Brevet FR2355696A1 — publié le 19780120

La présente invention concerne un robinet de frein pneumatique comportant un levier rotatif permettant de freiner ce véhicule ou un ensemble routier comportant ce véhicule. Le robinet de frein considéré comprend de manière en soi connue une valve principale, deux valves auxiliaires d'isolement ou de commutation, et un levier de commande de la valve principale. La valve principale détermine en fonction de la position angulaire du levier un niveau de pression modérable dans une conduite de freinage de secours ou de stationnement. De type tout ou rien, chaque valve auxiliaire de commutation est également assujettie à la position angulaire du levier pour alimenter ou évacuer une conduite auxiliaire de pilotage ou de freinage. I1 est possible d'employer un robinet de frein de ce genre dans des systèmes de freinage très divers Par exemple, la conduite principale peut commander les chambres de desserrage de cylindres à ressort, les chambres de déverrouillage de cylindres à verrou ou une chambre de pilotage d'une valve de commande de remorque. Pour sa part, la conduite auxiliaire peut servir à alimenter l'une des capacités précédentes, éventuellement en conjugaison avec la conduite principale, la jonction des deux conduites s'effectuant par l'intermédiaire d'une valve de sélection de circuit , ou bien à alimenter des cylindres de frein de service dont la mise en oeuvre normale est assurée par un autre circuit, également par le biais d'une valve de sélect on de circuit. L'invention a notamment pour but de diminuer l'encombrement, de faciliter le montage, de réduire le prix de revient ét d'autoriser une réalisation polyvalente d'un tel robinet de frein à commande manuelle ou plus généralement à commande mécanique. L'invention concerne plus particulièrement un robinet de frein pneumatique pour véhicule ou ensemble routier, comprenant, dans un corps, un levier de commande, une valve principale affectde à la commande d'une pression d'air comprimé dans une conduite principale de freinage en fonction de la position angulaire du levier, deux valves auxiliaires de commutation également commandées en fonction de la position du levier pour alimenter ou mettre à- l'échappement une conduite auxiliaire de freinage. Selon l'invention, la valve principale et les deux valves auxiliaires sont commandées par un organe de came unique relié en rotation au levier, cet organe de came étant agencé afin de déclencher la commutation de chacune des valves auxiliaires pour une position angulaire différente du levier. Le robinet de frein est donc simplifié dans sa réalisation et son fonctionnement ; en effet, l'organe de came unique peut, par exemple, Btre venu de moulage ou surmoulé en matière plastique sur un noyau métallique. Avantageusement, la valve principale est située dans un logement central du corps alors que les valves auxiliaires sont situées dans des logements localisés de part et d'autre du logement central et la valve principale et les valves auxiliaires sont d'axes parallèles. Cette caractéristique permet de réduire l'encombrement du robinet de frein. Selon un mode de réalisation, les conduits de raccordement de chaque valve auxiliaire avec l'extérieur débouchent sur la face du corps située à l'opposé de ladite valve auxiliaire. On réduit ainsi au minimum; l'encombrement du robinet de frein puisque dès lors les extrémités de raccordement de ces conduits sont situées dans un coin libre du corps. Lorsque la section en plan du corps présente une forme générale carrée ou rectangulaire, les deux Valves auxiliaires sont disposées selon une diagonale du carré ou du rectangle dans des dièdres opposés du corps et sont par exemple actionnées chacune par poussée pour des positions angulaires du levier proches de ses deux positions extrêmes. Un ressort compensateur peut êre prévu pour assister un srt principal assurant le rappel du levier vers sa position de repos, ce ressort compensateur coopérant avec l organe de came unique. Ce ressort comparateur pallie l'insuffisance du ressort principal, notamment pour les angles faibles de pivotement à partir de la position de repos du levier (position "route"), alors que ledit ressort principal est insuffisamment bandé. Par cette caractéristique, on évite de dimensionner plus largement le ressort principal. Les valves de commutation sont de