Brevet FR2503066A1 — publié le 19821008

i La présente invention, concernant le freinage des véhicules, est plus spécifiquement relative à un sys- tème de freins hydrauliques pour véhicule, qui inclut une paire d'organes avant de contact avec le sol et une pai- re d'organes arrière de contact avec le sol, ce véhicu- le pouvant Otre dirigé en freinant de manière sélective l'un des organes de contact arrière, le système compre- nant un mécanisme de frein hydraulique arrière séparé pour chaque organe arrière de contact avec le sol; un premier maltre-cylindre hydraulique et un deuxième mal- tre-cylindre hydraulique, chacun étant relié i un respec- tif dit mécanisme de frein hydraulique, et chacun étant actionnable séparément pour freiner son organe associé de contact avec le sol; un mécanisme de frein hydrauli- que avant séparé pour chaque organe avant de contact avec le sol; et une vanne de commande reliée aux deux sorties des mattre-cylindres hydrauliques et aux deux mécanismes de frein avant, la varne de commande incluant un système de soupape normalement ouverte, qui relie la sortie du premier mattre-cylindre hydraulique aux deux mécanismes de frein avant, et un piston de commande pou- vant 8tre actionné pour fermer le système de soupape lorsque seul le premier maitre-cylindre hydraulique est actionné. Il est bien connu de monter sur certains véhi- cules, notamment sur des tracteurs agricoles et sur cer- tains véhicules de génie civil, des freins hydrauliques arrière pouvant 9tre actionnés séparément afin de permet- tre de diriger le véhicule ou d'assister sa direction en freinant sur l'une ou l'autre des roues arrière du véhi- cule. Dans de tels systèmes on a l'habitude de prévoir deux pédales de frein séparées, dont chacune agit sur un maître-cylindre respectif, chaque maitre-cylindre ac- tionnant l'un des freins arrière. Il est prévu un accou- plement mécanique qui peut être utilisé pour verrouiller ensemble les deux pédales des freins, lorsqu'on désire actionner simultanément les deux freins arrière, par exem- ple pendant la circulation sur route. En désirant améliorer les freins de tels véhi- cules, particulièrement pour la circulation sur des rou- tes publiques à grande circulation, on a proposé de mu- nir ces véhicules de freins hydrauliques avant, en plus des freins hydrauliques arrière connus. Si l'on prévoit des freins hydrauliques avant, il est souhaitable de mon- ter un mécanisme automatique rendant inopérant les freins avant lorsqu'on utilise séparément les freins ar- rière pour diriger le véhicule. Dans la spécification de brevet allemand NI 20.59.037 on décrit un tel mécanis- me qui inclut une vanne de commande comprenant deux chambres reliées à la sortie d'un mattre-cylindre et une troisième chambre, située entre la première et la deu- xième chambre, qui est reliée à la sortie de l'autre mattre-cylindre. Cette vanne de commande nécessite d'avoir deux conduits allant au premier maître-cylindre, dont l'un relie la première chambre au premier mattre- cylindre et l'autre relie la deuxième chambre au premier mattre cylindre et d'utiliser deux jointe d'étanchéité dynamiques, l'un situé entre la première et la troisième chambre et un autre entre la deuxième et la troisième chambre. L'existence de deux joints d'étanchéité dynami- ques augmente la force nécessaire pour déplacer le pis- ton de commande et accroit la probabilité d'un défaut de fonctionnement du jointo Conformément à la présente invention la vanne de commande inclut un piston de commande qui sépare une chambre fermée reliée à la sortie du deuxième ma tre-cy- lindre d'une chambre d'écoulement reliée à la sortie du premier maitrecylindre et aux mécanismes de freins avant, le système de soupape étant placé dans la chambre d'écou- lement et étant fermé par le piston de commande en répon- se à la pression existant dans la chambre d'écoulement, pression qui est plus grande d'une quantité prédétermi- née que celle de la chambre fermée. Ces traits caractéristiques ainsi que d'autres ressortiront, avec les avantages de la présente inven- tion, de la description ci-après d'un mode de réalisa- tion préféré de celle-ci, qui est donné à titre d'exem- ple non limitatif avec référence aux dessins ci-annexés, sur lesquels: la figure 1 montre schématiquement le circuit de frein hydraulique d'un tracteur agricole e-t la figure 2) à plus grande échelle et partiel- lement en coupe transversale, la vanne de commande du système de la figure 1l Si l'on se réfère tout d'abord à la figure 1, on voit deux organes arrière de contact avec le sol (soit un premier organe 1 et un deuxième 2), et deux or- ganes avant de contact avec le sol (un premier organe 3 et un deuxième 4), appartenant à un tracteur agricole. Les organes de contact avec le sol peuvent Otre par exemple des roues munies de pneumatiques ou un agence- ment incorporant une piste continue à recirculation. Chaque organe de contact avec le sol comporte, en association avec lui, un mécanisme de frein actionné hydrauliquement ayant