Brevet FR2252937A1 — publié le 19750627

La présente invention a pour objet unie valve de sécurité pour dispositif de freinage à air comprimé de véhicules automobiles comportant un tracteur et une remorque. Ia valve de sécurité t plus particulièrement destinée aux dispositifs de freinage du genre équipé d'une valve de commande du circuit de freinage de la remorque reliée aux circuits de freinage du tracteur. B'invention a également pour objet un dispositif de freinage de ce genre muni de la valve de sécurité précitée. La demande de brevet français 72 09 786 du 21 mars 1972 aux noms des Demandeurs décrit un dispositif de freinage à air comprimé pour véhicules automobiles comportant un tracteur et une remorque. Ce dispositif comprend des circuits d'alimentation des freins avant et arrière du tracteur, un circuit d'alimentation des freins de la remorque et une valve de commande reliée d'une part aux circuits des freins du tracteur, d'autre part au circuit des freins de la remorque. Cette valve de commande comporte deux entrées et est agencée de façon à pouvoir commander les freins de la remorque par l'une ou l'autre des deux entrées ainsi que pour exécuter cette commande automatiquement par l'autre entrée en cas de défaillance dans le circuit d'alimentation de l'entrée initialement choisis, Ia 'a valve de commande est montée sur le tracteur et reliée freins de la remorque par une valve relais. Rlle assure un freinage de secours automatique de la remorque si une défaillance survient dans le circuit d'alimentation normal de la valve de commande. Toutefois ce dispositif ne permet pas d'assurer le freinage de secours de la remorque en cas de rupture de la canalisation flexible reliant la valve de commande à la remorque ou en cas de fuite importante dans cette canalisation. L'invention a pour but de remédier à cette insuffisance afin d'accroire la sécurité de fonctionnement du système de freinage de la remorque. La valve de sécurité prévue par l'invention est destinée à un dispositif de freinage à air comprimé de véhicules automobiles. comportant un tracteur et une remorque, ce dispositif de freinage comprenant une valve de commande du circuit de freinage de la remorque. Suivant l'invention, la valve est caractérisée en ce qu'elle comprend une première entrée de liaison avec ladite valve de commande, une seconde entrée de liaison avec un réservoir d'alimentation en air comprimé, une troisième entrée de liaison avec une canalisation du circuit de freinage de la remorque, un orifice d'échappement de l'air comprimé et des moyens pour diriger l'air comprimé de la troisième entrée vers l'orifice d'échappement en cas de chute de la pression d'air comprimé dans la première entrée. La dépression ainsi créée dans la canalisation reliant la troisième entrée de la valve au circuit de freinage de la remorque déclenche de manière connue en elle-meme la valve relais montée sur cette canalisation. Cette valve relais actionne les freins de la remorque par envoi d'air comprimé issu d'un réservoir de secours disposé sur la remorque et auquel elle est reliée. Suivant un mode de réalisation préféré, la.valve de sécurité comprend un corps creux sensiblement cylindrique présentant une entrée latérale de liaison avec le circuit de freinage de la remorque, agencée en regard d'une entrée latérale de liaison avec le réservoir d'air comprimé, une entrée axiale de liaison avec la valve de commande du circuit de freinage de la remorque, un orifice d'échappement agencé latéralement dans le corps entre les entrées latérales et l'entrée axiale et un piston de commande d'admission d'air comprimé a partir de l'entrée de liaison avec le circuit de freinage de la remorque vers l'orifice d'échappement,déplaçable axialement entre les entrées latérales et l'entrée axiale. En service normal du dispositif de freinage la-sollicitation exercée sur le piston du coté de l'entrée axiale est réglée à.une valeur de préférence légèrement supérieure à celle qu'il subit du côté opposé. Si la sollicitation exercée sur le piston dans l'entrée axiale baisse brusquement consécutivement à