préférence à deux positions et trois orifices, l'une de ces valves assurant par exemple la liaison de chambres de desserrage ou de déverrouillage avec une source de pression ou leur isolement vis-a-vis de cette source, l'autre valve assurant la liaison d'une chambre inverse de pilotage du frein de remorque avec une source de pression ou avec la sortie de la valve principale. Le levier de commande peut avantageusement comprendre deux pièces télescopiques dont la première est rattachée à un bouton ou une poignée de commande et la deuxième à l'organe de came, les deux pièces enfermant entre elles un ressort monté entre deux rondelles d'appui susceptibles de coopérer chacune avec deux épaulements respectivement prévus sur les deux pièces télescopiques, de sorte que la première pièce du levier peut tre rappelée axialement dans les deux sens vers une position neutre. On peut associer au levier de commande un capot protecteur comprenant deux volets coulissant l'un sur l'autre et dont au moins l'un est guidé dans le corps ; l'un des volets présente une fente oblongue et l'autre, un orifice ; le levier traverse simultanément la fente et l'orifice.Le capot à volets coulissants permet d'assurer l'étanchéité de l'intérieur du robinet vis-à-vis des poussières et d'autres corps étrangers tout en autorisant une grande course angulaire du levier de commande.Chaque volet présente la forme d'un segment de surface de révolution et il couvre au moins la demi-course angulaire assignée au levier.Dans toutes les positions relatives des volets coulissants, la fente oblongue ne cesse jamais d'entre recouverte par l'autre volet traversé de façon quasi étanche par le levier. De préférence, les logements des valves auxiliaires sont ideptiques et ces valves elles-mEmes, bien qu'affectées à des fonctions différentes, sont identiques. D'autres buts et avantages apparaitront à la lecture de la description non limitative qui est faite en regard des dessins annexés pour permettre de comprendre un exemple de mise en pratique de l'invention. La figure 1 est une représentation schématique d'un système de freinage pour ensemble routier muni du robinet de frein manuel conforme à l'invention La figure 2 représente en perspective un robinet de frein selon un mode de réalisation de l'invention La figure 3 est une vue en plan du robinet de la figure 2 La figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 3 ; La figure 5 représente à plus grande échelle, une coupe suivant V-V de la figure 3 ; et La figure 6 montre le levier de commande, le capot protecteur et l'organe de came du robinet de frein en coupe partielle suivant VI-VI de la figure 3. Le système de freinage pneumatique représenté sur la figure 1 est celui d'un véhicule à moteur susceptible d'être attelé à une remorque ou semi-remorque. I1 comprend un robinet de frein 1 muni d'un levier de commande 2, d'une valve principale 3, d'une première valve auxiliaire 4 de commutation et d'une deuxième valve auxiliaire 5 de commutation. Un organe de came unique 2a associé au levier 2 assure la commande des trois valves à partir du levier 2. La valve auxiliaire 4 est aussi dite valve de sécurité. La valve principale 3 est placée sur un circuit principal comprenant des cylindres de frein à ressort 6 et un réservoir d'air comprimé 7. La valve 3 commande de façon modérable la pression d'air dans une conduite a d'alimentation et d'échappement reliant ladite valve aux cylindres de frein à ressort 6, en utilisant l'air comprimé du réservoir 7. Comme on le sait, les cylindres de frein à ressort comme portent des chambres à diminution de pression, c'est-à-dire provoquent un freinage lorsque leur pression d'alimentation diminue. La valve 3 est commandée mécaniquement par un profil de came 33 de l'organe de came 2a du levier 2 - comme l'indique la liaison x figurée en tirets sur la figure 1 La valve de commutation 4 est située sur un circuit auxiliaire comprenant un réservoir de sécurité 8 alimenté à une pression supérieure à celle du réservoir 7. La valve 4 commande la pression régnant dans une conduite b reliant ladite valve 4 aux cylindres à ressort 6 en utilisant l'air comprimé du réservoir de sécurité 8.La valve 4 est commandée mécaniquement comme l'indique la liaison y sur la figure 1 à partir du mouvement du levier 2 au moyen d'un élément de came ou d'une butée 38 prévue sur l'organe