Brevet FR2353421A1 — publié le 19771230

La présente invention est relative à un dispositif de freinage complémentaire, monté sur un véhiculé. On sait que, lorsqu'un véhicule se déplace sur le sol, la force de freinage efficace est limitée par les coefficients de frottement entre le sol at les moyens dtappui du véhicule sur le sol. D'autre part, cette force est proportionnelle au poids du véhicule. Par exemple, pour un véhicule routier dont les roues sont garnies de pneumatiques, le coefficient de frottement avec le sol est inférieur å I La valeur maximale de la force de freinage est limitée par le produit du poids du véhicule par le coefficient de frottement. Ce dernier étant inferieur à 1, la décélération obtenue par le freinage classique sur les roues est donc inférieure à l'accélération de la pesanteur. Il peut être important de dépasser nettement cette valeur, notamment dans les cas de freinage d'urgences Les moyens auxilliaires de freinage connus pressentent plusieurs inconvénients. Ils restent dépendants des roues du véhicule, où, pour être efficaces ils transmettent un effort considérable et anormal au châssis de ce véhicule. La présente invention a pour but dtéviter ces inconvénients et de réaliser un dispositif de freinage efficace, indépendant de appui du vehicule sur le sol et autorisant une décélération élevée, sans effort anormal sur le véhicule, Un dispositif suivant l'invention, pour le freinage d'un véhicule, est caractérisé en ce qu'il comprend, portés par le véhicule, d'une part un réservoir de vide et d'autre part une semelle mobile, le réservoir de vide étant relié à l'intérieur de la semelle, laquelle Cbt susceptible dttre appliquée au sol, cette semelle portant, à sa périphérie, une membrane souple d'étanchéité, une commande d'ouverture entre le réservoir de vid et l'intérieur de la semelle munie d'appuis au sol qui absorbent la force d'écrasement due à la dépression créée par l'aspiration de l'air de la semelle dans le réservoir à vide. Suivant une autre caractéristique, la semelle de freinage est reliée au plancher du véhicule par des bielles articulées, fixées de façon élastique à l'avant de la semelle L'orientation des bielles définit le relèvement ou l'abaissement de la semelle et elle est commandée par exemple par un mécanisme hydraulique. Suivant une autre caractéristique, le dispositif de liaison entre le réservoir de vide et l'intérieur de la semelle comprend une canalisation souple et un distributeur comportant un tiroir soumis à l'action d'un vérin hydraulique, tandis iue la communication entre l'intérieur de la semelle et ce distributeur est constituée par le siège d'un clapet. Un patin susceptible de venir en appui au sol est solidaire du clapet pour commander son ouverture à l'encontre d'un resort de rappel de fermeture. Suivant une autre caractéristique, la liaison entre, d'une part les bielles ar ticulées sur le plancher du véhicule et d'autre part la semelle@est constituée par une bague de caoutchouc du te silentblock, si bien que cette liaison élastique permet à la semelle et à sa membrane d'étanchéité de suivre les irrégularités du ol. Suivant une autre caractéristique, le réservoir de vide est relié, à travers un clapet de non-retour, au conduit d'aspiration de as du moteur du véhicule, le fonctionnement de ee moteur assurant la d pression dans le réservoir à vide. Dans le le cas da usage fréquent de la semelle, l'aspiration dans le réservoir sera complétée par une pompe à vide, entraînée par le moteur. Suivant une autre caractéristique, les moyens hydrauliques d'abaissement et de relèvement de la semelle d'une part, et de déplacement du tiroir de communication entre le réservoir et l'intérieur de la semalle d'autre part, sont alimentés à partir d'un accumulateur hydraulique, à travers une électro-vanne dont la bobine est intercalée sur un circuit électrique comprenant un système de commutation. Suivant un premier mode de réalisation, les organes d'appui au sol de la semolle sont constitués par des patins montés sous une plaque dispocée à l'intérieur du contour défini par la membrane d'étanchéité. On comprend que, lorsque la semelle est en position basse, et qu'on a créé une dépression à l'intérieur de cette semelle, la face inférieure en caoutchouc, ou matériau analogue, de chaque patin,vient en contact avec le sol pour constituer à la fois un organe d'appui et un organe de frottement qui augmente l'effet de décélération du véhicule. les @atins sont @pré- vus interchangeables. Suivant une autre variante les organes d'appui au sol de la semelle sont constitués par des roues aux rouleaux munis ae freins qui sont commandés depuis un bloc de régulation destiné à associer la dépression sous la scia elle avec l'effort de freinage auxiliaire. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. montre 1 montre un véhicule équipé d'un dispositif auxiliaire de freinage selon l'invention. Figure 2 est une coupe partielle de la semelle mobile relevée en position haute de repos. Figure 3 est une vue analogue la figure 2, représentant une semelle équipée de patins en position basse de freinage. Figure 4 est une coupe suivant IV-IV (figure 3) montrant une vue transversale de la semelle de freinage. zoé re 5 5 est une vue schématique de la commande hydraulique des vérins pour 1' asaisement de la semelle et pour la nise sous vide. Figure 6 montre uile autre variante de réalisation, appui de la semelle sur le sol se faisant par l'intermédiaire d'organes de roulement. Ou a représenté sur la figure 1 un véhicule 1, muni, en plus de son système de freinage classique, d'un dispositif de freinage d'urgence à dépression. Ce disposi tif comprend essenteillement une semelle 2 mobile entre une position haute de repos, et une position basse de frottement, un organe de liaison 3 entre le plancher du véhicule et l'avant de la semelle, un réservoir de vide 4 porté par le véhicule, et relié à l'intérieur de la semelle par une tuyauterie souple 5 et un dispositif de régulation 6 comprenant un distributear à tiroir et un clapet. L'intérieur de ce réservoir communique avec le groupe moteur du véhicule par une canalisation 7 sur laquelle est interealé un clapet de non-retour 8. Le fonctionnement du bloc moteur 9 assure la dépression dans le réservoir 4. La semelle de freinage 2 comporte une plaque 10 entourée d'une membrane ou jupe souple d'étanchéité 11. Saus la plaque iG , on fixe des patins 12. b face inférieure de ~ patin est recouverue d'une plaquette 17 de caoutchouc ou de ma- terisu analogue à grand coefficient de frottement. Ces patins constituent les orga- nes absorbant la force d'appui de la semelle sur le sol. Les figurer 2 et 3 montrent en détail le dispositif de freinage lorsque respec- tivement la semelle est relevée, ou appliquée contre le sol. La semelle est supportée par des bielles 3 dJune part fixées de façon élastique en 13 à l'avant de la semelle, et d'autre part articulées en 14 au plancher 16 du véhicule. La fixation élastique 13 est, par exemple constituée par une bague de caoutchouc moulé, du type silent-block. De cette façon, l'angle entre la bielle et la semelle reste sensi- blement constant, le caoutchouc permettant à la jupe périphérique souple de suivre les variations d'assiette du véhicule ou les inégalités du sol (lorsque la semelle est en position basse, figure 3). le déplacement de la semelle depuis la position haute jusqu'à la position basse, ou inversement, est réalisé par un vérin bydraulicue 19 articulé en 20 au plancher 16 du véhicule. Le piston 21 de ce vérin est muni d'un joint d'étanchéité 15. Une tige 22 articulée sur le soumet 23 dtune biellette 24 solidaire de la bielle 3 per met de commander l' abaissement de la semelle 2. Un ressort de rappel 25 prend appui sur le plancher 16 pour maintenir la semelle en position relevée en repoussant le piston 21 à l'intérieur du vérin t9 (figure 2). Pour amener la semelle 2 en position basse de freinage, on développe le vérin 19 -à l'encontre dn ressort 25. Cette position est représentée sur les figures 3 et 4. La jupe périphérique souple 11 vient en contact avec le sol 50. Le dispositif de dépression G reliant l'intérieur de la semelle à la tuyauterie 5 et au résarvoir de vide 4 comprend un distributeur 27 dans lequel un vérin bydisu- lique 26 commande le déplacement d'une tige 32 reliée à un tiroir 33 susceptible de faire communiquer l'orifice 30 vers la semelle, soit avec un orifice 28 de mise à l'air libre, soit avec un orifice 31 31 communiquant par le tuyau 5 avec le réservoir de vide 4* La tige ou piston 32 du vérin 26 est équipé d'un joint d'étanchéité 34. Ce piston est repousse à l'intérieur du vérin par un ressort de rappel 42 antagoniste à l'effort de @éveloppement du vérin lorsque celui-ci est alimenté. Le bloc de liaison 6 entre l'intérieur de la semelle et le réservoir de vide 4 comprend, outre le distributeur 27, un corps 35 de clapet 37, ce clapet étant maintenu contre son siège 36 par un ressort de rappel 41 (figure 2). Le clapet 37 est solidaire d'un patin 39 auquel il est lié par une tige 38 coulissant dans une bague 40 portée par la plaque 10. En position basse (figure 3), l'air est aspiré depuis l'intérieur de la semelle 2 vers le réservoir de vide 4. En position haute de repos (figure 2), l'air est