une fuite importante dans la canalisation flexible reliant la valve de commande à la remorque ou par suite dtune rupture de cette canalisation, le piston est poussé en direction de l'entrée axiale de la valve. Il met alors en communication avec l'orifice d'échappement l'entrée de la valve reliée à la valve relais. L'air comprimé contenu dans la canalisation de liaison entre les deux valves s'échappe de la valve de sécurité, ce qui déclenche le freinage de la remorque. D'autres particularités et avantages de l'invention apparattront encore au cours de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs on a représenté deux modes de réalisation industrielle de l'invention. 'ta figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de freinage à air comprimé conforme à l'invention. Ia figure 2 est une coupe axiale d'une première réalisation de la valve de sécurité conforme à l'invention, destinée au dispositifde la figure 1 et montrant le piston en position de repos. La figure 3 est une coupe axiale similaire à celle de la figure 2 et montrant le piston déplacé vers l'entrée axiale de la valve. Ia figure 4 est une coupe partielle avec arrachements montrant une seconde réalisation de la valve de sécurité conforme à l'in- Invention. Be dispositif de freinage à air comprimé illustré à la figure 1 est destiné à équiper un véhicule routier de fort tonnage tirant une remorque. Il est comparable à celui décrit dans la demande de brevet français précitée et ne-sera donc pas décrit en détail. Il comprend des circuits d'alimentation en air comprimé des freins avant I du tracteur, des freins arrière 2 du tracteur, et des freins 3 de la remorque. 'te circuit relatif auxfreinsavant I comporte un robinet de commande 4 actionné par une pédale 5 et relié, d'une part, à un réservoir d'air comprimé 6, d'autre part, aux freins avant 1 par -des canalisations 7, 8. Be circuit relatif aux freins arrière 2 comporte de manière similairè un robinet de commande 9 actionné par la pédale 5, et relié d'une~part à un réeervoir dtair comprimé 11, d'autre part aux freins arrière 2 par des canalisations 12, 13. Be circuitde freinage de la remorque comprend.une valve de commande 14 qui est décrite de manière détaillée dans la demande de brevet français précitée. Cette valve est munie de deux entrées dont l'une est reliée par une conduite 15 au circuit de commande des freins avant 1, l'autre étant raccordée auxcanalisations 12, 13 du circuit des freins arrière 2 par un conduit 16. Ta valve j4 présente complémentairement une troisième entrée reliée à un réservoir d'air comprimé 17 et une sortie reliée à une valve relais 18 montée sur la remorque par une conduite à raccord flexible 19. Ia valve relais 18 est réliée aux freins 3 de la remorque par une canalisation 10. Elle est pilotée par la valve 14 et peut actionner les freins 3 par envoi d'air comprimé provenant d'un réservoir 21. Complémentairement-la valve relais 18 est raccordéé par une canalisation 25 à conduite flexible 22 à la canalisation 23 de liaison entre le réservoir 6 et le robinet de commande 4 des freins avant 1 du tracteur. Be fonctionnement de ce dispositif de freinage a été décrit dans la demande de brevet français précitée et ne sera donc pas repris ici. On indiquera seulement que la valve 14 commande en freinage normal la valve relais 18 par l'une de ses deux entrées reliées respectivement aux canalisations 15 et 16. Si la pression d'air comprimé dans cette entrée tombe brusquement au-dessous d'une valeur prédéterminée, la valve 14 commande automatiquement la valve relais 18 par la seconde entrée, ce qui déclenche le freinage de la remorque. En cas de rupture complète de l'attelage entre le tracteur et la remorque, la pression d'air comprimé dans le raccord flexible 22 baisse brusquement. La dépression créée à l'entrée associée de la valve relais 18 déclenche celle-ci et corrélativement le freinage de la remorque. Ce dispositif de freinage comprend, conformément à l'invention, une valve de sécurité 24 montée sur le tracteur et dans laquelle sont ménagées trois.entrées. 