Brevet FR2500105A1 — publié le 19820820

La présente invention a trait à un distributeur d'air com- primé pour installations de freinage pneumatique de véhicules en général. Plus particulièrement, l'invention se réfère à des distributeurs duplex à course auto-limitée. On connait déjà des distributeurs comportant deux circuits indépendants de freinage à limitation automatique, qui com- prennent deux valves commutables, actionnées par un organe central de commande dont les déplacements sont limités par des butées appropriées qui limitent également la pression ma- ximale de freinage. De tels distributeurs permettent d'ali- menter séparément les organes de freinage des essieux avant et arrière du véhicule et à cet effet l'installation de frei- nage pneumatique comporte deux réservoirs distincts d'air com- primé, l'un pour les organes de freinage des roues avant et l'autre pour les organes de freinage des roues arrière. En général, l'organe de commande de distributeurs de ce type est constitué par un balancier et par des renvois appro- priés, munis de ressorts, qui actionnent les valves commuta- bles par l'intermédiaire des tiges des pistons de réaction. Chaque tige est percée axialement pour permettre l'échappe- ment de l'air des organes de freinage lorsque le conducteur relache la pédale de frein. En raison de ce passage axial, chaque tige définit une surface interne, constamment en com- munication avec l'atmosphère, qui ne concourt d'aucune façon à former la surface de réaction du piston, laquelle n'est donc définie que par la section annulaire de la tige. Il s'ensuit que les pistons de réaction doivent etre con- çus avec des dimensions telles que la surface efficace de réaction ne contienne pas la surface des tiges, mais de cette façon on obtient des distributeurs dont les dimensions trans- versales deviennent encombrantes. D'autre part, il est impos- sible de réduire les dimensions des pistons en diminuant la section des tiges, puisque celles-ci définissent les passages d'échappement qui doivent assurer un reflux rapide de l'air en provenance des organes de freinage lorsqu'on desserre les freins: par conséquent, ces passages doivent avoir des dimen- sions importantes. La présente invention a pour but de réaliser un distribu- teur dont les pistons de réaction ont des dimensions réduites, -2- afin de réduire également l'encombrement transversal du dis- tributeur. L'invention a également pour but de réaliser des pistons de réaction qui n'exigent pas de cylindres de guidage afin de permettre l'adoption de procédés d'usinage dont le degré de finition est limité, ce qui permet de fabriquer des dïs- tributeurs d'une manière à la fois aisée et économique. Le distributeur suivant l'invention, qui comprend au moins une valve commutable, actionnée par un piston de réac- tion, qui fait communiquer une chambre reliée aux organes de freinage du véhicule soit avec la source d'air comprimé, en passant par une soupape d'admission, soit avec l'atmosphère, en passant pas une soupape d'échappement, est caractérisè en ce que l'équipage mobile de chaque valve commutable est cons- titué par un corps tubulaire dont une extrémité coopère avec une tete d'obturation qui constitue le piston de réaction, pour réaliser la soupape d'échappement, tandis que la surface de réaction de ladite tete d'obturation coincide en substance avec la surface délimitée par ladite extrémité du corps tubu- laire. Suivant une forme préférée de réalisation du distributeur, l'extrémité du corps tubulaire avec laquelle coopère la tete d'obturation comporte un bord annulaire et ladite tete d"'obtu- ration présente un joint hermétique correspondant pour la sou- pape d'échappement. En outre, la tete d'obturation est solidaire d'une tige maintenue en coulissement dans le trou pratiqué dans une pla- que, grace à des organes élastiques précontraints disposes entre la tete et la plaque. Dans le cas d'un distributeur duplex, les deux tiges qui portent les tetes d'obturation sont maintenues coulissantes à travers les extrémités d'une plaque unique reliée à l'organe de commande et pouvant se déplacer contre la résistance de moyens élastiques constitués par au moins deux ressorts con- venablement précontraints et disposés axialement l'un der- rière l'autre. L'invention sera maintenant décrite en se référant au dessin annexé dont