Brevet FR2342876A1 — publié le 19770930

L'invention concerne un robinet de frein main pour freins a air comprimé, en particulier d'autobus, qui comprend une manette ou un levier de commande monté de manière å pouvoir être tourné ou incliné en deux directions depuis la position de marche et actionnant une valve de frein pour la commande d'un frein à accumulation de force a ressort utilisé comme un frein de secours ou un frein de blocage appelé frein de parc et/ou une valve de frein pour la commande d'un frein d'arrêt en station agissant sur un circuit du frein de service et/ou pour la commande d'une soupape pilote de remorque. De tels robinets de frein d main ont été créés pour obtenir une commande modérable sensible d'un frein de secours ou d'un frein de parc utilisant des cyclindres de frein à accumulation de force A ressort, ainsi que pour la mise en action, sur des autobus, d'un frein de stationnement de courte durée (aux arrêts d'autobus), appelé ici frein d'arrêt en station, en liaison avec les cyclindres de frein de service. Le modèle d'utilité 1.984.921 de la République Fédérale d'Allemagne décrit un robinet de frein main dans lequel une valve de frein de secours. ou de parc et une valve de frein d'arrêt en station sont réunies dans le corps d'un seul robinet de frein 9 main équipé d'une seule manette permettant la commande sélective du frein de secours, du rein de parc et du frein d'arrêt en station. Il s'est cependant avéré dans la pratique que lors de l'enclenchement du frein d'arrêt en station, lors duquel les cylindres du frein de service sont alimentés en air comprimé, les cylindres de frein a accumulation de force d ressort, se trouvant en position de marche, c'est-à-dire alimentés en air comprimé, sont simultanément mis å l'échappement par la valve de frein de secours ou de parc ouverte, ce qui signifie que les freins à accumulation de force a ressort sont actionnés simultanément et nutilement et que, lorsque le frein d'arret en station est coupé, les cylindres de frein a accumulation de force a ressort doivent titre réalimentés en air comprimé, ce qui se traduit par une consommation d'air comprimé forte et indésirable. Etant donné que les autobus modernes consomment non seulement de l'air comprimé pour les freins mais également et en quantité croissante pour les appareils consommateurs d'air comprimé annexes, il serait souhaitable d'éviter cette perte inutile d'air comprimé, perte qui est relativement importante dans le cas des accumulateurs a ressort en particulier. L'objet de l'invention est un robinet de frein a main qui, lors de l'enclenchement du frein d'arrêt en station agissant sur les cylindres de frein de service, évite que les cylindres de frein à accumulation de force a ressort soient en mame temps mis a l'échappement Selon l'invention, un robinet de frein a main tel que défini au début est essentiellement caractérisé en ce qu'il est équipé d'une soupape antiretour empêchant la mise à l'échappement des cylindres de frein a accumulation de force a ressort. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de la description suivante d'un exemple de réalisation non limitatif d'un robinet de frein a main selon l'invention, description au cours de laquelle la soupape intégrée dans ce robinet pour empêcher la consommation inutile d'air comprimé sera décrite plus en détail, et de deux exemples d'application représentés schématiquement.Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une coupe verticale schématique d'un robinet de frein à main selon l'invention dans lequel est intégrée une soupape antiretour pour empocher les pertes inutiles d'air comprimé - la figure la est une vue en plan de ce robinet - la figure 2 est un schéma synoptique d'une installation de freinage à deux circuits d'un autobus comprenant un frein d'arrêt en station ; et - - la figure 3 est un schéma synoptique d'une installation de freinage a deux circuits et à deux conduites. Le robinet de frein à main est désigné dans son ensemble par 1 sur les figures 1, 2 et 3 et est pourvu, selon la figure 1, de quatre orifices de raccordement 2, 3, 4 et 5. Dans l'exemple d'application de la figure 