air comprimé introduit par la première soupape dans la première chambre de travail s'échappe au travers du joint défectueux du premier piston vers la deuxième chambre de travail se trouvant entre les deux pistons.De là, l'air comprimé parvient, par l'intermédiaire de la deuxième soupape maintenant encore ouverte la liaison vers l'air extérieur, dans le raccordement à l'air extérieur et il s'échappe de façon audible, parce qu'il s'établit une même pression sur les côtés primaire et secondaire du deuxième piston et que l'excès de force nécessaire (différence de pression) pour la fermeture du clapet de sortie n'est pas atteint. Par suite, si l'alimentation par le compresseur d'air n'est pax suffisante, en cas de freinage assez long,(descente, point mort), l'alimentation du circuit I peut être épuisée. I1 s'ensuite une diminution correspondante de la force de freinage et, si l'alinientation I est épuisée, il n'y a plus aucune force de freinage sur le circuit I.Pour produire à nouveau une force de freinage, le deuxième circuit doit être actionné mécaniquement, de façon que l'admission de la première soupape de commande soit ouverte de force. Par l'anneau défectueux du premier piston, l'air d'alimentation du circuit Il s'coule dans le circuit I et remplit celuici jusqu'à égalisation de pression avec le circuit II. Le niveau de pression total tombe à la moitié 1) par le processus déjà décrit ci-dessus, et 2) par des freinages répétés, à cadence rapide. Le but de l'invention est d'éviter ces inconvénients et de réaliser un appareil pour frein à air comprimé à deux circuits, du type mentionné au début, dans lequel, même en cas de panne de la garniture d'étanchéité du premier piston, aucune perte d'alimentation ne peut se produire dans le deuxième circuit de frein. Conformément à l'invention, ce but est atteint par le fait que, dans la liaison d'air d'alimentation de la première chambre de travail, on a interposé une soupape antiretour fermant en direction du réservoir d'alimentation du premier circuit de frein. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente l'appareil pour frein à air comprimé à deux circuits en position de freinage partiel avec une réserve d'air I, en cas de défaut d'étanchéité du premier piston ; et - la figure 2 représente l'appareil pour frein en position de freinage partiel, en cas de réservoir I vide. Un appareil 1 pour frein à air comprimé à deux circuits possède un carter en plusieurs parties, qui se compose essentiellement d'un cylindre de travail 2 et d'une partie de soupape 3. Le cylindre 2 est formé d'un élément de carter 4 en forme de pot, avec un couvercle 5 et la partie de soupape 3 possède un carter 6 qui est fixé au cylindre 2 et dont le côté libre est recouvert d'un chapeau 7 qui est évidé pour recevoir une pièce de pression 8 et qui est recouvert par un soufflet antipoussière 9. Le carter 6 sert à recevoir deux soupapes de commande 10 et 11, constituées en soupape à double siège, pour les deux circuits de frein. I1 est muni des deux côtés d'alésages 12 et 13 de meme axe et de même diamètre. Entre les deux, le carter 6 possède un corps 14 qui porte, dans un plan se trouvant derrière le plan de coupe, un raccordement d'alimentation 15 du premier circuit de frein, ainsi qu'un raccordement à l'air extérieur 16. Un raccordement- d'alimentation 17 du deuxième circuit de frein est également prévu sur le carter 6, mais il débouche dans l'alésage axial 13 et il s'y prolonge dans une chambre 18 flottant dans le carter 6. Cette chambre 18 a la forme d'un espace annulaire dans un piston de commande 19 qui se déplace de façon longitudinale dans l'alésage 13 et qui porte à l'intérieur le siège de soupape d'admission de la deuxième soupape de commande 11. Le piston 19 s'appuie habituellement sur le corps 14 sous l'effet d'un ressort 19', comme on peut l'observer dans la moitié de l'appareil pour frein située en dessous de l'axe central. Le ressort 19' est installé dans une chambre de changement -de pression 19" dont l'autre liaison sera décrite plus tard. Le siège de sortie de la deuxième soupape 11 est disposé sur le fond 21 du cylindre de travail. Dans un évidement central 22 du fond de cylindre 21. est articulé un manchon de guidage 23 pour le premier piston 20, ce manchon étant rendu étanche par un joint torique 25. Pour la fixation axiale du manchon 23 sur le fond de cylindre 21, on a muni le manchon d'un double collet annulaire 26 qui est maintenu par une rondelle d'arrêt 27 introduite dans l'évidement 22. La chambre 19" est reliée par le manchon 23 avec une chambre 24' du deuxième piston 24, cette chambre se trouvant entre le premier piston 20 et le deuxième piston 24. En position de repos, les pistons 20 et 24 sont à une faible distance l'un de l'autre. Ils sont guidés par leur pourtour extérieur dans le cylindre 2. Le premier piston 20 a comme garniture de piston un joint torique 42 et une portée de tourillon 20" qui glisse sur le manchon 23 fixé dans le fond 21 du cylindre 2 et qui empêche par ses dimensions un coinçage du piston 20. Le deuxième piston 24 possède une garniture d'étanchéité 43 servant de garniture de piston et une tige de piston 28 partiellement creuse, avec une extrémité sphérique 28'. La tige 28 est articulée par sonextrémité 28' dans un mattre-cylindre hydraulique non représenté et associé à l'appareil pour frein. Un guidage