Brevet FR2223223A1 — publié le 19741025

La présente invention se rapporte à des robinets de frein et à des dispositifs de freinage utilisant de tels robinets. Il est connu d'équiper les véhicules routiers de robinets pour freins à ressort munis d'un levier de commande susceptible d'être amene dans une position intermédiaire entre la position freins serrés au maximum et la position freins desserrés, de façon à provoquer la diminution de la pression du fluide de desserrage des cylindres de frein à ressort pour effectuer un serrage partiel des freins.Un risque existe pour ce type de valve, en cas de fonctionnement avec une pression d'alimentation inférieure à la normaie, du fait qu'au moment du rétablissement de la pression d'alimentation normale, il s'ensuit généralement un desserrage au moins partiel des freins lorsque le levier de commande est maintenu en position iIitermédiaire, par exemple en 1'absence du conducteur du véhicule alors que le moteur tourne et entraîne le compresseur pour faire lentement remonter la pression. Un rappel par ressort du levier peut empêcher le maintien du levier en position intermédiaire soit en l'absence du conducteur soit dars le cas ou la pression d'alimentation est trop faible. Un tel système exige des ressorts de rappel très puissants et des efforts de verrouillage faibles pour le levier en position intermédiaire.La présente invention a pour but d'obtenir la meme sécurité de fonctionnement du robinet de frein tout en évitant d'avoir -à utiliser des ressorts de rappels puissants combinés à es verrouillage faiìes du levier en position inters,édiaire A cet effet, le robinet du. frein comportant un détendeur de pression dont la pression de sortie est détermine par la position d'un levier de commande iranuelle repoussé par des organes élastiques dans la direction provoquant la mise à l'échappement du détendeur de pression est caractérisé en ce qu'un piston d'équilibrage sensible à une pression de fluide est susceptible de repousser ie levier de commande dans la direction opposée à celle provoquant la mise à l'échappement du détendeur de pression pour annuler l'action des organes élastiques, le piston d'équi- librage étant susceptible d'etre déplacé par l'action de la pression de fluide seulement dans le cas où la pression de la source alimentant le détendeur de pression est supérieure à une valeur prédéterminée. Ainsi le levier de com::jnde est rappelé par les organes élastiques dans la position provoquant le serrage maximal des freins S ressort si la pression de la source est inférieure à la valeur prédéterminée. Le piston d'équilibrage peut être soumis à la pression de la source alimentant le détendeur de préférence via une valve de pilotage ce qui garantit une diminution de l'effort sur le piston d'équilibrage en cas de diminution de la pression de la source.En agissant manuellement sur le levier de commande, le conducteur du véhicule équipé du robinet de frein selon l'invention peut bien sûr régler à sa guise la pression délivrée par le robinet pour autant que la pression de la source soit suffisante. La valve de pilotage peut être une valve à déclenchement brusque réglé sur une valeur bien précise de la pression de la source dans des limites d'hystérésis admissibles. Selon un mode de réalisation très compact du robinet de frein selon l'invention, les organes élastiques repoussent le double clapet du détendeur de pression et son organe support mobile de façon étanche dans une chambre de valve, en direction de l'un des bras du levier de commande, le piston d'équilibrage étant mobile parallèlement à ladite chambre de valve et étant susceptible de venir en appui sur un autre bras du levier de commande pour repousser celui-ci dans la direction opposée à l'action des organes élastiques. L'organe support du double clapet du détendeur est susceptible d'être repoussé par un ressort d'équilibrage dans la direction du bras du levier de commande lorsque le détendeur délivre une pression de fluide par suite du déplacement dudit bras du levier de commande en direction du double clapet du détendeur.Le ressort d'équilibrage qui fait ainsi fonction de ressort de progressivité du détendeur, est beaucoup plus rigide que les organes élastiques repoussant le levier de commande dans la direction provoquant la mise à l'échappement du détendeur de pression et ce ressort d'équilibrage sert de butée mobile pour l'organe support du clapet soumis à la poussée