de came 2a d'une façon qui sera décrite plus loin. Les conduites a et b aboutissent à une valve de sélection de circuit 9 permettant d'alimenter les cylindres 6 à partir de la conduite à pression prédominante, c'est-à-dire ae la conduite b en marche normale. La valve 4 est du type à deux positions et trois orifices et elle présente un ressort de rappel 37. Par raison de sécurité, la valve 4 ouvre en marche normale une liaison directe entre le réservoir de sécurité 8 et les cylindres ressort 6. La valve 4 met en revanche dans certaines conditions de foictIonnement (freinage de secours, immobilisation ou test) les cylindres 6 à l'atmosphère par un orifice d'échappement prévu dans le robinet de frein. La valve de commutation 5 est placée sur un autre circuit auxiliaire comprenant une valve direct-direct-inverse 11 de commande du frein de remorque. Cette valve 5 commande la pression d'air régnant dans une conduite c, qui relie l'entrée averse de la valve 11, soit à une conduite d raccordée à la conduite a, soit à la conduite e de liaison direete avec le réservoir 7. La sortie de la valve 11 est à son tour raccordée à une tête d'accouplement 12 de frein direct assurant la liaison pneumatique avec le circuit de freinage non représenté d'un véhicule remorqué. La valve 5 est également du type à deux positions et trois orifices : elle est manoeuvrée mécaniquement - comme l'indique la liaison z sur la figure 1 - par un élément de came ou une butée 38' prévue sur l'organe de came 2a en fonction de la position du levier 2 et elle comprend un poussoir soumis à l'action d'un ressort de rappel 37'. En marche normale, ou lors d'un freinage de secours ou d'immobilisation, la valve 5 relie les conduites c et d,c'est-à-dire connecte l'entrée inverse (-) de la valve Il au circuit de frein à ressort de la conduite a. En position "test", la valve 5 isole la conduite d et relie les conduites c et e. La figure 3 montre en plan le robinet de frein selon l'invention. Ce robinet présente un corps 20 parallélépipédique dans lequel sont prévus un alésage central 21 logeant la valve principale 3 et deux alésages 22 et 23 situés dans les coins du corps de part et d'autre de l'alésage 21 et abritant les valves d'isolement respectivement 4 et 5.Ces alésages 22, 23 d'axes parallèles à celui de l'alésage 21, sont disposés symétriquement par rapport à la valve principale 3 de façon à occuper une place réduite. Un autre alésage 24 est prévu dans un autre coin du corps pour loger un ressort compensateur qui est associé à la valve auxiliaire 4 et dont la fonction sera expliquée plus loin. Les raccords 50 à 54 desservant les trois valves 3 à 5 du robinet sont prévus sur deux faces opposées 26, 27 du corps. Ainsi agencé, le robinet de frein est donc très peu encombrant puisque l'espace nécessaire aux taraudages de raccordement des valves auxiliaires 4 et 5 est pris dans une zone inutilisée du corps. De plus, les tuyauteries peuvent titre raccordées à deux faces opposées du robinet de sorte que les connexions s'en trouvent simplifiées. On distingue sur les figures 2 et 3 les alésages 21 et 22, 23 prévus respectivement pour la valve principale 3 et les valves auxiliaires 4,5. La valve principale 3 est représentée en détail sur la figure 5 et comporte un ressort de progressivité permettant de délivrer une pression modérable au raccord 52 ;elle présente notamment un détendeur à double clapet 30 un poussoir àdeux pistons télescopiques 31, 32 et une came 33 faisant partie de l'organe de came et liée au levier de commande 2. Chacune des valves auxiliaires de commutation est d'axe parallèle à celui de la valve principale 3 et comprend également un double clapet 34, 34' avec un ressort de rappel 35, 35' et un poussoir 36, 36' avec un ressort de rappel 37, 37'. Il est prévu sur l'organe commun de came 2a des éléments de came ou butées telles que 38, 38', ces éléments de came ayant un profil conçu pour permettre d'actionner les valves auxiliaires 4 et 5 par poussée. A la valve de commutation 4, on associe dans l'alésage 24 un pion 39 à ressort compensateur 40 qui assiste un ressort principal de torsion 41 assurant le rappel du levier de commande 2 vers sa position de repos A. A cet effet, le pion 39, axialement mobile dans l'alésage 24 est maintenu axialement dans cet alésage par l'organe de came 2a durant une première partie de la course