Brevet FR2474420A1 — publié le 19810731

La présente invention concerne un frein actionné par une force extérieure, avec une pression hydraulique produite par cette force dans les tubulures menant aux cylindres de frein de roues. Une installation de frein de ce type est connue (demande de brevet publiée de la République Fédérale d'Allemagne 12 92 024). De tels freins hydrauliques à force extérieure possèdent, compara- tivement aux freins à force extérieure à air comprimé des temps de montée en pression très courts, qui provoquent un à-coup incorfor- table en cas de freinage et soumettent par suite les composants du véhicule à une forte contrainte. Cet effet de secousses est particulièrement fort dans les véhicules à frein à tambour, parce que dans ceux-ci, en cas de freinage, entre le début de la manoeuvre et le commence- ment de l'action de freinage, le volume d'absorption est environ de quatre à huit fois plus grand que le volume d'absorption entre le commencement de l'effet de freinage et l'obtention du freinage maximal. Ce dernier volume d'absorption est déterminant pour ce qu'on appelle le temps de montée en pression et un temps de montée court affecte le confort de circulation. Le frein à force extérieure selon l'invention est caractérisé en ce qu'on a prévu dans les tubulures de frein d2s soupapes à étranglement qui, après la réponse des freins, prolongent la suite de la montée de pression dans les cylindres de frein de roues pendant la durée de la montée. Grâce à cette caractéristique, le frein de l'invention présente l'avantage que, pour un temps de réponse aussi court, le temps de montée en pression peut être pro- longé suffisamment. Par suite, on est assuré d'un début de freinage doux. Quand le frein à force extérieure possède un raccord d'air comprimé supplémentaire pour le fonctionnement avec une remorque, on obtient, d'une façon particulièrement simple, avec la solution de l'invention, une avance du frein de remorque. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente, suivant l'état de la technique, le schéma d'un frein hydraulique actionné par une force extérieure; - la figure 2 représente un diagramme de l'allure de la pression dans cette réalisation connue, avec le temps en abscisses et la pression en ordonnées pour l'air comprimé (trait interrompu) et pour un fluide hydraulique (trait continu); - la figure 3 représente en coupe une soupape d'étran-. glement pouvant être ajoutée en fonction de la pression de frein; - la figure 4 représente un schéma d'un frein à force extérieure selon l'invention pour le véhicule tracteur, avec un raccordement de pression à deux tubulures pour la remorque; et - la figure 5 représente un diagramme de l'allure de la pression de la réalisation de la figure 4, avec les mêmes coor- données que sur la figure 2. Le frein hydraulique à force extérieure possède un dispositif 1 d'alimentation en énergie constitué essentiellement d'une pompe et d'un accumulateur, dispositif auquel est raccordée une soupape de frein 2 à deux circuits. La soupape 2 alimente deux tubulures 3 et 4 (circuits de frein I et II) en fluide hydraulique, et- on a raccordé à la tubulure de frein 3 les cylindres de frein de roues 5 et 6 d'un essieu avant et,à la tubulure 4, les cylindres de freins de roues 7 et 8 d'un essieu arrière. Dans la tubulure 4 d'essieu arrière, on a prévu deux points de mesure 11 et 12 pour les pressions qui y règnent. Un point de mesure 11 se trouve immédiatement près de la soupape 2, et l'autre point de mesure 12 est placé à côté des cylindres de frein 7 et 8. Les courbes de pression à ces points de mesure 11 et 12 sont représentées sur l-e-diagramme de la figure 2. La variation de pression est représentée en trait plein pour l'installation hydraulique et en trait interrompu pour une installation à air comprimé, et on a porté en ordonnées la pression de frein P (avec deux échelles, l'une pour le liquide hydraulique et l'autre pour l'air comprimé) et on a porté en abscisses le temps t. On notera que, dans une installation hydraulique, immédiatement derrière la soupape 2 (point de mesure 11), il se produit - d'abord une-rapide montée de pression qui.s'aplatit avant l'application des mâchoires de frein (à 60 bars) et qui continue ensuite à monter aussi forte- ment. Au point de mesure 12, entre le début de freinage et l'appli- cation des mâchoires, il ne se produit qu'une montée de pression très plate, mais, après l'application des mâchoires (à environ 15 bars), il se produit par contre une montée de pression assez rapide pour que les deux courbes se confondent presque. En cas d'utilisation d'air comprimé comme fluide dans une installation de freinage à force extérieure à air comprimé, non représenté, la phase d'appli- cation des mâchoires de frein est moins marquante sur les courbes de pression, mais il est clair que, au point de mesure 12, il ne se produit une montée plus raide de la pression que si l'on a déjà atteint la pression totale au point de mesure 11. Une telle montée de pression est défavorable dans les installations de frein hydraulique, parce que les temps de montée de pression sont tellement courts qu'au moment du freinage il se produit un à-coup important sur le véhicule. Mais, si l'on introduit une soupape à étranglement dans chaque tubulure 3 et 4 selon l'invention, on obtient un prolon- gement notable du temps de montée de pression. Un premier étage d'amélioration est déjà obtenu quand la soupape à étranglement est un étranglement fixe. Mais il vaut encore mieux que la soupape à étranglement soit réglable. On a trouvé optimale une soupape dont l'étranglement est commutable automatiquement en fonction de la pression. Une telle soupape 9 est représentée en coupe sur la figure 3. Elle possède un carter 10 dans lequel se d4place un élément de pis- ton 13, d'une part sous la pression du fluide contre la force d'un ressort 14 et, d'autre part, sous la pression de ce ressort 14. Sur l'élément de