des moyens élastiques et le cas échéant de la pression délivrée par le détendeur. * Selon un autre mode de réalisation du robinet de frein, le piston d'équilibrage est constamment repoussé au contact d'un bras du levier de commande par un ressort de rappel agissant sur le levier dans la direction opposée à celle des organes élastiques. Pour permettre le rappel automatiqué du robinet en position d'échappement si la pression de la source est insuffisante, l'action des organes élastiques sur le levier de commande est prépondérante par rapport à l'action du ressort de rappel agissant sur le levier par l'intermédiaire du piston d'équilibrage. Pour éviter tout risque de grippage en service, le piston d'équilibrage est un piston annulaire qui est ainsi guidé intérieurement et extérieurement et qui vient en contact glissant par une portée extérieure avec un bras rotatif du levier. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention faite en regard du dessin annexé où - la figure 1 représente en coupe schématique partielle un robinet de frein à ressort selon la présente invention ; et - la figure 2 représente en coupe une valve de pilotage susceptible d'être associée au robinet de frein proprement dit. Si l'on se réfère à la figure 1 du dessin, le robinet de frin à ressort comporte un corps principal 1 muni d'un raccord d'entrée 2 destiné à être relié à un réservoir d'air comprimé, d'un raccord de sortie 3 destiné à être relié à la chambre de desserrage de cylindres de frein à ressort et d'une ouverture d'échappement 4. Au-dessus du corps principal 1 est assemblé un chapeau de guidage 5 dans une-rainure duquel se déplace un levier de commande 6 entre les positions extrêmes A et B représentées sur la figure. Le levier 6 est fixé rigidement à un balancie 7 articulé sur un axe 8 et dont chacun des bras présente une face de portée arrondie 9 ou 10. La face 9 vient en appui sur la tête Il d'un plongeur 12 mobile de façon étanche dans un alésage 13 du corps cylindrique principal 14 du robinet.Le plongeur 12 comporte un rebord extérieur 15 pour le guidage dans l'alésage principal du corps 14 et qui vient en appui sur des organes élastiques constitués par exemple par un ressort hélicoldal 16. L'autre extrémité du ressort 16 vient en appui sur la surface supérieure d'un piston 17 mobile de façon étanche dans l'alésage principal du corps 14. Ce piston 17 -est muni de joints annulaires supérieur 18 et inférieur 19 et d'un passage 20 ménagé entre ces joints et débouchant sur le siège d'admission d'un double clapet 21 guidé à sa partie inférieure par un prolongement annulaire 22 mobile de façon étanche dans un prolongement du piston 17 muni d'un joint 23. Le corps cylindrique 14 contient un puissant ressort d'équilibrage 24 dont l'effort de réaction est nettement plus élevé que celui du ressort 16, ce qui lui permet de repousser le piston 17 vers le haut et de maintenir ainsi lé ressort 16 précontraint entre la partie supérieure du piston 17 et le rebord 15 du plongeur 12. Un poussoir d'obturation 25 est ménagé à la partie inférieure du plongeur 12 pour venir s'appliquer sur le siège d'échappement 26 du double clapet 21 lorsque le plongeur 12 est poussé vers le bas par la face 9, ce qui permet d'interrompre la communication entre le raccord de sortie 3 et l'ouverture d'échappement 4 reliée en permanence à l'alésage intérieur du double clapet. Le robinet de frein à ressort comporte selon l'invention un cylindre auxiliaire dans lequel est susceptible de se déplacer de façon étanche un piston d'équilibrage 28 qui est repoussé vers le haut par un ressort 29 à très faible effort de réaction. La chambre contenant le ressort 29 est reliée par un passage non représenté à la source de fluide sous pression qui alimente le raccord 2, cette alimentation s'effectuant de préférence via une valve de pilotage disposée devant ou derrière la coupe de la figure 1 et non représentée sur cette figure mais par contre représentée en détail sur la figure 2. Cette valve de pilotage est réglée de façon à autoriser l'alimentation en fluide sous pression de la chambre contenant le ressort 29 X condition que la pression au raccord 2 soit supérieure à une valeur prédéterminée et à provoquer la mise à l'échappement brutale de la chambre située en dessous du piston 28 (et contenant le ressort 29) dès que la pression d'alimentation au raccord 2 devient inférieure à ladite valeur prédéterminée. La face 10 du bras