toute forme convenable, par exem- ple un frein à tambour. Des conduits hydrauliques respec- tifs 5, 6, 7 et 8 sont reliés aux mécanismes de freins. Les conduits 5 et 6 sont reliés respectivement aux sorties du premier et du deuxième mattre-cylindre hydraulique, 9 et 10, qui peuvent être tels par exemple que ceux décrits dans le brevet britannique N0 1.211.047. Chaque maitre-cylindre, 9 ou 10, comporte en association avec lui une pédale de frein respective 11 ou 12, de sorte qu'en appuyant sur l'une ou l'autre des pédales 11, 12, le conducteur du véhicule peut freiner sur l'un ou l'autre des organes arrière 1 ou 2 de contact avec le sol, afin de diriger le véhicule. Il est prévu une liai- son mécanique 13 pour verrouiller ensemble les pédales 11 et 12, ce qui fait que les maitres-cylindres 9 et 10 se- ront actionnés ensemble lorsqu'on n'a pas besoin de di- riger la machine par les roues arrière. Un conduit hy- draulique 14 relie entre eux les maîtres-cylindres 9 et et agit, lorsque les deux maItres-cylindres sont ac- tionnés, de façon à égaliser la pression aux sorties des mattres-cylindres. Néanmoins, si un seul des mattres-cy- lindres est actionné, aucune égalisation de pression n'est effectuée par le conduit hydraulique 14. Pour d'autres détails sur les maitres-cylindres on se réfère- ra au brevet britannique susmentionné. En plus de la communication avec le conduit 5, la sortie du premier maitre-cylindre 9 est reliée, par l'intermédiaire d'un conduit 15, à la première entrée A d'une vanne de commande 16. De façon semblable la sortie du deuxième mattre-cylindre 10 est reliée par un conduit 17 à une deuxième entrée B de la vanne de commande 16. La sortie 0 de la vanne de commande 16 est reliée par un conduit 18 aux conduits 7 et 8 alimentant les mécanismes des freins avant. On comprend que si l'un ou l'autre des maîtres- cylindres 9 ou 10 est actionné indépendamment de l'au- tre, la pression de sortie du maltre-cylindre qui est actionné sera appliquée à l'entrée A ou B suivant le cas. En outre, lorsque les deux mattres-cylindres sont ac- tionnés ensemble, une pression sensiblement égale sera appliquée aux deux entrées A et B grâce au conduit de connexion hydraulique 14. Si l'on se réfère maintenant à la figure 2, on y trouve la vanne de commande 16 représentée à plus grande échelle. La vanne de commande 16 comprend un corps unitaire 19 dans lequel on a ménagé un perçage bor- gne à gradin 20. La plus grande extrémité du perçage est fermée par un bouchon d'extrémité 21 pourvu d'un joint d'étanchéité 220 Le piston de commande 23 est monté avec coulissement dans l'intérieur du perçage et est en con- tact étanche avec la paroi du perçage grâce à un joint 24. Le piston de commande 23 divise le perçage en une chambre fermée 25 admettant la communication du fluide avec l'entrée B et en une chambre d'écoulement 26 qui re- lie entre elles l'entrée A et la sortie C. La chambre d'écoulement 26 est partagée en une première partie 26A, qui est limitée en partie par le piston 23 et qui est en communication avec l'entrée A, et une deuxième partie 26B, qui est en communication avec la sortie C par un système de soupape comprenant un organe clapet 27 et une tête de soupape 29. L'organe 27 est de préférence tel que celui représenté dans le brevet britannique NI 1159876 et est positionné par une pièce de retenue 28. Cet organe 27 peut collaborer avec la tète de valve 29 pour interrompre la communication entre la première par- tie 26A de la chambre l'écoulement et sa deuxième par- tie 26B. La tête de soupape 29 est rigidement accouplée au piston de commande par une tige de piston 30 et passe avec jeu dans le perçage 20. L'extrémité de la tête de valve 29 est conformée avec une fente 51 et elle est normalement maintenue en contact contre un épaulement 32 existant dans le perçage 20 par un ressort 33. En con- séquence l'organe clapet 27 et la tête de soupape 29 constituent une soupape normalement maintenue en posi- tion ouverte par le ressort 33 pour permettre la libre communication entre l'entrée A et la sortie C par l'in- termédiaire de la chambre d'écoulement 26. En service, si le deuxième mattre-cylindre 10 seulement est actionné, la pression hydraulique est ap- pliquée à l'entrée B et met sous pression la chambre fermée 25. De ce fait la tête de valve 29 est fermement maintenue en contact avec l'épaulement 32 et donc la communication du fluide entre l'entrée A et la sortie C est assurée. Mais comme le deuxième maitre-cylindre 10 est seul actionné, il n'y a pas de pression de fluide à la sortie du premier maître-cylindre et, en conséquence, pas de pression de fluide appliquée aux freins avant. Si seul le maitre-cylindre 9 est actionné, la pression hydraulique est appliquée à l'entrée A et est transmise, par l'intermédiaire de la chambre d'écoule- ment 26, à la sortie C et donc aux freins avant. A cause de la résistance de frottement, des ressorts de rappel, etc, associés aux mécanismes de frein avant, une faible contre-pression sera produite dans