'ta valve 24 est interposée sur la canalisation 25 de sorte que les trois raccordements relatifs aux trois entrées sont agencés de la manière suivante - La première entrée 26 est reliée par une canalisation 27 à la valve de commande 14. - La seconde entrée 28 est reliée par la partie 25a de la canalisation 25 et la canalisation 23 au réservoir 6 d'alimentation en air comprimé. - Ia troisième entrée 29 est reliée à la section de la canalisation 25 comportant le raccord flexible 22. Cette liaison assure donc le raccordement de la valve de sécurité 24 à la valve relais 18 et au circuit de freinage de la remorque. On décrira maintenant la valve de sécurité 24 conforme à l'invention, en se reportant plus-particulièrement aux figures, 2 et 3. La valve de sécurité 24 comprend un corps creux 31 composé d'une pièce 32 sensiblement cylindrique d'axe Z-Z et d'un embout 33 rapporté à la pièce 32 au moyen de boulons 34. 'tes entrées 28; 29 sont constituées par des conduits agencés latéralement et en regard l'un de l'autre dans la pièce 32. Ces conduits sont taraudés pour permettre leur raccordement aux canalisations 25a, 25 respectivement. L'entrée 26 de la valve 24 est ménagée axialement dans l'embout 33. Elle est taraudée similairement aux entrées 28, 29 pour permettre de raccorder la valve 24 à la canalisation 27 de liaison avec la valve de commande 14 du circuit de freinage de la remorque. Un orifice d'échappement 35 associe à un filtre 3.6 est. percé latéralement dans la pièce cylindrique 32, entre les entrées latérales 28, 29 et rentrée axiale-26. Complémentairement un piston 37 destiné à commander l'admission d'air comprimé à partir de l'entrée 29 vers l'orifice d'échappement 35 est monté axialement entre les entrées latérales 28, 29 et l'entrée axiale 26. Le piston de commande 97 comprend, suivant -une particularité de l'invention, une tubulure centrale 38 coaxiale au corps 31 etréalisée d'une seule pièce avec le corps 39 proprement dit du piston 37. Ce corps 39 est monté à coulisse à l'intérieur d'une chambre cylindrique 41 délimitée d'un c8té par l'embout 33 et de l'autre par des parois transversaies internes- 42-, 43de la pièce 32. Les parois internes 42,- 43 forment cloisons entre la chambre cylindrique 41 et des canaux transversaux 44, 45 débouchant respectivement dans les entrées 29, 28. le corps 39 du piston 37 présente sur ses faces opposées des collerettes périphériques 46, 47 dans lesquelles sont pratiquées des gorges annulaires contenant des joints toriques d'étanchéité 48, 49. La course du piston 37 est limitée vers entrée axiale 26 par une saillie annulaire 51 de l'embout 33 servant de butée à la collerette 46 associée-du piston 37. Un joint d'étanchéité torique 52 est encastré dans une gorge annulaire de cette saillie 51. En direction des entrées latérales 28, 29, la course du piston 37 -est; limitée par la paroi transversale 42 et par un épaulement 53 de la pièce 92 adjacent à la paroi transversale 43 et à l'entrée latérale 28. La paroi 42 et l'épaulement 53 servent à cet effet de butées pour la collerette périphérique 47 du piston 37. Suivant une autre particularité de l'invention, l'intérieur de la tubulure centrale 38 débouche sur une chambre 54 sensible- - ment cylindrique ménagée dans le corps 39 du piston 37. La chambre 54 communique avec l'orifice d'échappement 35 par un évidement périphérique 55 séparant les collerettes 46, 47. Ta tubulure centrale 38 est complémentairement montée è coulisse dans un alésage axial de la pièce 32 délimité par une saillie cylindrique 56 prolongeant les parois transversales 42, 43. L'étanchéité entre la tubulure 38 et cette saillie cylindrique 56 est assurée par un joint torique 57 encastré dans la saillie 56. La tubulure centrale 38 est montée en appui contre un clapet obturateur 58 disposé dans une chambre cylindrique terminale 59 coaxiale à la tubulure 38. La chambre 59 communique avec le canal latéral 45 d'une part et avec le canal latéral 44- Par un perçage 66 d'autre part. Le clapet 58-est.