du levier 2 allant de la position D à la position B grâce à la présence d'un chanfrein 39a coopérant avec une partie de l'organe de came 2a. Pour une certaine position du levier 2 située entre les positions A et B, le pion 39 s'engage contre une butée 78 de l'organe de came 2a et,dès lors, applique sur ledit organe de came 2a un couple supplémentaire permettant de compenser l'action du poussoir 36 de la valve de sécurité 4 sur ledit organe de came 2a. Un mode de raccordement possible pour les valves du robinet de frein a été représenté sur les figures . Le réservoir d'air comprimé 7 est raccordé par l'orifice 50à la chambre d'entrée de la valve principale, sous le double clapet 30 de celle-ci. Le réservoir 8 est raccordé à un orifice d'entrée 51 de la valve de sécurité 4 sous le double clapet 34 de celle-ci. La conduite a de sortie de la valve principale emprunte l'orifice 52, tandis que la conduite d est réalisée au moyen d'un conduit interne développé 4 > our plus de clarté et représenté par des tirets sur la figure 5, ce conduit aboutissant au-dessous du double clapet 34' de la valve 5. Dans la partie médiane de la valve auxiliaire 4, un orifice 53 permet de raccorder la conduite b de liaison avec les cylindres de frein à ressort 6. Un orifice 54 prévu symétriquement à l'orifice 53 permet de raccorder au robinet de frein la conduite de liaison avec l'entrée -inverse de la valve de commande de remorque. Enfin, un orifice d'échappement 55 est avantageusement prévu au bas du robinet du corps de façon à assurer par un embout 56 orientable un raccordement avec un tube d'évacuation d'air. Les orifices 50-54 ont également été indiqués sur les figures 1 à 3. I1 va de soi que l'une des valves d'isolement 4 ou 5 peut être supprimee du robinet de frein de façon à ne laisser subsister qu'une seule fonction1 à savoir la sécurité ou la commande de test pour la remorque. Le levier de commande représente sur la figure 6 comprend deux pièces télescopiques. La première pièce 60 est tubulaire et porte le bouton ou la poignée de manoeuvre tandis que la deuxième pièce 61 est une tige à laquelle est fixé l'oraane de came 33, 38, 38'. Un ressort 62 est logé entre les deux pièces 60, 61 pour prendre appui chaque extrémité sur l'une et/ou l'autre des deux pièces, afin de réagir dans les deux sens. A cet effet, il est prévu deux rondelles 63,64 d'appui pour le ressort,ces rondeiles4ŏuv coopérer respectivement avec un épaulement 65,67 de la pièce 61 ou titre entratnées vers le bas par un épaulement 66,respectivement 68, de la pince 60 . Ceci permet de tirer en position haute la pièce 60 qui eomprime donc le ressort 62 par le moyen de la rondelle 63. Dans les positions A et C, le ressort 62 est dans son état neutre et un talon 69 de la pièce 60 repose dans une partie élargie d'une fente 77 de guidage ménagée dans un couvercle. Dans les positions B et intermédiaires entre B et C, le ressort 62 est comprimé par la rondelle 63. En revanche, dans la position D, l'opérateur pousse vers le bas la pièce 60 de façon à faire pénétrer le talon 69 dans une encoche 70 prolongeant la fente 77. Le ressort 62 est comprimé cette fois-ci par l'abaissement de la rondelle 64 et le levier reste ainsi verrouillé. On constate donc que le même ressort 62 assure le rappel de la pièce tubulaire 60 vers sa position neutre à partir de ses deux positions radiales extrêmes. On distingue par ailleurs sur la figure 6 un capot de protection 71 qui comprend deux volets 72, 73.Le secteur du volet 72 présente une fente oblongue 74 d'environ 400etlesecteur du volet 73 offre un orifice 75 de passage pour la pièce 60 du levier ; les deux secteurs sont réalisés en matière plastique douée de bonnes propriétés de glissement de manière à glisser l'un sur l'autre et à coulisser dans des glissières latérales et sur des surfaces incurvées 76 du corps réalisées également en matière plastique. Les volets 72, 73 assurent donc une bonne étanchéité aux poussières de l'intérieur du corps tout en laissant au levier de commande une grande amplitude de déplacement angulaire, amplitude qui est requise par la multiplicité des cas de fonctionnement du robinet. La valve auxiliaire 5 peut par ailleurs sans inconvénient assurer,dans un schéma différent de celui de la figure 1, la duplication d'alimentation pour les cylindres de frein de service d'un véhicule à moteur, notamment