aspiré depuis l'extérieur vers la semelle 2. Il est débarrassé des particules solides en suspension par des filtres 29 et 29a. On a représenté sur la figure 5 le système de commande des vérins hydrauliques 19 et 26. Il comprend un accumulateur de fluide hydraulique sous pression 43, relié, par une électro-valve 44 et une tubulure 48, 49, aux vérins 19 et 26. L'alimentation, ou le refoulement, des vérins est définie par la position d'un interrupteur 46 monté sur le cirouit d'un accumulateur électrique 47 relié à la bobine de l'électrovalve 44. Sans la position représentée sur la figure 2, les pistons 21 et 32 des deux vérins 19 et 26 sont rentrés. La semelle est maintenue en position haute sous l'ef- fet du ressort de rappel 25 qui fait basculer la bielle 3 vers le haut. Par ailleurs le piston 32 entraîne le tiroir 33 vers la auche du distributeur, si bien que seul l'orifice 71 est obturé. Enfin, le clapet @@ n'est soumis qu'au seul effet du ressort hélicoïdal 41. il reste donc appliqué sur son siege 36. On voit que le réser- voir de vide 4 et l'intérieur de la semelle 2 ne communiquent pas. Lorsqu'un arrêt d'urgence est à effectuer, on ferme l'interrupteur 46 (figure 5) Ce déclenchement peut être manuel ou automatique et réalisé par tout système connu. lors, l'accumulateur 43 alimente les v-5rins 19 et 26. La sortie du piston -21 du vérin 19 commande le pivotement vers le bas de la bielle 3. la semelle 2 s'abaisse et vient en contact avec le sol 50. Pn même temps, le piston 32 est repoussé vers la droite du distributeur 27. Le tiroir 33 libère les ouvertures 30 et 31 et le réservoir à vide 4 est mis en communication avec l'intérieur du corps de clapet 35. Enfin, la semelle venant en position basse, le patin 39 vient en contact avec le sol et, par la tige coulissante 38, il repousse vers le ha le clapet 37 qui est ainsi maintenu ouvert à l'encontre du ressort 41 (figures 3 et 4). En définitive, lorsque la semelle est en position basse, c'est-à-dire en position dc freinage, le réservoir de vide 4 communique par la tuyauterie 5, les ouvertures 30 et 1 e-t le clapet ouvert 37, avec l'intérieur de la semelle dont lajupe souple périphérique est appliquée contre le sol, créant une certaine étanchéité. L'air contenu à l'intérieur de cette jupe périphérique est aspiré par le réservoir 4. Une dépression s'établit dans la semelle qui s'abaisse en écrasant la jupe d'étan- chéité 11, tandis que la face inférieure 17 des patins 12 vient en appui avec le sol. 50 (figure 4). Le clapet 37 commandé par le contact de la celle avec le sol évite que l'on commence à aspirer lsair dans le réservoir 5 avant que le semelle soit dans la bonne position. Le freinage du véhicule est d'autant plus puissant que la dépression à l'intérieur de la semelle et que la surface de la semelle sont grandes. En effet, l'effort de freinage est sensiblement égal au produit du coefficient de frottement contre le sol et les patins par la surface de la semelle et par la diminution de la pression à l'intérieur de la semelle. Bien entendu, l'efficacité du dispositif est liée à la capacité du réservoir de vide et à la section des tuyauteries et des ouvertures de communication. En effet, l'étanchéité réalisée par la jupe périphérique est relative. il faut donc pouvoir débiter un volume d'air important par unité de temps pour maintenir sous la semelle une dépression appréciable. Par ailleurs, on a constaté que la bielle 3 doit être sensiblement horiontale pour éviter des effets de soulèvement du v@@icule ou de décollement de la semelle. De même, il est souhaitable que le centre de gravité de la semelle de freinage d'urgence soit pratiquement au voisinage du contre de gravité du véhicule. En effet, le dispositif étant destiné à obtenir une décélération très forte, cette construction permet de réaliser une action neutre de treillage. Ceci est particulièrement impor- tant en virage. On a représenté sur la @i figure 6, un autre variante de réalisation de la se- melle de freinage. Comme précédemment, on réalise une dépression à l'intérieur dtune semelle garnie d'une jupe périphérique 11. Les organes d'appui au sol de la semelle sont constitues par des organe de roulement, par exemple des roues 51 mu- nies de disques de frein 53 commandés à partir d'un corps de freinage 52.Cette construction comprend en outre un bloc de régulation 55 commandé par une comnande de freinage d'appoint 54. Le bloc 55 agit sur le corps de freinage 52 et sur un systême modulant la dépression sous la semelle suivant la force de freinage désirée. Un patin 39 et une tige 38 déclenchent toujours la mise sous vide de la semelle lorsque celle-ci