du balancier 7 vient en appui sur la tête du piston 28 qui se déplace entre les deux positions extrêmes représentées sur la figure 1.Pour bien supporter les efforts latéraux provoqués par l'appui de la face 10, le piston 28 est guidé intérieurement par une tige support et constitue ainsi un piston annulaire muni de joints d'étanchéité extérieur'et intérieur avec une chambre centrale mise à l'atmosphère au-dessus de la tige support. Pour expliciter le fonctionnement du robinet de frein selon l'invention, on admettra que le raccord de sortie 3 est relié à au moins un cylindre de frein à ressort dont l'effort de freinage résiduel est con trôlé par l'intermédiaire du robinet de frein. En service, lorsque le levier 6 du robinet de frein est amené dans la position B, le piston 28 est repoussE en position basse et les organes élastiques constitués des ressorts 16 et 24 repoussent le plongeur 12 en position haute. Du fait de l'existence de la pression de desserrage du cylindre de frein à ressort (cette pression s' exerçant sur la partie supérieure du piston 17)et de la diminution de l'effort de réaction du ressort 24 qui s'est détendu, l'effort de réaction du ressort 16 est suffisant pour séparer le poussoir 25 du siège 26 du double clapet. I1 s'ensuit l'échappement du fluide sous pression (air comprimé) contenu dans le cylindre de frein à ressort et l'application du frein à ressort avec l'effort maximal disponible pour la course demandée au piston du cylindre de frein.Lorsque le conducteur désire desserrer les freins à ressort, il déplace le levier 6 vers la position A. Dans une position intermédiaire du levier 6, le plongeur 12 est -repoussé vers le bas à l'encontre de la réaction du ressort 16 par la poussée exercée par-la face 9 sur la tette 11 du plongeur et le poussoir 25 vient s'appliquer sur le clapet d'échappement 26 du double clapet pour isoler le raccord 3 de l'échappement. Si le déplacement du plongeur 12 vers le bas continue, le double clapet 21 se déplace à son tour vers le bas à l'intérieur du piston 17 en butée sur le ressort 24. I1 s'ensuit l'ouverture du double clapet 21 qui relie par un passage annulaire le raccord d'alimentation 2 au raccord de sortie 3. La liaison entre la source de fluide sous pression amenée au raccord 2 et les cylindres de frein à ressort reliés au raccord 3 se poursuit Jusqu'à ce que la pression agissant sur la face supérieure du piston 17 repousse celui-ci vers le bas à l'encontre de la réaction du ressort 24 et peimette -aigsi la fermeture du double clapet 21 dans une position d'équilibre pour une pression délivrée aux cylindres de frein à ressort qu soit sensiblement proportionnelle au déplacement du levier 6 pour autant qu'une pression d'alimentation suffisante existe au raccord 2.Un déplacement supplémentaire du levier 6 vers la position A provoque une réouverture du double clapet 21 et une nouvelle augmentation de la pression délivrée au raccord 3 jusqu'à ce qu'une nouvelle position d'équilibre soit définie pour le piston 17. L'augmentation progressive de la pression délivrée aux cylindres de frein à ressort protooque une diminution progressive de l'effort de fore nage engendré par les cylindres de frein.Lorsque le levier 6 atteint la position A, le desserrage complet des cylindres de frein à ressort a été obtenu mÉme pour le jeu minimal des garnitures de frein On va maintenant cons;drer une situation dans laquelle le levier 6 est placé dans une position ntermédiaire entre les positions limites A et B avec une pression réduite au réservoir d'air comprimé qui alimente le raccord 2. Les freins vont être appliqués avec une force relativement grande, suffisante pour immobiliser le véhicule et le conducteur peut se croire autorisé à quitter le véhicule (par exemple pour inspecter l'incident de freinage) avec le levier placé dans cette position intermédiaire.Un rétablissement ultérieur de la pression du réservoir d'air comprimé alimentant le raccord 2, e rétablissement étant da par exemple au fait que le compresseur du véhicule continue à tourner, va autoriser le détendeur de pression comportant le double clapet 21 à réalimenter le raccord 35 ce qui risque de provoquer le desserrage partiel des freins et le départ inopiné du véhicule si celui-ci est chargé et arreté dans une pente. Le robinet de frein selon la présente invention évite ce risque car les organes élastiques 16 et 24 repoussent le plongeur 12 et le levier 6 par l'intermédiaire