2, l'orifice 2 est relié par une conduite 6, une soupape relais 7 et une conduite 8 aux cylindres 9 d'accumulation de force a ressort de cylindres de frein 10 mixtes à ressort et a air comprimé "Tristop" ; l'orifice 3 est relié par une conduite 11 et un distributeur 12 à deux voies monté dans cette conduite a un circuit du robinet de frein 13 du véhicule tracteur et, a partir du distributeur 12 a deux voies et par une conduite 14, aux cylindres de frein de service 15 des cylindres de frein mixtes 10 a ressort et air comprimé ; l'orifice 4 est relié par une conduite 16 et une soupape de protection 17 a plusieurs circuits a une source d'air comprimé ; et l'orifice 5 est utilisé comme orifice de raccordement pour l'échappement d'air. L'ins.allation d deux conduites représentée sur la figure 3 et prévue pour un véhicule tracteur avec remorque diffère de celle de la figure 2 en ce sens que l'orifice 3 est relié par une conduite 13 et une soupape pilote 19 de remorque à l'accouplement de remorque 20 de la conduite de frein de la remorque, tandis que la conduite 16, reliant l'orifice 4 du robinet de frein à main l a la soupape de protection 17 à plusieurs circuits, est reliée en même temps par une conduite 16a a l'accouplement 21 reliant la remorque au réservoir d'air sur le véhicule tracteur. Le robinet de frein à main 1 se compose d'une valve de frein de secours 22 et d'une valve de frein d'arrêt en station 23 qui sont disposées dans un corps de robinet commun 24 et dont les poussoirs 25 et 26 peuvent & re actionnés par l'intermédiaire d'un chapeau de robinet rotatif 27 au moyen d'une manette unique 28 portée par ce chapeau. La manette 28 porte une bille ou un autre élément d'encliquetage 29 et peut entre légèrement extraite du chapeau de robinet 27, par une traction dirigée vers la droite dans la représentation de la figure 1, contre la force d'un ressort de compression 30, pour dégager la bille d'encliquetage 29 des éléments d'arrêt décrits dans ce qui va suivre. La bille d'encliquetage 29 coopère avec deux butées 31 et 32 (voir figure la) et deux encoches 33 et 34, toutes prévues sur le corps de robinet 24. Dans le chapenu de robinet 27 est- disposée mobile dans le sens vertical une plaque de poussoir~35 servant d'élément d'actionnement pour le poussoir 25 - chargé par des ressorts 25art 25b - de la valve de frein de secours 22. Le chapeau 27 porte une nervure verticale interne 36 sur laquelle est emboîtée la plaque de poussoir 35 et qui sert 9 l'entraSne- ment en rotation de cette plaque Le poussoir 25 porte à son extrémité inférieure un siege 37 qui forme avec un c1apetdiscoTde 38 chargé par un ressort 38a une soupape d'échappement. Ce mame clapet discoRde 38 forme une soupape d'admission avec un siège 40 porté par un piston de modérabilité 39 chargé par un ressort 39a. Un chambre 41 9 l'intérieur et sous le piston de modérabilité 39 communique par un canal 42 et une chambre 43 avec l'orifice 4 relié b la source d'air comprimé. Une chambre44 située au-dessus du piston 39 communique par un canal 44a avec l'orifice 2 relié aux cylindres 9 d'accumulation de force à ressort. Lorsque la soupape d'échappement 37/38 est ouverte, une perçage d'échappement 45 établit en outre une liaison entre la chambre 44 et l' ril ,:e 5 relié a l'échappement. Selon l'invention, un clapet annulaire 47 chargé par un ressort 47a est disposé autour de l'extrémité inférieure 46 du poussoir 25 dans la chambre 44. Ce clapet annulaire forme une soupape antiretour avec un siège 48 porté par le piston de modérabilité 39. Le poussoir 26 de la valve de frein d'arrêt en station 23 est chargé par un ressort 26a et est actionné par l'intermédiaire d'une barrette courbe 49 rapportée sur le chapeau de robinet 27. Le poussoir 26 porte a son extrémité inférieure un siège 50 formant une soupape d'échappement en combinaison avec un clapet discorde 51 chargé par un ressort 51a. Le clapet 51 forme une soupape d'admission avec un siège 52 prévu sur le corps de robinet 24. Une chambre 53 située au-dessus du clapet discorde 51 communique par un canal 54 avec l'orifice 3 relié par les conduites 11 et 14 aux cylindres de frein de