arrive en contact avec le sol. Cette seconde variante est prévue pour un usage fréquent de la semelle à dépression utilisée par exemple comme freinage d'appoint (ralentisseur). On sait que 1 t efficacité de - la semelle est liée à la dépression réalisée par l'intermédiaire du réservoir.4. Pour limiter la capacité de ce dernier, on peut prévoir l'utilisation d'une pompe à vide 57, ou dtun système analogue entraîné par le moteur du véhicule. REVENDICATIONS 1- Dispositif pour le freinage d'un vé@icule, caractérisé en ce qu'il comprend portés par le véhicule, dune part un réservoir de vide et d'autre part une semelle mobile, le réservoir de vide étant relié à l'intérieur de la semelle, laquelle est susceptible d'être appliquée au sol par des moyens d'appui, cette semelle portant en outre, une membrane souple périphérique d'-étanchéité, tandis qu'enfin des moyens sont prévus pour orienter la semelle et commander la communication entre le réservoir de vide et l'intérieur de cette semelle dont les moyens d'appui au sol absorbent la force d'écrasement due à la dépression créée par l'aspiration de l'air de la semelle dans le réservoir à vide. 2- Dispositif de freinage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la semelle mobile est reliée au plancher du véhicule par des bielles articulées, fixées de façon élastique à l'avant de la semelle, l'orientation des bielles étant commandée par exemple par un mécanisme hydraulique et définissant le relèvement ou l'abaissement de la semelle. 3- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison entre le réservoir de vide et l'intérieur de la semelle comprend une canalisation souple et un distributeur comportant un tiroir soumis à l'faction d'un vérin hydraulique, tandis que la communication entre l'intérieur de la semelle et ce distributeur est constituée par un clapet. 4- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un patin, sus, ceptible de venir en appui au sol,est solidaire du clapet pour commander son ouverture à l'encontre d'un ressort de rappel de fermeture. 5- Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la liaison entre, d'une part les bielles articulées sur le plancher du véhicule et d'autre part la semelle, est constituée par une bague de caoutchouc de type silent-block si bien que cette liaison élastique permet à la semelle et à sa membrane d'étanchéité de suivre les irrégularités du sol. 6- Dispositif de freinage suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le réservoir de vide est relié, à travers un clapet de non-retour, au conduit d'aspiration des gaz du moteur du véhicule, le fonctionnement ae ce moteur assurant la dépression dans le réservoir à vide. 7- Dispositif de freinage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que 11 aspiration dans le réservoir à vido est complétée par une machine à vide par exemple une pompe, entraînée par le moteur du véhicule. 8- Dispositif de freinage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens pour l'abaissement et le relèvenent de la semelle d'une part, et pour le déplacement du tiroir de communication entre le réservoir et l'intérieur de la semelle d'autre part, sont constituées par an dispositif hydraulique comprenant des vérins alimentés à partir d'un accumulateur hydraulique, à travers une électro- vanne dont la bobine est intercalée sur un circuit électrique équipé un système commutation. 9- Dispositif de freinage suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les organes d'appui au sol de la semelle sont constitués par des patins montés sous un support si bien que, lorsque la semelle est en position basse, et qu'on a créé une dépression à l'intérieur de cette semelle, la face inférieure en caoutchouc, où matériau analogue, de chaque patin, vient en contact avec le sol pour constituer à la fois un organe d'appui et un organe de frottement qui augmente l'effet de décélératio@ du véhicule. 10- Dispositif de freinage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes ou patins de freinage sont montes de façon amovible pour entre facilement interchangeables apurés usure 11- Dispositif de freinage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les organes d'appui au solde la semelle sont constitués par des moyens de roulement munis de freins qui sont commandés depuis un bloc de régu- lation destiné à associer la dépression sous la semelle avec l'effort de freinage auuiliaire. - 12- Dispositif de freinage suivant l1une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture d'aspiration dans la semelle et l'ouverture de mise à l'air libre sont munies de filtres empêchant l'entrée de particules solides.