du balancier 7 vers la position de purge complète du circuit des freins à ressort qui sont ainsi serrés avec l'effort de freinage de parc maximal possible.On doit noter que la position de purge complète du circuit des freins à ressort assure généralement la sécurité de parc du véhicule car, dans cette position, le levier de commande 6 est verrouillé par encliquetage dans une ouvertre de la rainure du chapeau 5. Lorsque la pression au raccord 3 est suffisante, le levier 6 peut rester verrouillé par simple pression sur les bords de la rainure du chapeau 5 dans les différentes positions intermédiaires produisant un desserrage partiel des freins à ressort et permettant ainsi de moduler grossièrement le freinage à ressort pour l'utiliser en frein de secours. En effet, la réaction sensiblement constante du ressort 16 est équilibrée avec une bonne approximation par le couple exercé sur le balancier 7 par le piston annulaire 28 soumis à la pression régnant dans la chambre contenant le ressort 29.Dès que cette dernière pression s'évanouit, la réaction du ressort 16 précontraint par le ressort 24 exerce sur le balancier 7 un couple suffisant pour déplacer le levier 6 vers la position B appliquant le frein à ressort avec la force maximale. La figure 2 représente la valve de pilotage qui comporte un corps principal 31 avec un raccord d'entrée 32 relié au réservoir de fluide, un raccord 33 de sortie de pression de pilotage et une ouverture d'échappement 34. Un manchon d'entrée 36 est retenu dans le corps 31 par un circlip. Ce manchon comporte un filtre 37, des sièges de clapets 38 et 39, un guide de piston 40 et des sièges de valves 41 et 42 qui viennent en butée de façon étanche sur un épaulement 43 du corps 31. Un piston 44 mobile dans le guide 40 présente à chaque extrémité des portées d'étanchéité qui viennent alternativement coopérer avec les sièges 39 ou 41 pour constituer un clapet. Le piston 44 est constamment repoussé vers le haut en direction du siège 39 par une tige 45 et un ressort 46 dont le tarage est réglé par un écrou interne 47. Le tarage du ressort 46 est réglé pour s'opposer à l'action de la pression prédéterminée au raccord 3 en dessous de laquelle la chambre contenant le ressort 29 (figure 1) est mise à l'échappement ce qui permet au ressort 16 de ramener le levier 6 vers la position B. Cette pression au raccord 3 est transmise au raccord 32 pour agir sur la section efficace du piston44 en appui sur le siège 39. Le raccord de sortie 33 est relié à la chambre de contrôle située à la partie inférieure du piston 28 et contenant le ressort 29. Lorsque la pression d'air comprimé transmise au raccord 32 est suffisante pour décoller le piston 44 de son siège, la section efficace supplémentaire offerte par le piston 44 à la pression du réservoir d'air comprimé permet le basculement du piston 44 vers le bas en appui sur le siège 41. Le passage d'échappement du raccord de sortie 33 est ainsi fermé alors qu'un passage annulaire est ménagé entre les raccords 32 et 33 via le filtre 37. La face inférieure du piston 28 est alors soumise à la pression du réservoir amenée au raccord 33 et qui pourrait en cas de besoin piloter d'autres fonctions telles que par exemple la mise à la décharge ou à l'armet du compresseur ou de la pompe fournissant le fluide sous pression.Lorsque le raccord 33 est sous pression la réaction du ressort 16 taré par le ressort 24 est équilibrée et le levier 6 peut etre placé dans toutes les positions que l'on désire et s'y maintient par verrouillage léger à friction ou autre sans retourner automatiquement dans la position B. Si la pression diminue jusqu'à une valeur de seuil inférieure à la valeur prédéterminée, cette valeur de seuil étant fonction de la section totale du piston 44 et du tarage du ressort 46 lorsque le piston 44 est en appui sur le siège 41, l'effort de réaction du ressort 46 dépasse l'effort dirigé vers le bas et dO à la pression appliqué au piston 44 qui retourne brutalement à la position représentée sur la figure 2 de façon à relier à la décharge le raccord 33 et par voie de conséquence la chambre de commande du piston 28 sur la figure 1 Pour toute la gamme des pressions du réservoir inférieures à cette valeur de seuil, il n'est donc plus possible d'abandonner le levier 6 dans une position intermédiaire sans le voir revenir à la position B sous l'action du ressort 16.On comprendra aisément que par suite de 1'hystérésis au