Brevet FR2537525A1 — publié le 19840615

La présente invention concerne une soupape de frein pour équipements de freinage pneumatiques à deux circuits, en particulier pour véhicules comprenant deux systèmes de freinage indépendants, avec un piston primaire, coulissant dans le corps et servant à la régulation de la pression dans le premier circuit de freinage, un piston secondaire, faisant suite coaxialement au piston primaire, servant à la régulation de la pression dans le second circuit de freinage et chargé par la pression dans le premier circuit de freinage ou par le piston primaire; une soupape affectée au piston primaire et une soupape affectée au piston secondaire pour commander l'alimentation et la purge du circuit de freinage correspondant, le clapet de chacune commandant avec un siège de sortie correspondant, situé du côté piston, l'orifice de sortie de purge etS.avec un siège d'entrée correspodant, situé du coté corps, llorifice d'entrée d'air comprimeS chaque clapet pouvant etre décollé du siège d'entrée situé du coté corps par le piston primaire ou secondaire correspondant7 contre l'action d'un ressort de fermeture. Dans une soupape de frein connue de ce zen type (demande de brevet de la République fédérale d9Allemagne publiée sous le nt 16 55 873) > non seulement le piston primaire mais aussi le piston secondaire travaillent contre un ressort de rappel Le ressort de rappel du piston secondaire est, exactement comme celui du piston primalres constitué par des spires de fil relativement repais et est donc relativement puissant. Une telle soupape de frein présente l'inconvénient d'une différence relativement importante entre le premier et le second circuit de freinage.Lorsqu'une pression est appliquée au premier circuit de freinage par une commande appropriée du piston primaire et de la soupape de commande, le second circuit de freinage présente un retard notable, car la pression dérivée du premier cir- cuit de freinage et s'exergant sur le piston secondaire pour le déplacer doit, par suite du ressort de rappel dudit piston secondaire, atteindre d'abord une valeur donnée pour vaincre non seulement le frottement par adhérence du piston secondaire, produit par des joints d'étanchéité, mais surtout la force opposée de réaction du ressort de rappel. Un tel grand ressort de rappel puissant pour le piston secondaire est en outre encombrant et croûteux. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le piston secondaire est relié au piston primaire par une pièce d'accouplement pour un mouvement commun dans le sens de dégagement de ltori- fice de sortie et se déplace librement dans le sens inverse dudit piston primaire, sans être chargé par des forces de réaction de ressort. La soupape de frein selon l'invention présente l'avantage de permettre pratiquement un synchronisme entre le premier et le second circuit de freinage, sans aucune avance sensible du premier. Le ressort de rappel propre au piston secondaire étant supprimé, la pression dérivée du premier circuit de freinage pour la manoeuvre du piston secondaire doit vaincre sa friction au repos au voisinage des joints d'étanchéité et la force d'ouverture de la soupape dans le circuit secondaire. Une faible élévation de pression d'un côté du piston secondaire suffit par suite pour déplacer ce dernier. Le piston secondaire est ainsi très sensible et réagit pratiquement sans aucun retard par rapport au piston primaire. Un ressort de rappel au moins est affecté au piston primaire, mais n'exerce aucune action sur le piston secondaire pendant toute l'opération de freinage avec élévation et chute de pression.Lorsque l'orifice de sortie est fermé, le piston secondaire relié par la pièce d'accouplement au piston primaire dans ce sens de mouvement est ramené jusqu a sa butée sur le corps par le ressort de rappel affecté au piston primaire, ladite butée étant atteinte au moins sensiblement au meme instant que la butée du piston primaire. Le réglage d'un certain jeu entre la pièce d'accouplement et le piston secondaire peut être avantageux pour garantir qu'outre le piston secondaires le piston primaire occupe de façon fiable sa position de départ-en butée.La soupape de frein selon l'invention assure en outre que le siège de sortie du piston secondaire aussi est et demeure ouvert pour éviter une pression résiduelle dans la position de départ en butée, même en l'absence de pression dans l'équipement de freinage pneumatique ou lors du remplissage de ce dernier. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le poussoir de la pièce d'accouplement est réalisé sous forme d'une vis et sa tête est constituée par la tette de vis. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, un ressort de rappel prenant appui sur le corps agit sur le piston primaire, en plus d'un ressort de rappel agissant dans le même sensbsur la pièce d'accouplement, ou constitue le seul élément de rappel. La pièce d'accouplement est ainsi particulièrement simple et économique. Un seul ressort de rappel du piston primaire, agissant directement sur ce dernier, étant prévu, la dépense correspondante est encore réduite. Un volume supérieur est en outre disponible à l'intérieur de la soupape de frein pour le passage de l'air. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une coupe longitudinale axiale schématique d'une soupape de frein selon un premier exemple de réalisation; et la figure 2 ese une coupe longitudinale axiale d'un second exemple de réalisation. La soupape de frein selon figure 1 est destinée a des équipe- ments de freinage pneumatiques à deux circuits, en particulier pour des véhicules comportant deux systèmes de freinage indépendants. Le corps 10, constitué par une partie supérieure 11 et une partie inférieure 12, présente-deux tubulures 13, 14 pour le premier circuit de freinage, deux tubulures 15, 16 pour le second circuit de freinage et une tubulure de sortie inférieure 17 de purge. Le prån- cipe de constitution est connu (demande de brevet de 1? République fédérale d'Allemagne publiée sous le niO 16 55 873). C'est ainsi qu'un réservoir d'air non représenté est relié à chaque tubulure 13 ou.15 située à droite sur la figure 1. Le cylindre de frein correspondant au circuit de freinage considéré est rel-ié à la tubulure 14 ou 16, à gauche sur la figure 1, et relié ainsi à la.partie supérieure 1-1 ou inférieure 12 du corps. La partie supérieure 11 du corps contient un piston primaire 18 coulissant axialement et délimitant avec une paroi transversale 19 une chambre 20, reliée par un orifice 21 relativement grand à la tubulure 13 et, par un alésage 22, à une chambre 23 située de l'autre côté de la paroi transversale 19. La chambre 23 est délimitée dans la partie inférieure 12 du corps par un piston secondaire 24. Ce dernier forme avec une paroi transversale 25 de la partie inférieure du corps une seconde chambre 26, reliée par un orifice 27 relativement grand à la tubulure 15 du second circuit de freinage. Le piston primaire 18 assure la régulation de la pression de freinage dans la chambre 20, c'est-à-dire dans le premier circuit de freinage. Le piston secondaire 24 assure la régulation de la pression de freinage dans la chambre 26, ctest-à-dire dans le second circuit de freinage. Le piston secondaire 24 est guidé en translation dans la partie inférieure 12 du corps, coaxialement au piston primaire 18. Il présente un prolongement tubulaire 28,-qui forme une seule pièce avec lui, sétend sensiblement jusqutau piston primaire 18 et dont l'intérieur 29 est ouvert. L'extrémité inférieure du piston primaire, 18 sur la figure 1 est munie dsun siège de sortie 30, sous forme d'un épaulement annu- laire en saillie axiale. De la même fanon le piston secondaire 24 porte à son extrémité inférieure 31, à prolongement tubulaire, un siège de sortie 32 sous forme d'un anneau an saillie axiale, qui se rétrécit en arete. Une soupape de commande est affectée au piston primaire 18 pour commander la purge de la chambre 20 vers la tubulure de sortie 17, ainsi que l'alimentation est l'application d'une pression à la tubulure 14. Cette soupape de commande comporte un clapet 33 discorde avec une partie tubulaire 34 qui la centre sur la face extérieure du prolongement tubulaire-28 du piston secondaire 24 et la guide en translation. Un ressort de fermeture 35, prenant appui sur la partie supérieure 11 du corps, applique la face supérieure du clapet 33 sur un siège d'entrée 36 de l'orifice 21, en regard de ladite face. Une soupape de commande de l'alimentation et de la purge du second circuit de freinage est également affectée au piston secondaire 24, de la meme façon que dans le cas du piston primaire 18. Cet te soupape de commande comporte aussi un clapet 37 discoide se prolongeant par une partie tubulaire 38, qui est centrée sur une pièce rapportée 39 inférieure, avec guidage en translation. Un ressort de fermeture 40 applique