service 15. Un perçage 55 dans le poussoir 26 relie la chambre 53 à un canal 56 menant au perçage d'échappement 54. Le robinet de frein à main qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante Position de marche La manette 28 du robinet de frein å main 1 est a la position de marche I lorsqu'il occupe la position représentée sur la figure la. La bille d'encliquetage 29 est alors appliquée contre la butée 31. La plaque de poussoir 35 et le poussoir 25 de la valve de frein de secours 22 se trouvent alors à la position de fin de course inférieure, de sorte que le siège 37 dé la soupape d'échappement a repoussé le clapet discorde 38 vers le bas, en l'écartant du siège 40 de la soupape d'admission. L'air comprimé venant de la source d1air comprimé s'écoule alors à travers l'orifice 4, la chambre 43, le canal 42, le passage ouvert dans le siège 40 de la soupape d'admission et la soupape antiretour 47/48 qui s'ouvre dans la chambre 44 puis, à travers le canal 44a, l'orifice 2, la conduite 6, la soupape relais 7 et la conduite 8, jusque dans les cylindres de frein 9 accumulation de force a ressort des cylindres de frein 10 mixtes à ressort et à air comprimé, de sorte que le frein de secours ou le frein de parc est desserré. Freinage de secours Le frein de secours peut être actionné de façon progressive par le pivotement de la manette 28 sur un angle plus ou moins grand vers la position II. Pour un freinage à fond, la manette 28 est poussée jusque ce que la bille d'encliquetage 29 s'applique contre la butée 32. Si la manette 28 est relâchée, elle revient automatiquement & la position de marche. Lorsque le conducteur fait pivoter la manette 28 vers la position Il, la nervure d'entraînement 36 fait tourner la plaque de poussoir 35 dans le même sens, La plaque 35 étant pourvue d'une rampe par laquelle elle s appuie sur une rampe solidaire du corps de robinet 24, une rotation dans ce sens produit en même temps le soulevement de la plaque 35. Le poussoir 25 est de ce fait soulevé, contre la force des ressorts 25a et 25t jusqu'à ce que le passage du siège 40 de la soupape d'admission se ferme et que le passage du siège 37 de la soupape d'échappement ouvre. Le piston de modérabilité 39 est maintenu pendant ce temps a sa positon basse par le ressort 39a. L'air comprimé contenu dans les chambres 9 des cylindres à accumulation de force a ressort des cylindres de frein 10 mixtes a ressort et air comprimé reliés à l'orifice-2,(de mEme que l'air comprimé contenu dans la conduite supplémentaire 18 menant a la soupape pilote de remorque 19 et reliée à l'orifice 3 aans ltexemple de la figure 3) s'échappe travers la chambre 44 et l'orifice 5 å l'atmosphère, tandis que la pleine pression est maintenue dans la chambre 41.En raison de la différence de pression qui existe maintenant entre les chambres 44 et 41, il s'établit sous le piston de modérabilité 39 une force agissant vers le haut et qui finit par soulever ce piston, suivi par le clapet discorde 38 chargé par le ressort 38S) contre la force du ressort 39a. Le poussoir 25 ayant été soulevé sur une distance plus ou moins grande en fonction de l'angle de pivotement de la manette 28, la distance sur laquelle le piston de modérabilité 39 est soulevé, jusqu'à la fermeture du siege 37 de la soupape d'échappement, varie en conséquence. Lorsque le conducteur fait pivoter la manette 28 jusque contre la butée 32, le poussoir 25 est soulevé à tel point que le piston de modérabilité 39 ne peut plus monter suffisamment pour fermer le siège 37 de la soupape d'échappement, de sorte que l'air comprimé contenu dans les chambres d'accumulation à ressort des cylindres de frein mixtes b ressort eL air comprimé sren échappe complètement. Freinage de parc (pour autobus à frein d'arrêt en station suivant le schéma de la figure 2). Pour actionner le frein de parc, le conducteur, ayant précédemment fait pivoter la manette 28 jusqu'à la position de freinage à fond décrite pour le freinage de secours, tire sur la manette 28 et la fait en mEme temps pivoter encore un peu plus pour que la bille 29 s'encliquette dans l'encoche 34. Lorsque la manette 28 est ensuite relâchée, la