la chambre d'écoule- ment 26 avant que les freins avant ne soient effective- ment appliqués. Cette faible contre-pression agit sur la totalité de la surface de section transversale du piston de commande 23 et n'est opposée que par le ressort 33, sans qu'il y ait de pression hydraulique dans la chambre fermée 25 parce que le deuxième mattre-cylindre n'est pas actionné. En conséquence, comme le ressort 35 est très faible, le piston de commande 23 se déplace rapide- ment vers la droite, ceci étant vu sur la figure 2, après quoi la tête de valve 29 entre en contact avec l'organe clapet 27 pour isoler l'entrée A de la sortie C. Une augmentation ultérieure de pression à l'entrée A sert à accroître la force tendant à déplacer le piston de commande 25 vers la droite et maintient en conséquence l'isolement entre l'entrée A et la sortie CO Si les deux mattree-cylindres étaient action- nés ensemble comme suite à la liaison 15 en place, une pression sensiblement égale est appliquée aux entrées A et B et en conséquence des forces de pression sensible- ment égales sont produites de chaque côté du piston 23. Par suite le piston 23 est équilibré en pression et le ressort 33 maintient la vanne de commande à l'état ouvert afin de permettre au fluide hydraulique provenant du pre- mier maitre-cylindre 9 de s'écouler par l'intermédiaire du conduit 15, de l'entrée A, de la sortie C et du con- duit 18 aux conduits 7 et 8 reliés aux mécanismes de freins avant. Dans ces circonstances du fluide hydrauli- que sera directement fourni par le premier maitre-cylin- dre 9 et indirectement par le deuxième maitre-cylindre 10 au moyen du conduit hydraulique 14, à la sortie C de la vanne 16. On voit qu'on utilise, avec la disposition dé- crite ci-dessus, un seul joint d'étanchéité dynamique 24. Les spécialistes comprendront les avantages appréciables que procure cet arrangement en comparaison de ceux de art antérieur dans lesquels on a plusieurs joints d'étanchéité dynamiques. REVENDICATIONS 1. Système de freins hydrauliques pour véhicu- le, qui inclut une paire d'organes avant de contact avec le sol et une paire d'organes arrière de contact avec le sol, ce véhicule pouvant être dirigé en freinant de ma- nière sélective l'un des organes de contact arrière, le système comprenant: un mécanisme de frein hydraulique arrière séparé pour chaque organe arrière de contact avec le sol; un premier mattre-cylindrique hydraulique et un deuxième maltre-cylindre hydraulique, chacun étant relié à un respectif dit mécanisme de frein hydraulique, et chacun étant actionnable séparément pour freiner son organe associé de contact avec le sol; un mécanisme de frein hydraulique avant séparé pour chaque organe avant de contact avec le sol; et une vanne de commande re- liée aux deux sorties des mattres-cylindres hydrauli- ques et aux deux mécanismes/frein avant, la vanne de com- mande incluant un système de soupape normalement ouvert qui relie la sortie du premier mattre-cylindre hydrauli- que aux deux mécanismes de frein avant et un piston de commande pouvant 9tre actionné pour fermer le système de soupape lorsque seul le premier mattre-cylindre hy- draulique est actionné, ledit système étant caractérisé en ce que la vanne de commande (16) inclut un piston de commande (23) qui sépare une chambre fermée (25), reliée à la sortie du deuxième mattre-cylindre (10), d'une cham- bre d'écoulement (26) reliée à la sortie du premier mat- tre-cylindre (9) et aux mécanismes de freins avant, le système de soupape (27; 29) étant placé dahs la chambre d'écoulement (26) et étant fermé par le piston de comman- de (23) en réponse à la pression existant dans la cham- bre d'écoulement (26), pression qui est plus grande d'une quantité prédéterminée que celle de la chambre fer- mée (25). 2. Système de freins hydrauliques selon reven- dication 1, caractérisé en ce que le piston (23) est sollicité, par un ressort(33) placé dans la chambre fer- mée (25), à prendre une position maintenant le système de soupape (27, 29) ouvert. 3. Système de freins hydrauliques selon reven- dication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système de soupape (27, 29) comprend un organe clapet (27) prati- quement fixe par rapport au corps de valve (19) et une tête de valve (29) qui est rigidement liée au piston de commande (23) et qui est située, lorsque le système de soupape (27, 29) est ouvert, du côté de l'organe de val- ve (27) qui est éloigné du piston de commande. 4. Système de freins hydrauliques selon l'une des reveniLcations précédentes, caractérisé en ce que le corps de valve (19) est une structure unitaire présen- tant un perçage (20) à variation en gradins successifs dans lequel le piston de commande (23) et le système de soupape (27, 29) sont montés. 5. Système de freins hydrauliques selon reven- dication 4, caractérisé en ce que le perçage (20) est fermé de manière étanche par un bouchon d'extrémité (21), la chambre fermée (25) étant délimitée entre le bouchon d'extrémité (21) et le piston de commande (23)o