la face supérieure du clapet 37 sur un siège d'entrée 41 correspondant, sur le côté en regard de la paroi transversale 25, avec obturation de l'orifice 27. Le piston primaire 18 coulisse contre l'action de son ressort de rappel 42, qui l'applique sur la butée annulaire 43. Un organe de réglage 46, maintenu avec étanchéité dans la partie supérieure 11 du corps, repousse par l T intermédiaire de deux ressorts 44, 45 le piston primaire 18 dans le sens de translation; il est chargé mécaniquement par une tringlerie non représentée quand la pédale de frein du véhicule est actionnée. On voit que le piston secondaire 24 n'est soumis à aucun ressort et par suite à aucune force de réaction de ressort. En négli- geant le frottement par adhérence des joints toriques d'étanchéité, le piston secondaire 24 coulisse librement et très facilement dans la partie inférieure 12 du corps. Chaque clapet 33 ou 37 forme avec le siège d'entrée 36 ou 41 en regard une soupape de commande qui soit interdit l'entrée d'air comprimé dans la chambre 20 ou 26 par la tubulure 13 ou 159 comme l'indique la figure 1 > soit l'autorise en décollant du siege d'en trée 36 ou 41 dans l'action du ressort de fermeture 35 ou 40 correspondant Chaque clapet 33 ou 37 forme en outre avec le siège de sortie 30 ou 32 en regard du piston primaire 18 ou secondaire 24 une soupape de commande de l'orifice de sortie de purge à travers lsinté- rieur 29 et la tubulure de sortie 170 Dans l'état représenté, où le piston secondaire 24 se trouve dans la position de départs de meme que le piston primaire 18g et s'applique sur la butée 47 du côté corps, la purge par l'intérieur 29 et la tubulure de sortie 17 est ouverte. La chambre 20 du premier circuit de freinage et la chambre 26 du second circuit de freinage sont ainsi purgées par l'orifice 21 ou 27 vers la tubulure de sortie 17. Dans le sens de mouvement indiqué par la flèche 51, le piston secondaire 24 est.relié mécaniquement par une pièce d'accouplement 52 au piston primaire 18, pour un mouvement commun dàns ce sens. La pièce d'accouplement 52 est constituée par un poussoir 53 qui, par un épaulement fileté 54, est vissé dans un trou taraudé 55 du piston primaire 18 en position ajustée. Le poussoir 53 s'étend à l'intérieur 29 du prolongement tubulaire 28 et le traverse pratiquement en entier. Une pièce de butée 56 est fixée avec blocage axial sur l'extrémité libre du poussoir 53. La fixation axiale est obtenue soit par une collerette annulaire 57 d'un côté et une tete 58 de l'autre côté de la pièce de butée 56 > soit encore plus simplement par emmanchement de la pièce de butée 56e Cette dernière est constituée par une douille 59 munie d'un croisillon qui forme quatre nervures radiales 60, 61 successives équidistantes.Les nervures 60, 61 s'étendent radialement jusqu'au diamètre intérieur plus grand de l'extrémité tubulaire 31 du piston secondaire 24. L'échelonnement de diamètre est choisi de-fagon à permettre une mobilité relative avec jeu. Un ressort de rappel 62 agit sur la pièce d'accouplement 52 et par suite sur le piston primaire 18 dans le meme sens que son ressort de rappel 42. Le ressort 62 se trouve dans la zone axiale entre le piston secondaire 24 et la partie tubulaire 38 du clapet 37. L'extrémité supérieure du ressort de rappel 62 sur la figure 1 prend appui sur les nervures 60, 61 de la pièce de butée 569 tandis que son autre extrémité repose sur une pièce d'appui 639 qui prend elle- même appui sur la pièce rapportée 39. Le piston secondaire 24 comporte une surface de butée 64 intérieure, constituée dans ce cas par un épaulement radial intérieur. La surface de butée 64 se trouve à l'endroit où l'extrémité tubulaire 31 du piston secondaire 24, à alésage intérieur de diamètre plus grand, se raccorde à l'alésage intérieur axial de diamètre plus faible. La pièce de butée 56 repose sur le gradin ainsi formé, par les extrémités des nervures radiales 60, 61. Le fonctionnement de la soupape de frein est le suivant. Lors de l'enfoncement de la pédale de frein dgun véhicule, une tringlerie non représentée transmet la commande à l'organe de réglage 46, qui est introduit dans la partie supérieure t1 du corps contre l'action du ressort 44 d'abord, puis du ressort 45 aussi. Le piston primaire 18 est déplacé vers le bas dans ce sens, c'est-a-dire dans le sens opposé de la flèche 51. Le siège de sortie 30 se place sur le clapet 33 correspondant en bloquant la purge de la chambre 20 vers