bille 29 la maintient à cette position. Les chambres 9 des cylindres d'accumulation à ressort restent sans pression. Pour desserrer le frein de parc, le conducteur tire sur la manette 28 et la ramène par un léger pivotement en arrière jusque la position de freinage à fond du frein de secours. I1 relâche ensuite la manette, laquelle retourne automatiquement à la position de marche Le pivotement qu'effectuent la manette et le chapeau de robinet 27 fait descendre la plaque de poussoir 35 et permet aux ressorts 25a et 25b de faire descendre également le poussoir 25. Ce dernier ferme alors le siege 37 de la soupape d'échappement et ouvre le siège 40 de la soupape d'admission. De l'air comprimé s'écoule de la chambre 41 à travers le passage ouvert du siège 40 de la soupape d'admission dans la chambre 44 et, de là, à travers l'orifice de raccordement 2, jusque dans les accumulateurs à ressort 9. La pression qui s'établit dans la chambre 44 fait également descendre le piston de modérabilité 39. Le siège 40 de la soupape d'admission reste ouvert. Toute la pression de l'air comprimé peut titre transmise de orifice 4 Itorifice 2. Freinage de parc (pour une installation de freinage à deux conduites couve celle représentée sur la figure 3). L'actionnement du robinet de frein à main s'effectue comme décrit pour le freinage de secours. Pendant le pivotement de la manette 28, la barrette courbe 49 prévue sur le chapeau de robinet 27 et formant également une rampe fait descendre le poussoir 26 contre la force du ressort 26a. L'abaissement du poussoir 26 provoque l'ouverture du passage du siège 52 de la soupape d'admission, de sorte que l'air comprimé arrivant par l'orifice 4 de la source d'air comprimé peut s'écouler à travers l'orifice 3 dans la conduite 18 menant à la soupape pilote de remorque, tandis que l'orifice 2 (relié aux cylindres de frein à accumulation de force à ressort du véhicule tracteur) reste à l'échappement. Freinage d'arrêt de station (pour autobus selon le schéma de la figure 2). Pour actionner le frein d'arrêt en station, le conducteur tire sur la manette 28 en position de marche, la fait pivoter vers la gauche jusque ce que la bille 29 s'encliquette dans l'encoche 33 puis la relâche. La bille 29 maintient la manette 28 à cette position. Pendant le pivotement de la manette 28 et du chapeau de robinet 27, la rampe 49 de ce dernier provoque l'abaissement du poussoir 26 contre la force du ressort 26a. L'abaissement du poussoir 26 se traduit par l'ouverture du siège 52 de la soupape d'admission, de sorte que l'air comprimé venant de l'orifice 4 peut s'écouler à travers le canal 54 jusqu'a l'orifice 3. De là, l'air comprimé est envoyé, mais sans possibilité de modération, b travers la conduite 6, le distributeur 7 à deux voies et la conduite 8, à l'un des circuits du frein de service, ctest-à-dire aux cylindres du frein de service. Pour desserrer le frein d'arrêt en station, le conducteur tire sur la manette 28, la ramène par pivotement jusqu'à la position de marche puis la relâche. Sous l'effet de ce pivotement et sous l'action des ressorts de compression 26a et 51!) le poussoir 26 et le clapet discorde 51 montent ensemble. Lorsque le clapet 51 a fermé la soupape d'échappement, le poussoir 26 s'écarte du clapet 51 en continuant sa montée, de sorte que l'air comprimé contenu dans les cylindres du frein de service, reliés a l'orifice 3, peut s'échapper a l'atmosphère par la mise à l'échappement. La partie suivante de la description concerne plus particulièrement l'inconvénient mentionné au début des robinets de frein à main connus, A savoir la mise b I'échappement des cylindres de frein 9 à accumulation de force à ressort au moment de l'enclenchement du frein d'arr & en rotation, de même que la suppression selon l'invention de cet inconvénient. Comme déjà indiqué lors de la description du fonctionnement du frein d'arrêt en station, la manoeuvre de la manette 28 provoque, par l'abaissement du poussoir 26, l'ouverture de la soupape d'admission 51/52, de sorte que l'air comprimé peut s'écouler de l'orifice 4 vers l'orifice 3. Cependant, comme indiqué sous le chapitre "position de marche" de