àerclé par quatre ergots 61 de centrage dans la chambre 59 et est sollicité vers la tubulure centrale 38 par un ressort de rappel 62 prenant contre-apput sur un bouchon central étanche 63 obturant la chambre terminale 59. La pièce 32 comporte une collerette annulaire 64 d'axe Z-Z et faisant saillie dans la chwnbre -terminale 59 en direction du clapet obturateur 58. La collerette 64 constitue de, ce fait un siège pour le clapet 58 quand la tubulure 38 est écartée de ce clapet 58 comme on l'expliquera plus loin. Dans la position du piston 37 représentée à à la figure 2, le ressort 62 presse le clapet 58 contre la tubulure centrale 38 que ce dernier obture. Le piston 37 est complémentairement soumis à l'action antagoniste d'un ressort hélicoïdal 67 d'équilibrage prenant contere-appui sur l'embout 33 coaxialement à l'entrée 26. La pièce 32 et plus précisément les parois transversaibs 42; 43 et la saillie annulaire centrale 56 délimitent avec la tubulure 38 et la face du corps 39 du piston 37 située en regard une chambre annulaire 68. - -Suivant une autre particularité- - de l'invention, cette chambre 68 communique avec le canal transversal 45 et entrée latérale 28 par un perçage 69 agencé dans la paroi 43. Le fonctionnement de la valve de sécurité 24 conforme à - l'inveation est le suivant Le dispositif de freinage étant au repos, les pressions d'air comprimé exercées sur les deux faces opposées du corps 39 du piston 37 sont pratiquement égales. Si le raccord flexible 19 vient à se rompre ou si une fuite importante s'y produit, l'air comprimé du réservoir d'alimentation 17 s'échappe librement de la valve de commande 14. Celle-ci ne peut plus de ce fait commander-le déclenehement de la valve relais 18 et par suite le freinage de la remorque comme on l'a vu plus haut. La -pression d'air comprimé dans la canalisation 27 et entrée 26 de la valve de sécurité 24 tombe. De ce fait la pression d'air comprimé exercée sur le corps 39 du piston 37 dans la chambre annulaire 68 devient prépondérante, Le corps 39 est déplacé vers 11 embout 33 avec d'autant plus de soudaineté que la chute de pression à l'entrée axiale 26 est plus importante et prend alors la position illustrée figure 3. En même temps la tubulure centrale 38 coulisse dans son alésage à l'intérieur de la saillie annulaire 56 et s'écarte du clapet 58. Celui-ci est appliqué contre le siège 64 tandis qu'un écart x subsiste entre l'extrémité de la tubulure 38 et le clapet 58 quand le piston 37 est en butée contre la saillie annulaire 51 de l'embout 33 (figure 3). Il en résulte que le siège 64 et le clapet 58 d'une part, la tubulure 38 d'autre part, délimitent un passage annulaire .70. L'air comprimé contenu dans le canal transversal 44 et le perçage 66 peut alors pénétrer dans le passage annulaire 70 d'où il passe à l'intérieur de la tubulure 38 puis dans la chambre cylindrique 54 du piston 37 (flèches F). Cet air comprimé s'échappe ensuite librement à l'atmosphère par l'évidement 55 et l'orifice.35. La chute de pression ainsi provoquée dans la canalisation 25 déclenche la valve relais d'urgence 18, laquelle commande à son tour les freins 3 de la remorque par envoi d'air comprimé du réservoir de secours 21. Quand le conducteur cesse le freinage du véhicule, la valve de commande 14 se ferme et arrête la fuite d'air comprimé dans le raccord flexible 19.-La pression d'air comprimé dans la canalisation 27 et l'entrée axiale 26 revient de ce fait à une valeur pratiquement égale à sa valeur initiale et le piston 37 est repoussé vers le clapet 58. La tubulure centrale 38 revient au contact de celui-ci et l'écarte de son siège 64, de sorte que le clapet 58 obture à nouveau la tubulure 38, ces deux éléments reprenant leur position initiale illustrée figure 2. Le passage annulaire 70 est donc fermé, ce qui coupe la communication entre l'entrée latérale 29 et l'orifice d'échappe ment 35. De ce fait, le piston 39 revient à sa position initiale (figure 2). L'air provenant du réservoir 6 pénètre dans l'entrée 28 remplit la chambre terminale 59, et sort de la valve 24 par l'entrée 29, réalimentant ainsi la valve relais d'urgence 18, ce qui provoque le desserrage des freins 3 de la remorque. - On voit que