l'intérieur 29. Le clapet 33 est déplacé vers le bas, contre l'action de son ressort de fermeture 35, et décolle du siège d'entrée 36.Ce dernier est ainsi ouvert, de sorte que de l'air comprimé s'écoule du réservoir non représenté dans la chambre 20, par la tubulure 13 et l'orifice 21, et dans le cylindre de frein du premier circuit de freinage, relié à la tubulure 14. L'air comprimé pénètre aussi par l'alésage 22 dans la chambre 23 située en dessous. Une force dirigée vers le bas s'exerce ainsi sur le piston secondaire 24. Ce dernier n'étant chargé par aucune force de réaction de ressort, une faible élévation de pression dans la chambre 23 suffit déjà pour déplacer le piston secondaire 24 vers le bas; en surmontant le frottement par adhérence.La pièce de butée 56 du poussoir 53 ne s'oppose pas à cette translation, car le poussoir 53 et la pièce de butée 56 se sont déplacés en commun vers le basa dans le sens inverse de la flèche 51, lors de la translation du piston primaire 58 et les ner- vures radiales 60, 61 ont décollé de la surface de butée intérieure 64 du piston secondaire 24. Une translation du piston secondaire 24 vers le bas sur la figure 1 produit d'abord l'application du siège de sortie 32 sur le clapet 37 correspondant et par suite le blocage de la purge dans la tubulure de sortie 17.Une poursuite de la translation décolle le clapet 37 du siège d'entrée 41 de l'orifice 27, de facon à alimenter aussi le second circuit de freinage et le cylindre de frein relié à la tubulure 169 à partir du réservoir d'air et par la tubulure 15, à l'aide de la chambre 26. La translation décrite du piston primaire 18 s'effectue contre l'action des ressorts de rappel 42 et 62. Le piston secondaire 24 n'étant pas chargé par des forces de réaction de ressort, le premier circuit de freinage ne présente qu'une avance négligeable par rapport au second circuit de freinage lors de l'application décrite d'une pression. Le clapet 33 de la soupape de commande affectée au premier cir- cuit de freinage revient dans la position de fermeture représentée9 sous l'action de son ressort de fermeture 35, quand les forces exer cées par les ressorts de rappel 42, 62 et par l'air comprimé dans la chambre 20 d'une part, et par les deux ressorts 44, 45 d'autre part sont en équilibre. Le clapet 37 passe dans la position de fermeture représentée, sous l'action de son ressort de fermeture 40, quand les forces exercées par l'air comprimé sur le piston secondaire 24 dans les chambres 23 et 26 sont en équilibre. La force exercée sur le piston primaire 18 diminue quand l'organe de réglagé 46 peut se déplacer vers le haut par suppression de la commande mécanique. Le piston primaire 18 est déplacé vers le haut par la pression régnant dans la chambre 20 et l'action des ressorts de rappel 42, 62, et décolle avec le siège de sortie 30 du clapet 33. Le premier circuit de freinage est ainsi purgé.Cette translation du piston primaire 18 est également transmise au piston secondaire 24 par la pièce d'accouplement 52. tors du mouvement dans le sens de la flèche 51 dégageant l'orifice de sortie, les nervures 60, 61 en butée axiale sur la surface de butée intérieure 64 entrat- nent le piston secondaire 24 avec le piston primaire 13 vers le haut, après la purge de la chambre 26. La purge de la chambre 20 fait baisser la pression dans cette dernière et dans la chambre 23, de sorte que la pression plus élevée dans la chaire 26 contribue en outre au déplacement du piston secondaire 24 vers le haut.Son singe de sortie 32 décolle du clapet 372 de sorte que le second circuit de freinage est purgé. Sous l'action des ressorts de rappel 4Z, 62, 6%, le piston primaire atteint la position de départ, dans laquelle il s'applique sur la butée annulaire 43. Le piston secondaire 24 atteint sa position de départ, dans laquelle il s'applique sur la butée 47. Son siège de sortie 32 décolle ainsi complètement du clapet 37. Cette ouverture de la purge interdit une pression résiduelle dans la chambre 26 et par suite dans le second circuit de freinage. L'état représenté à la figure 1 est maintenu meme quand l'équipement de freinage pneumatique n'est pas sous pression. En cas de défaillance du premier circuit de freinage, une translation du piston primaire 18 de quelques millimètres vers le bas l-'applique par action de force sur l'extrémité supérieure du prolon gement tubulaire 28 du piston secondaire 24. Ce dernier est abaissé mécaniquement jusqu'à