la description du fonctionnement, l'air comprimé arrivant par l'orifice 4 a en mEme temps pour fonction de maintenir les cylindres de frein 9 à accumulation de force a ressort en position- desserrée à travers la soupape d'admission 38/40 ouverte, la chambre 44, le canal 44a et l'orifice 2. Etant donné que, au moment de ltenclenchement du frein d'arrêt en station, l'air comprimé arrivant par l'orifice 4 s'écoule à travers le canal 54 et l'orifice 3 jusque dans les cylindres 15 du frein de service, la pression régnant dans la chambre 44.pour le desserrage des cylindres de frein 9 å accumulation de force à ressort se détend à travers la soupape 38/40 ouverte de sorte que le frein a accumulation de force a ressort est serré en mtme temps - et inutilement - que le frein de service.L'invention évite l'inconvénient que constitue la consommation inutile d'air comprimé qui en résulte par la disposition, dans la chambre 44 et conte 4déjà indiqué lors de la description de la construction du robinet de frein à main, d'un clapet annulaire 47 formant avec le siège 48 une soupape antiretour. En raison de la baisse de pression dans la chambre 41, de sorte que la pression dans la chambre 44 devient plus élevée que la pression dans la chambre 41, et en raison de la précontrainte du ressort 47-, la soupape antiretour 47/48 se ferme, si bien que l'air comprimé de la chambre 44, donc aussi i'air comprimé contenu dans les cylindres de frein 9 à accumulation de force à ressort, ne peut pas refluer à travers la soupape 38/40 et le canal 42 jusque dans la chambre 43. Cette soupape antiretour n'entre pas en action lorsque les cylindres de frein 9 à accuailation de force à ressort doivent être mis à l'échappement au moment d'un freinage de parc ou de secours. La soupape antiretour 47j(48 intégrée conformément à l'invention dans le robinet de frein à main apporte encore d'autres avantages quant au prix de revient sur les véhicules de transport en commun ou les véhicules utilitaires dont l'installation de freinage est à deux circuit s et à deux conduites puisque la soupape antiretour 57 visible sur la figure 3 et incorporée dans la conduite 16 peut étre supprimée. Cette soupape antiretour a pour fonction d'empêcher des influences indésirables de variations de pression dans la conduite 16a d'alimentation pour la remorque sur les cylindres de frein 9 à accumulation de force à ressort. Cette fonction est assurée maintenant par la soupape antiretour 47/48 intégrée conformément l'invention dans le robinet de frein à main. REVENDICATIONS 1. Robinet de frein à main pour freins à air comprimé, en particulier d'autobus, comprenant une manette ou un levier de commande monté de manière à pouvoir titre tourné ou incliné en deux directions depuis la position de marche et actionnant une valve de frein pour la commande d'un frein à accumulation de force à ressort utilisé comme un frein de secours ou un frein de blocage appelé frein de parc et/ou une valve de frein pour la commande d'un frein d'arrêt en station agissant sur un circuit du frein de service et/ou pour la commande d'une soupape pilote de remorque, caractérisé en ce qu'il est équipé dtune soupape antiretour empêchant la mise à l'échappement des cylindres de frein à accumulation de force à ressort. 2. Robinet de frein à main selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturateur de la soupape antiretour est un élément annulaire. 3. Robinet de frein à main selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'obturateur annulaire est disposé coaxialement mobile autour de l'extrémité inférieure d'un poussoir de valve dans une chambre communiquant directement avec un orifice de raccordement menant aux cylindres de frein à accumulation de force à ressort. 4. Robinet de frein à main selon l'une quelconque des revendications 1 å 3, caractérisé en ce que le siège de la soupape antiretour est porté par un piston de modérabilité ou de commande progressive. 5. Robinet de frein å main selon llune quelconque des revendications 1 å 4, caractérisé en ce que l'obturateur annulaire est chargé par un ressort poussant cet obturateur vers le siège de la soupape antiretour.