est ainsi fourni au piston 24. A l'intérieur du piston 19 est fixé un manchon 29 qui est couplé avec jeu axial à l'extrémité intérieure de la pièce 8 manoeuvrable par la pédale > par l'intermédiaire d'un ressort à grande course 30 et d'un boulon 40. Le boulon 40 traverse la soupape 10. I1 est introduit de façon coaxiale dans un piston de réaction 31 de la première soupape à double siège 10 et il est vissé sur le piston 31. Celui-ci peut se mouvoir longitudinalement et de façon étanche dans l'alésage 12. Une chambre de changement de pression 32 derrière le piston 31 est reliée par un canal 33 dans la partie de soupape 3 avec une chambre 34 devant le piston 19 de la deuxième soupape 11.A la chambre 32 est raccordé en outre un canal 35 courant d'abord radialement puis de façon parallèle à l'axe qui mène dans le carter 6 et, au travers du fond 21 du carter 4, vers une chambre 20! disposée à l'avant du premier piston 20. Les deux-pistons 31 et 19 ont le même diamètre extérieur et les mimes surfaces efficaces. Dans une tubulure qui conduit à un raccordement d'alimentation 15, on a disposé une soupape antiretour 41 qui ferme en direction du réservoir. L'appareil décrit fonctionne de la façon suivante Au repos, les deux chambres 20' et 24' sont sans pression. Si, en cas de freinage, la pièce 8 ainsi que le piston 31 par le ressort 30 sont poussés dans l'appareil pour frein, la soupape 10 se trouve d'abord commutée de façon que l'air d'alimentation parvienne du raccord 15 dans la chambre 32 et, de là > par le canal 35 dans la chambre 20'. Mais une pression s' établit également par le canal 33 dans la chambre 34. Le piston 19 avec la chambre 18 se sépare du corps 14 contre la force du ressort 19' et la deuxième soupape ll est également commutée. Du raccordement 17, l'air comprimé parvient, au travers de la chambre 18, dans la chambre 19" et, de là, par le fond 21 et le manchon 23, dans la chambre 24'. Une meme pression sur les deux côtés du piston amplificateur 20 aurait pour conséquence le maintien sur place du piston 20.Mais comme, en cas d'équilibrage des pressions dans les chambres 34 et 19", le ressort 19' provoque dans la chambre 19" une pression plus faible que dans la chambre 34, et comme, par suite, il règne dans la chambre 20' une pression plus élevée que dans la chambre 24', le piston 20 est entrafné. On évite ainsi un blocage par corrosion du piston 20. Chaque pression impose réagit par le piston 31 sur le pied du conducteur, Si bien que celui-ci a une estimation de la force de freinage à exercer. S'il se produit une panne de pression au raccordement 15, le piston 19, en cas de freinage, est commandE mécaniquement par le boulon 40. I1 s'appuie alors contre la manchon 29 qui établit une liaison mécanique vers la deuxième soupape 11. Celle-ci est commutée et l'air comprimé parvient dans la chambre 24' devant le piston 24. Celui-ci actionne ensuite seul les freins. Par suite de la surface de piston égale du piston 19, la réaction est la meme. S'il se produit une panne de pression au raccordement 17, la chambre 24' reste sans pression. Le piston 20 20-manoeuvre le le.maltre-cylindre qui lui succède en se séparant du fond 21 et en entraînant le piston 24. Si, par suite d'un défaut, la garniture à anneau torique 42 tombe en panne, l'air comprimé s'écoule au début du freinage hors du premier circuit,comme le montrent les flèches de la figure 1, pour aller dans la chambre 24' entre les deux pistons 20 et 24 et il parvient de là par la deuxième soupape 11 encore ouverte dans le raccordement 16. Par le sifflement d'échappement, l'attention du conducteur est attirée sur le défaut de l'appareil pour frein à deux circuits. Pour que le véhicule puisse encore gagner l'atelier, sa capacité de freinage doit être conservée. C'est à cela que sert alors la soupape antiretour 41 qui laisse écouler la réserve hors du premier circuit par la garniture défectueuse 42, mais empêche que la réserve totale du deuxième circuit, qui est maintenant seul responsable de l'efficacité de l'appareil pour frein, ne retourne dans le premier réservoir jusqu'à égalisation des pressions. La figure 2 montre ltécoulement de l'air de réserve au travers de l'appareil tel qu'il se produirait dans ce cas, mais tel qu'il en est empêché par la soupape 41 qui se ferme. Bien tentendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION Appareil pour frein à air comprimé à deux circuits, avec deux pistons de travail disposes l'un derrière l'autre, dont le premier délimite une première chambre de travail se trouvant entre lui et un fond de cylindre, et dont le deuxième forme la paroi d'une deuxième chambre de travail qui se trouve entre le premier et le deuxième piston de travail, et avec deux soupapes de commande disposées l'une derrière l'autre, dont la seconde est actionnée par la pression commandée par la première et qui commandent l'alimentation en air comprimé des deux chambres de travail, en raccordant les chambres de travail soit à une liaison avec l'air extérieur, soit à une liaison avec l'air d'alimentation et en fermant ou ouvrant de façon partielle les deux liaisons dans une position moyenne des soupapes, caractérisé en ce que dans la liaison d'air d'alimentation de la première chambre de travail, on a interposé une soupape antiretour fermant en direction dú réservoir d'alimentation du premier circuit de frein.