d'un autobus. Le robinet de frein décrit fonctionne de la manière suivante. En marche normale, le conducteur de l'ensemble routier laisse le levier du robinet de frein dans la position A "route" (figure 2). Dans cet état de fonctionnement, la came 33 est en position basse de manière à permettre l'application du piston 32 sur ie double clapet 30 qui isole dès lors l'orifice d'échappement 55 tout en ouvrant la liaison entre les orifices 50 et 52, c'est-à-dire en alimentant les cylindres de frein à ressort 6 à partir du réservoir d'air comprimé 7. On doit cependant observer que, dans la même position A, le poussoir 36 de la valve de sécurité 4 est enfoncé par la came 38 de façon à isoler l'orifice 53 de l'orifice d'échappement 55 et à le faire communiquer avec l'orifice 51, c'est-à-dire à permettre l'alimentation des cylindres à ressort 6 à partir du réservoir d'air comprimé 8. Dans l'exemple décrit, la pression du réservoir 8 étant supérieure à celle du réservoir 7, la valve de sélection de circuit entraine dans la position A du levier 2 une alimentation normale des cylindres à ressort par la conduite b et une alimentation de sécurité des mêmes cylindres à partir de la conduite a en cas de défaillance du circuit 8,4,b. Lorsque le conducteur veut effectuer un freinage de secours modérable, il amène le levier du robinet de frein dans la position B. Dans cette position, la came 38 décolle de l'extrémité supérieure du poussoir 36 de la valve de sécurité 4. De la sorte, la communication entre les orifices 51 et 53 est coupée et la liaison entre l'orifice 53 et l'orifice d'échappement 55 est établie, ce qui supprime l'alimentation prédominante des cylindres par la conduite b en permettant désormais un échappement modérable par la seule conduite a. Le dosage du freinage de secours est alors réalisé de maniere connue en fonction de la position angulaire du levier entre B et C et du profil de la came 33 qui détermine la diminution de la pression en 52 et le serrage de secours maximal est obtenu dans la position C après dépressurisation des cylindres ae frein à ressort 6. La valve de test de remorque 5 n'a jusqu'à présent pas été mise en oeuvre et elle est restée dans sa position levée. Dans cette position, la liaison est établie entre les orifices 50 et 54 par l:intermédiaire de la valve 3 et de la conduite d (figures 1 et 5). Pour vérifier que l'ensemble routier peut rester immobilisé par le seul frein mécanique du véhicule à moteur, le conducteur amène le levier 2 du robinet à la position D. Dans cette position, la came 38' associée à la valve 5 s'applique sur le poussoir 36' de cette valve, de manière à couper la liaison d-c et à établir la liaison e-c. Il en résulte que l'entrée inverse (-) de la valve de pilotage du frein de remorque l1 est alimentée directement par le réservoir 7, en entrainant par conséquent un défreinage de la remorque ou semi-remorque. Ceci permet au conducteur de vérifier que son ensemble routier est bien retenu par les seuls cylindres à ressort 6 agissant au maximum de leurs possibilités. Il va de soi que l'on peut apporter des modifications au robinet de frein décrit sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que les valves auxiliaires 4 et 5,dont le ralle de commutation a été expliqué, peuvent être utilisées dans un circuit différent de celui de la figure 1. Ce serait notamment le cas sur un autobus dont on voudrait doubler l'alimentation des cylindres de service ou encore sur un camion pour lequel serait requise une alimentation de sécurité des cylindres à verrou. Il est évident que la section des passages prévus dans le robinet est proportionnée aux volumes alimentés, c'est-à-dire plus faible pour alimenter la valve de pilotage ll ou des chambres de déverrouillage de cylindres à verrou que pour assurer l'alimentation des chambres de desserrage de cylindres à ressort. L'une des valves auxiliaires peut être mise en oeuvre par traction - et l'autre valve auxiliaire par poussée - au moyen de l'organe de came. Quand les deux valves sont actionnées par poussée, il n'est évidemment pas indispensable que cet actionnement ait lieu pour des positions du levier proche de ses positions extrêmes. Ce mode d'actionnement est cependant très intéressant puisqu'il permet,d'une part,d'effacer la sécurité d'alimentation des cylindres à ressort avant d'engager le freinage de