l'unique Figure montre à titre d'illus- tration un distributeur duplex pour installations pneumatiques -3- de freinage. Plus particulièrement, cette Figure unique montre en coupe axiale le distributeur duplex dans lequel chacun des deux cir- cuits de freinage représente la mise en oeuvre pratique de la présente invention. Cependant, il est évident qu'un tel concept peut être appliqué à des distributeurs conçus pour un nombre quelconque de circuits de freinage. Le distributeur C représenté est du type à commande hy- draulique, dont l'actionnement s'effectue grace à la pédale de frein A reliée à une pompe B qui alimente deux chambres de pression 10 et 12 agencées dans un cylindre 15 formé dans la partie supérieure ou couvercle du corps du distributeur, pour actionner deux pistons 14 et 16 disposés en tandem. Le piston 16 se termine à son extrémité inférieure par un téton 18 enga- gé dans l'orifice central d'une coupelle 20 de retenue d'un ressort hélicoidal de compression, précontraint, désigné en 22 et logé dans un étui ou godet 24 à l'intérieur duquel la coupelle 20 peut coulisser. Le godet 24 peut coulisser à son tour, contre la force d'un ressort 25, semblable et coaxial au ressort 22, lequel est logé dans le corps du distributeur C à l'intérieur d'une chambre 26. La course maximale du godet 24 est réglable grace à une vis de butée 28 prévue à cet ef- fet dans la partie inférieure du distributeur. A son extrémité supérieure, le godet 24 se termine par une partie profilée 30 fixée à l'aide de circlips 31 à une plaque ou traverse 32 afin de permettre l'actionnement, d'une manière qui sera décrite plus loin, des valve commutables C1 et C2 des deux circuits de freinage. Ces valves commutables sont identiques; par conséquent, il suffira d'en décrire une seule. Chaque extrémité de la plaque transversale 32 présente un trou permettant d'y monter à coulissement, grace à un guide profilé 34, une tige de soupape 35 pourvue à son extrémité in- férieure d'une tete 36. Cette tige 35 est entourée par un res- sort hélicoïdal de compression 38 dont une extrémité prend ap- puis sur la plaque 32 alors que l'autre extrémité prend appui sur la tete 36. L'extrémité de la tige 35 qui est opposée à la tete 36 est logée dans un trou de guidage 33 pratiqué dans le couvercle du distributeur C. La tête de soupape 36 est en- -4 - tourée par une garniture d'étanchéité périphérique 40 desti- née à porter hermétiquement contre une partie annulaire 42 qui constitue le bord supérieur d'un corps tubulaire 44 asso- cié à chaque valve commutable et qui peut coulisser de façon étanche dans une cavité correspondante formée dans le corps du distributeur, parallèlement à l'axe du godet 24. La tête 36 munie de sa garniture d'étanchéité 40 consti- tue un piston de réaction sur lequel, pendant le fonctionne- ment du dispositif, agit la pression des organes de freinage H1 et H2. a L'ensemble constitué par la tete 36 avec sa garniture 40 et la partie annulaire 42 constitue une soupape d'échappement qui relie à l'atmosphère environnante (chambre D) l'alésage 43 du corps 44 et une chambre annulaire G formée par une gorge extérieure dudit corps, laquelle est reliée à l'alésage 43 par des orifices radiaux. Le corps tubulaire 44 présente, au niveau de sa partie mé- diane, un collet 45 et une gorge qui forment ensemble le siège d'un joint torique 46 portant hermétiquement contre un épaule- ment 47 formé, à un niveau approprié, par la cavité dudit corps 44. Ces parties 44, 46 et 47 constituent le soupape d'admission de chacune des valves commutables C1 et C2 du distributeur, et définissent une chambre annulaire F reliée à la source d'air comprimé K1 ou K2. Une douille filetée 48 est vissée dans la partie inférieure du corps du distributeur et présente un épaulement intérieur qui sert de butée pour limiter la course du corps tubulaire. 