basculement de la valve de pilotage représentée sur la figure 2, il existe deux valeurs de pression différentes en dessous desquelles le retour automatique du levier 6 en position B est assuré. Ces deux valeurs appelées précédemment valeur prédéterminée pour la montée de pression du réservoir et valeur de seuil pour la descente de la pression du réservoir sont très voisines et peuvent etre confondues dans la pratique des circuits de freinage. Il est évident pour l'homme de l'art que diverses sources de pression peuvent etre utilisées pour agir sur le piston 28 avec ou sans valve de pilotage. Un montage simplifié consiste à alimenter la chambre contenant le ressort 29 directement par la pression du réservoir d'air comprimé de la source pour obtenir un retour jautomaticue vers la position B seulement pour les basses pressions au réservoir du frein à ressort tout en admettant par exemple une tendance du levier 6 à se déplacer automatiquement vers la position A lorsqu'il n'est pas verrouillé en position Bcorrespondant au frein de parc. REVENDICATIONS 1. Robinet de frein comportant un détendeur de pression dont la pression de sortie est déterminée par la position d'un levier de commande manuelle repoussé par des organes élastiques dans la direction provoquant la mise à l'échappement du détendeur de pression, caractérisé en ce qu'un piston d'équilibrage sensible à une pression de fluide est susceptible de repousser le levier de commande dans la direction opposée à celle provoquant la mise à l'échappement du détendeur de pression pour annuler l'action des organes élastiques, le piston d'équilibrage étant susceptible d'être déplacé par l'action de-la pression de fluide seulement dans le cas où la pression de la source alimentant le détendeur de pression est supérieure à une valeur prédéterminée. 2. Robinet de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston d'équilibrage est soumis via une valve de pilotage à la pression de fluide 3. Robinet de frein selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valve de pilotage est une valve à déclenchement brusque. 4. Robinet de frein selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pression de fluide susceptible d'agir sur le piston d'équilibrage est la pression de la source alimentant le détendeur. 5. Robinet selon lXune des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les organes élastiques repoussent le double clapet du détendeur de pression et son organe support mobile de façon étanche dans une chambre de valve, en direction de l'un des bras du levier de commande, le piston d'équilibrage étant mobile parallèlement à ladite chambre de valve et étant susceptible de venir en appui sur un autre bras du levier de commande pour repousser celui-ci dans la direction opposée à l'action des organes élastiques. 6. Robinet de frein selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe support du double clapet du détendeur est susceptible d'etre repoussé par un ressort d'équilibrage dans la direction du bras du levier de commande, lorsque le détendeur délivre une pression de fluide par suite du déplacement dudit bras du levier de commande en direction du double clapet du détendeur. 7. Robinet de frein selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort d'équilibrage est beaucoup plus rigide que les organes élastiques repoussant le levier de commande dans La direction provoquant la mise à l'échappement du détendeur de pression et en ce que ledit ressort d'équilibrage sert de butée mobile pour l'organe support du clapet soumis à la poussée des moyens élastiques et le cas échéant de la pression délivrée par le détendeur, 8. Robinet de frein selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le piston d'équilibrage est constamment repoussé au contact d'un bras du levier de commande par un ressort de rappel agissant sur le levier dans la direction opposée à celle des organes élastiques. 9. Robinet de frein selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'action des organes élastiques sur le levier de commande est prépondérante par rapport à l'action du ressort de rappel agissant sur le levier par l'intermédiaire du piston d'équilibrage. 10. Robinet de frein selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le piston d'équilibrage est un piston annulaire qui est ainsi guidé intérieurement et extérieurement et qui vient en contact glissant par une portée extérieure avec un bras rotatif du levier.