secours, d'autre part1d'effectuer le test de freinage du véhicule tracteur seul après l'obtention du freinage d'immobilisation. Enfin, les caractéristiques décrites à propos d'un robinet de frein pneumatique peuvent être bien sur transposées à un robinet hydraulique et, si le robinet est en principe mis en oeuvre directement par levier manuel, il peut également être télécommandé, notamment au moyen d'un câble ou d'une pression fluide. Le capot protecteur associé au levier de commande 2 et constitué de deux volets coulissant l'un sur l'autre présente l'avantage de réduire au minimum l'encombrement de l'organe de liaison constitué par ce capot et destiné à empêcher la pénétration des pollutions extérieures à l'intérieur du robinet. Un tel capot en matière plastique semi-rigide est ainsi plus fiable et plus durable qu'un soufflet en matériau élastomère et peut bien entendu être utilisé pour tous les dispositifs de leviers rotatifs dans un plan et qu'il est nécessaire de relier de façon quasi étanche au corps d'un organe d'articulation du levier pour isoler cet organe d'articulation de l'extérieur. Un tel capot protecteur qui constitue un autre objet de la présente invention peut même couvrir des angles de rotation supérieurs à 90" lorsque le secteur couvert par les volets est supérieur à 1800. R E V E N D I C A T I O N S REVENDLCATIONS 1. Robinet de frein pneumatique pour véhicule ou ensemble routier, comprenant un corps, un levier de commande et dans le corps une valve principale affectée à la commande d'une pression d'air comprimé dans un circuit principal de freinage en fonction de la position angulaire du levier, et deux valves auxiliaires de commutation également commandées en fonction de la position du levier pour alimenter ou mettre à l'échappement un circuit auxiliaire de freinage, caractérisé par le fait que la valve principale et les deux valves auxiliaires sont commandées par un même organe de came relié en rotation au levier, cet organe de came étant agencé afin de déclencher la commutation de chacune des valves auxiliaires pour une position angulaire différente du levier. 2. Robinet de frein selon la revendication l, dans lequel la valve principale est située dans un logement central du corps, alors que les valves auxiliaires sont situées dans des logements localisés de part et d'autre du logement central, les valves principales et auxiliaires étant d'axes parallèles, caractérisé par le fait que les conduits de raccordement de chaque valve auxiliaire avec l'extérieur débouchent sur la face du corps située à l'opposé de ladite valve auxiliaire et par le fait que les deux valves auxiliaires sont actionnées chacune en poussée par l'organe de came pour des positions angulaires du levier proches de ses deux positions extrêmes. 3. Robinet de frein selon l'une des revendications l et 2, caractérisé par le fait qu'un ressort compensateur est prévu pour assister un ressort principal assurant le rappel du levier vers sa position de repos. ce ressort compensateur coopérant avec l'organe de came unique. 4. Robinet de frein selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le ressort compensateur est placé dans un logement prévu dans un dièdre du corps. ce dièdre étant situé dans le sens du déplacement du levier à l'opposé du dièdre ot est située la valve auxiliaire correspondante. 5. Robinet de frein selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le levier de commande comprend deux pièces télescopiques, dont la première est rattachée au bouton ou à la poignée de commande et la deuxième à l'organe de came, caractérisé par le fait que le levier peut être rappelé radialement vers une position centrale à partir de deux positions radiales extrêmes et que les deux pièces du levier enferment entre elles un seul ressort monté entre deux rondelles d'appui susceptibles de coopérer chacune avec deux épaulements respectivement prévus sur les deux pièces télescopiques. 6. Robinet de frein selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le àit que l'on associe au levier de commande un capot protecteur comprenant deux volets coulissant l'un sur l'autre et présentant chacun la forme d'un segment de surface de révolution, volets dont l'un présente une fente oblongue et l'autre un orifice, le levier traversant à la fois la fente et l'orifice, l'un de ces volets étant guidé dans le corps.