44. En outre, cette douille retient un ressort hélicoïdal de compression 52 qui s'oppose élastiquement aux déplacement dudit corps 44 pendant le fonctionnement. La douille 48 est enfin percée axialement et sert de raccord permettant la liaison entre le passage intérieur 43 du corps 44 et les organes de freinage H1 et H2. La cavité formée par la partie annulaire 42 et la tete 36, 40 constitue, lorsque ces deux éléments sont en contact, une chambre de réaction pneumatique sensible à la pression qui s'établit tour à tour dans les organes de freinage H1 et H2 des deux circuits contrôlés par le distributeur C. Il est donc évident que la surface de réaction de la tête -5- est une surface circulaire définie par le bord 42 du corps tubulaire 44 et, par conséquent, les dimensions de la tete peuvent être réduites, par rapport aux pistons de réaction de type classique, et cela au bénéfice de l'encombrement trans- versal du distributeur. De plus, la tete 36, 40 qui constitue le piston de réac- tion ne nécessite aucun cylindre de guidage pour ses dépla- cements, du fait qu'elle est portée par la tige 35. Dans ces conditions, les cavités internes du corps du distributeur n'exigent pas d'usinages particuliers ni de finition soignée, ce qui rend la fabrication de l'appareil à la fois plus sim- ple et économique. L'appareil suivant l'invention fonctionne de la façon suivante Lorsque le conducteur enfonce la pédale de frein A, il met sous pression, grace à la pompe B, le fluide ou liquide de frein lequel, en parvenant dans les chambres 10 et 12, re- pousse les pistons 14 et 16 vers le bas. La poussée est alors transmise par le godet 20 au ressort 22 lequel, étant plus con- traint que le ressort 25, tend à comprimer ce dernier et à déplacer l'équipage mobile 24, 32, 35 vers le bas. Dans un premier temps les garnitures périphériques 40 por- tées par les tetes 36 des tiges 35 entrent en contact avec les bords annulaires 42 des corps tubulaires 44 et coupent la communication entre les passages internes 43 et l'atmosphère extérieure (D). Ensuite, la poussée exercée sur les corps 44 se poursuivant, contre la résistance des ressorts 52, les joints toriques 46 s'écartent des épaulements 47, ce qui per- met à l'air comprimé dans les chambres F d'alimenter les or- ganes de freinage H1, H2 en passant par les chambres G, les orifices radiaux, les passages internes 43 et les douilles 48. Si le conducteur augmente la pression qu'il exerce sur la pédale de frein A, il détermine une translation supplémentaire des pistons 14 et 16 lesquels, par l'intermédiaire du godet 20, compriment davantage le ressort 22 et poussent ensuite le godet 24 jusqu'à ce que celui-ci rencontre l'extrémité interne de la vis de butée 28 qui stoppe ainsi la course de l'équipage mo- bile 24, 32. La valeur de la pression de freinage est déterminée par la -6- force avec laquelle les tiges 35 et les garnitures périphé- ques 40 sont sollicitées contre les corps tubulaires 44 et plus précisément contre les bords annulaires 42. Par conséquent, les tiges 35, les tetes 38 et les garnitures périphériques 40 se comportent comme des organes de réaction dans le sens qu'elles équilibrent la pression de freinage par la force hydraulique transmise par l'intermédiaire des res- sorts 22 et 38. Plus précisément, à un écrasement maximal des ressorts, déterminé par la position dans laquelle le godet 24 est bloqué par la vis d'arret 28, correspond une pression ma- ximale de freinage. Il est évident qu'en fonction de la posi- tion axiale o se trouve la vis de butée 28 par rapport au corps de l'appareil, position qui est réglée par l'opérateur, on a une translation plus ou moins importante de l'équigape mobile 24, 32 et, de ce fait, une valeur plus ou moins impor- tante de la pression maximale de freinage. Lorsqu'on relache la pédale de frein, les chambres 10 et 12 se déchargent, ce qui permet aux pistons 14 et 16 ainsi qu'à tous les autres organes qu'ils commandent de reprendre leur position de repos que montre la Figure. Dans cette phase de desserrage des freins, les tiges 35 et les tetes 38 portant les garnitures périphériques 40 jouent le role de soupapes d'échappement dans le sens que, lorsque les tetes 38 se dé- tachent des bords annulaires 42, elles permettent l'échappe- ment de l'air présent dans les organes de freinage H1 et H2 les passages 43 et les chambres G, à travers la valve 54, dans l'atmosphère environnante. -7- R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Distributeur d'air comprimé pour installations de frei- nage pneumatique de véhicule en général, comprenant au moins une valve commutable, actionnée par un piston de réaction, capable de faire communiquer une chambre reliée aux organes de freinage du véhicule soit avec la source d'air comprimé à travers une soupape d'admission, soit avec l'atmosphère à travers une soupape d'échappement, caractérisé en ce que l'é- quipage mobile de chaque valve commutable (C1, C2) est consti- tué par un corps tubulaire (44) dont une extrémité coopère avec une tete d'obturation (36) qui constitue le piston de réaction, pour réaliser la soupape d'échappement, et que la surface de réaction de ladite tete d'obturation coïncide en substance avec la surface délimitée par ladite extrémité du corps tubulaire. 