piston 13, on a fixé une tige 15 qui est munie, à son extrémité, d'une tête épaissie 16. La tête 16 et la réduction de carter 17 constituent un étranglement supplémentaire 16/17 dans un passage de fluide entre une chambre d'entrée 18 et une chambre de sortie 19. Dans la tête 16, on a monté une soupape de retenue 20 qui permet un retour du fluide à la chambre d'entrée 18. Selon l'invention, la soupape à étranglement 9 est introduite par exemple dans un frein à force extérieure,comme le montre la figure 4. Elle représente une soupape de frein 21 à deux 2474420- circuits, par laquelle deux circuits de frein de service I et II sont alimentés en fluide hydraulique à l'aide des tubulures 22 et 23. Deux cylindres de frein de roues d'essieu avant 24 et 25 appar- tiennent au circuit I et deux cylindres de frein 26 et 27 d'essieu arrière appartiennent au circuit Il. Dans chaque tubulure 22 et 23, on a prévu une telle soupape à étranglement 9 et on a placé égale- ment, au même point que dans le montage de la figure 1, deux points de mesure o la pression qui s'établit est repérée. Comme le montre le diagramme de la figure 5,-la varia- tion de pression au point de mesure Il' est égale à celle de la figure 2. Le point de mesure 12' est par contre en aval de la sou- pape 9 et on notera, sur le diagramme de la figure 5, que la varia- tion de pression est sensiblement plus plate au point de mesure 12' se trouvant derrière la soupape 9. Ainsi, la tubulure de frein en aval arrive sensiblement plus tard à la pression totale de freinage. Comme on a prévu la même soupape 9 dans le circuit 1, on est assuré d'avoir, dans les deux cirtuis I et II, un freinage doux* Tant que, en cas de freinage, les mâchoires de frein sont encore appliquées, une pression d'environ 10 bars est néces- saire dans les cylindres de frein de roues. Cette zone est repré- sentée sur le diagramme par le tracé horizontal des deux courbes en trait plein. Jusqu'à cette pression, la soupape à étranglement est ouverte, c'est-à-dire sans effet d'étranglement. Le temps de réponse des freins reste donc inchangé un court moment. Si la pression - monte dans les cylindres de roues au-dessus de 10 bars environ, la soupape à étranglement se ferme sur une section d'étranglement suffi- samment petite pour que le temps de montée de pression soit atteint, par exemple environ 200 ms. La.soupape de retenue 20 permet, en cas de nécessité, un desserrage, rapide des freins. Mais on peut encore ajouter ce qui suit: dans le montage de- la figure 4, on a prévu un réservoir d'alimentation 28 en air comprimé d'o une tubulure d'alimentation29 mène à une tête d'accouplement 30. En outre, on utilise une soupape de commande 31 de remorque qui peut être commandée hydrauliquement par l'intermédiaire de deux tubulures 32 et 33 dérivées des circuits de frein 1 et 2 De la 2474420 - soupape 31, une tubulure de frein 34 mène à une tête d'accouplement de tubulure de frein. Dans cette tubulure 34 se trouve un point de mesure 36 pour la pression de frein arrivant à la remorque. Pour la variation de pression au point de mesure 36, on a dessiné sur le diagramme de la figure 5 une troisième courbe qui montre que la pression de frein pneumatique de la remorque est en avance sur la montée de pression hydraulique, retardée dans les deux cas par une soupape 9, dans les deux circuits de frein de véhicule tracteur I et II (point de mesure 12'). On est ainsi arrivé au fait que la soupape de frein de remorque 31 est alimentée avec une pression de frein hydraulique non étranglée. Par suite, le temps de montée de la pression d'air comprimé à la tête d'accouplement 35 précède temporairement le temps de montée dans les cylindres de roues 24, 25, 26, 27 du frein du véhicule tracteur. On peut ainsi obtenir une réponse synchrone des freins dans le véhicule tracteur et la remorque, ou même une avance du frein de la remorque. La soupape à étranglement 9, avec son étranglement 17/18 commutable en supplément en fonction de la pression de frein, possède l'avantage de ne pas prolonger le temps de réponse, comme ce serait le cas par exemple si on utilisait un étranglement fixe. Il s'ajoute à cela que la soupape de retenue 20 intégrée dans la soupape 9 permet un desserrage rapide des freins. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Frein actionné par une force extérieure, avec une pression hydraulique produite par cette force dans les tubulures menant aux cylindres de frein de roues, caractérisé en ce qu'on a prévu dans les tubulures de frein (22, 23) des soupapes à étrangle- ment (9) qui, après la réponse des freins, prolongent la suite de la montée de pression dans les cylindres de frein de roues (24, 25, 26, 27) pendant la durée de la montée. 2 - Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que les soupapes à étranglement (9) sont commandées en fonction de la pression et sont constituées de façon qu'en dessous d'une limite de pression de début de freinage elles soient sans effet, mais que leur étranglement (17/18) puisse être ajouté automatiquement en fonction de la pression de frein en cas de dépassement de la pression limite. 3 - Frein selon la revendication 2, caractérisé en ce que la soupape à étranglement(9) comporte dans un carter (10) un élé- ment de piston (13) soumis à la pression hydraulique et muni d'une tige de piston (15), et en ce que la tige (15) possède une tête d'étranglement (16) qui forme l'étranglement (17/18) avec un rétré- cissement d'alésage (17) dans le carter (10). 4 - Frein selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on a prévu dans la tête d'étranglement (16) une soupape de retenue (20) pour le fluide de retour. 5 - Frein selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, avec raccordement d'air comprimé pour un frein de remorque, caractérisé en ce qu'on a prévu une soupape à étranglement (9) uni- quement dans chacun des circuits de frein de service (1, Il) de l'installation de frein du véhicule tracteur.