l'agencement de la chambre cylindrique 54 et de la tubulure coulissante 38 du piston 37, combiné au clapet obturateur 58 et à la réalisation du siège en saillie 64 est particulièrement avantageux. À cet égard le fait que le siège 64 du clapet 58 soit distant d'un intervalle suffisant x de I'extrémité adjacente de la tubulure~38 quand celle-ci est en position de retrait maximum (figure 3) présente une importance déterminante. Il est en effet nécessaire que le débit d'air comprimé par l'orifice d'échappement 35 soit suffisamment élevé pour déclencher la valve relais 18. Ces particularités constructives et en particulier la dernière citée permettent en effet d;établir la communication nécessaire entre l'entrée latérale 29 et l'orifice d'échappement 35 pour déclencher la valve relais 18, tout en empêehant l'air comprime contenu dans le canal transversal 45 de pénétrer à l'intérieur du piston 37. Cet air comprimé ne doit pas pouvoir s'introduire au-delà de la chambre terminale 59 pour p-puvoir maintenir une pression suffisante contre le corps 39 du piston 37 dans la chambre annulaire 68 etpour ne pas contrecarrer l'introduction d'air comprimé dans la tubulure 38 La course du piston 37 et l'intervalle entre ses collerettes annulaires 46, 47 d'étanchéité sont d'autre part réglés de façon que l'évidement périphérique 55 soit toujours situé en regard de l'orifice d'échappement 35. Dans la variante de réalisation illustrée à la figure 4, la paroi cylindrique intérieure 71b adjacente du canal latéral 44 présente un décrochement de largeur y par rapport à la paroi intérieure 71a de la figure 71 adjacente à l'embout 33. Le diamètre intérieur de la paroi 71b de la chambre cylindrique 68 est donc inférieur de 2y au diamètre intérieur de la paroi 71a délimitant la chambre cylindrique 76. Corrélativement le piston 72 comporte deux collerettes d'étanchéité 74, 73 de diamètres extérieurs respectifs pratiquement égaux aux diamètres précités et coulissant de part et d'autre de l'orifice d'échappement 75. De ce fait à pressions sensiblement égales de chaque côté du piston 72 la force exercée dans la chambre annulaire 68 sur le piston 72 est inférieure à la force exercée sur lui dans la chambre cylindrique 76, ce qui maintient le piston 72 contre le clapet obturateur 58. En pratique on peut régler, d'une part la pression d'air~~comprimé dans le réservoir 17 et par conséquent dans la chambre cylindrique 76, d'autre part ajdster le décrochement y précité de façon que la force exercée sur le piston 72 dans la chambre 68 soit environ la moitié de celle exercée sur ce piston dans la chambre cylindrique 76. La valeur de sécurité conforme à l'invention ne se déclenche alors que lorsque la pression dans le réservoir 17 tombe à la moitié de la pression dans le réservoir 6 alimentant l'entrée latérale 28. La version de la valve illustrée à la figure 4 accrolt par conséquent la sécurité de son fonctionnement puisqu' elle écarte un risque éventuel de déclenchement intempestif consécutivement à une trop faible différence de pression sur les deux faces du piston 72. L'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites et peut comporter des variantes d'exécution. Par exemple on peut ménager plusieurs perçages similaires au perçage 69 dans la paroi transversale 43. On peut également restreindre les volumes de la chambre cylindrique 54 et de l'évidement annulaire 55 en les limitant à la partie du piston 37 assurant la liaison entre la tubulure 38 et l'orifice d'échappement 35. Inversement on pourrait pratiquer dans la pince 32 un second orifice d'échappement symétrique de l'orifice 35 par rapport à l'axe Z - Z. REVENDICATIONS 1. Valve de sécurité pour dispositif de freinage air comprimé de véhicules automobiles comportant un tracteur et une remorque, ce dispositif de freinage comprenant une valve de commande du circuit de freinage de la remorque, caractérisée en ce qu'elle comprend une première entrée de liaison avec ladite valve de commande, une seconde entrée de liaison avec un réservoir d'alimentation en air comprimé, une troisième entrée de liaison avec une canalisation du circuit de freinage de la remorque, un orifice d'échappement de l'air comprimé, et des moyens pour diriger l'air comprimé de la troisième entrée vers l'orifice d'échappement en cas de chute de la.pression d'air comprimé dans la première entrée. 