2. Distributeur selon la Revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité du corps tubulaire (44) avec laquelle coo- père la tete d'obturation et de réaction comprend un bords an- nulaire (42), et que la tete de réaction présente en regard une garniture d'étanchéité (40) pour la soupape d'échappement (40, 42). 3. Distributeur selon l'une ou l'autre des Revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tête de réaction (36) est so- lidaire de l'extrémité d'une tige (35) coulissant dans un trou de guidage formé dans une plaque (32) qui maintient ladite ti- ge et l'actionne par l'intermédiaire d'organes élastiques. 4. Distributeur selon la Revendication 3, caractérisé en ce que les organes élastiques comprennent au moins un ressort précontraint (38) disposé autour de la tige (35) entre la pla- que d'actionnement (32) et la tete de réaction (36). 5. Distributeur de l'une ou l'autre des Revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'autre extrémité de la tige (35) est guidée dans un logement (33) formé dans le couvercle du distributeur. 6. Distributeur selon l'une quelconque des Revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps tubulaire (44) coulisse hermétiquement dans des sièges formés en partie par le corps du distributeur et en partie par une douille de raccordement (48) fixée audit corps et qui présente également un siège - 8 - d'appui (50) pour un ressort (52) qui agit sur ledit corps tubulaire. 7. Distributeur selon l'une quelconque des Revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps tubulaire (44) présente, au niveau de sa partie médiane, une gorge dans laquelle se loge un joint torique (46) qui coopère avec un siège (47) formé dans ledit corps (C) du distributeur pour constituer la soupape d'admossion (46, 47) du distributeur. 8. Distributeur selon l'une quelconque des Revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le passage axial (43) formé dans le corps tubulaire (44) présente une section transversale ap- propriée et constitue la chambre reliée aux organes de frei- nage (H1, H2), ce corps tubulaire comportant en outre une gorge périphérique qui constitue une chambre annulaire (G) reliée par des orifices radiaux audit passage axial (43) et qui communique avec la chambre d'alimentation (F) reliée à la source d'air comprimé (K1, K2) à travers la soupape d'admis= sion (46, 47). 9. Distributeur d'air comprimé du type duplex, dont cha- que circuit comprend une valve commutable associée à un pis- ton de réaction, selon l'une quelconque des Revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque transversale (32) reliée aux organes d'actionnement du distributeur et dont les extrémités percées retiennent en coulissement les tiges (35) des tetes de réaction (36), tandis que la partie centrale de cette plaque transversale est rendue solidaire d'une Etré- mité (30) d'un godet (24) sur le fond duquel agissent en oppo- sition des éléments élastiques (22, 25) dont une partie (22) est interposée entre le godet (24) et les organes d'actionne- ment du distributeur, tandis que les éléments restants (25)2as- sociés à des moyens réglables (28) afin de limiter le déplace- ment de la plaque transversale (32) pendant l'intervention des- dits organes d'actionnement du distributeur. 10. Distributeur duplex selon la Revendication 9, caractéri- sé en ce que les éléments élastiques (22, 25) sont pour une par- tie (22) maintenus à l'état précontraint par une coupelle (20) coulissant dans ledit godet (24) tout en étant commandé par les organes d'actionnement du distributeur, et pour la partie res- tante (25) maintenus en place par le corps du distributeur au ?500105 - 9 - dont le fond reçoit un moyen à vis et écrou de blocage (28), l'extrémité interne de la vis constituant une butée propre à rencontrer le fond du godet (24) afin de servir de butée fin de course à l'ensemble godet-plaque transversale (24, 32).