2. Valve conforme à la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle elle comprend un corps creux sensiblement cylindrique présentant une entrée latérale de liaison avec le circuit de freinage de la remorque agencée en regard d'une entrée latérale de liaison avec le réservoir d'air comprimé, une entrée axiale de liaison avec la valve de commande du circuit de freinage de la remorque, un orifice d'é-chappement agencé latéralement dans le corps entre les entrées latérales et l'entrée axiale, et un piston de commande d'admission d'air comprimé à partir de l'entrée de liaison avec le circuit de freinage de la remorque vers l'orifice d'échappement, ce piston étant déplaçable axialement dans une chambre cylindrique ménagée entre les entrées latérales et l'entrée axiale. 3. Valve conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que le piston comprend une tubulure coaxiale au co v débouchant sur une chambre approximativement cylindrique ménagée à l'intérieur du piston et communiquant avec l'orifice d'échappement, et en ce que la tubulure est montée en appui contre un clapet obturateur maintenu par un organe de rappel prenant contreappui sur le corps. 4. Valve conforme à la revendication-3, caractérisée en ce que la tubulure centrale du piston est montée à coulisse de manière étanche dans un alésage axial du corps et en ce que ce dernier délimite avec la tubulure centrale et la face du piston adjacente à cette tubulure une chambre annulaire communiquant avee l'entrée latérale de liaison avec le réservoir d'air comprimé par au moins un perçage ménagé dans le corps. 5 Valve conforme à la revendication 4, caractérisée en ce que le corps comprend une collerette annulaire coaxiale à la- tubulure du piston et constituant un siège pour le clapet obturateur quand la tubulure est écartée du clapet, et en ce que la collerette et le clapet délimitent un passage annulaire pour l'air comprimé entre l'entrée de liaison avec le circuit de freinage de la remorque et la chambre eylindrique intérieure du piston quand le dernier est écarté du clapet. 6. Valve conforme à l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que le piston est soumis à l'action d'un organe de rappel élastique vers le clapet. 7. Valve conforme à 1 une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que la face du piston délimitant avec le corps la chambre annulaire reliée à l'entrée latérale de liaison avec le réservoir d'air comprimé présente une surface supérieure à celle de la face opposée disposée en regard de l'entrée axiale. 8. Valve conforme à l'une des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que le piston de commande comporte sur chacune de ses faces une collerette périphérique d'étanchéité sépare de la collerette adjacente par un évidement annulaire débouchant sur la chambre intérieure au piston, et en ce que cet évidement annulaire est dimensionné pour rester en communication avec l'orifice d'échappement pendant la course du piston. 9 Valve conforme à la revendication 8, caractérisée en ce que la collerette périphérique du piston disposée en regard de l'entrée axiale et la partie associée du corps de la valve ontun diamètre sllpérieur à celui de la seconde collerette du piston et de la partie associée du corps de la valve IOO Dispositif de freinage à air comprimé de véhicules automobiles comportant un tracteur et une remorque, ce dispositif comprenant des circuits d'alimentation des freins avant et arrière du tracteur et des freins de la remorque, et une valve de commande des freins de la remorque reliée aux circuits d'alimentation des freins du tracteur, caractérisé en ce qu'il comprend une valve de sécurité conforme à l'une des revendications 5 à 9 reliée à ladite valve de commande , au circuit des freins de la remorque et à l'un des circuits d'alimentation des freins du tracteur.