ce que son siège de sortie 32 décolle le clapet 37 du siège d'entrée 41 et produise l'alimentation du second circuit de freinage, de la façon précédemment décrits. Dans le second exemple de réalisation-selon figure 2, les références des pièces identiques à celles du premier exemple de réalisation sont augmentées de 100, de sorte que la référence à la description du premier exemple de réalisation permet d'éviter des répétitions. Le second exemple de réalisation diffère du premier en ce que le ressort de rappel 142 agit seul sur le piston primaire 118. Le ressort supplémentaire, situé au voisinage de la pièce d'accouple- ment 152 dans le premier exemple- de réalisation, est supprimé dans ce cas. La pièce d'accouplement 152 est donc encore simplifîée.Le poussoir 153 est constitué par une vis normales la tete inférieure 158 étant formée directement par la tete de vis Le ressort de rappel étant supprimé à cet endroit il est possible aussi de supprimer la collerette annulaire 57, prévue dans le premier exemple de réalisa en pour l'appui axial de la pièce de butés 156. Cette dernière est montée librement sur la vis, sous forme d'une douille 159 munie de nervures 160, 161 La suppression du ressort de rappel 62 prévu dans le premier exemple de réalisation permet aussi de renoncer à sa coupelle inférieure et surtout à la pièce d'appui 63. La soupape de frein est est ainsi encore plus simple Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'etre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications Soupape de frein pour équipements de freinage pneumatiques à deux circuits, en particulier pour véhicules comprenant deux systèmes de freinage indépendants, avec un piston primaire (18), coulissant dans le corps (10) et servant à la régulation de la pression dans le premier circuit de freinage (13, 14); un piston secondaire (24) faisant suite coaxialement au piston primaire (18), servant à la régulation de la pression dans le second circuit de freinage (15, 16) et chargé par la pression dans le premier circuit de freinage (13, 14) ou par la piston primaire (18); une soupape affectée au piston primaire (18) et une soupape affectée au piston primaire (18) et une soupape affectée au piston secondaire (24) pour commander l'alimentation et la purge du circuit de freinage correspondant, le clapet (33 ou 37) de chacune commandant un siège de sortie (30 ou 32) correspondant, situé du côté piston, l'orifice de sortie de purge et, avec un siège d'entrée (36 ou 41) correspon- dant, situé du coté corps, l'orifice d'entrée d'air comprimé, chaque clapet (33 ou 37) pouvant etre décollé du siège dentrée (36 ou Zut 41) situé du côté corps par le piston primaire (18) ou secondaire (24) correspondant, contre l'action d'un ressort de fermeture (25 ou 40), ladite soupape étant caractérisée an ce que le piston secondaire (24) est relié au piston primaire (18) par une pièce d'accouplement (52) pour un mouvement commun dans le sens (flèche 51) de dégagement de l'orifice de sortie et se déplace librement dans le sens inverse de celui dudit piston (18), sans etre chargé par des forces de réaction de ressort. 2. Soupape de frein selon revendication 1, caractérisée en ce que la pièce d'accouplement (52) comporte un poussoir (53) partant du piston primaire (18), s'étendant à l'intérieur (29) d'un prolongement tubulaire (28) du piston secondaire (24) et présentant une saillie radiale (60, 61) au moins; et le piston secondaire (24) comprend une surface de butée (64) extérieure ou intérieure, affectée à la ou aux saillies radiales (60, 61) 3. Soupape de frein selon revendication 2, caractérisée en ce que la surface de butée (64) est constituée par un épaulement radial intérieur. 4. Soupape de butée selon une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que l'extrdmitd libre du poussoir (53) porte des nervures radiales (60, 61), et en particulier une douille (59) munie d'un croisillon et rapportée. 5. Soupape de frein selon une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que l'extrémité libre du poussoir (53; 153) porte une tete (58; 158) sur laquelle est bloquée axialement une saillie radiale au minimum, et en particulier la douille (59; 159) munie du croisillon (60, 61 9 160, 161). 6. Soupape de frein selon une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que le poussoir (153) est réalisé sous forme d'uns vis et la tete (158) est constituée par la tete de vis. 7. Soupape de frein selon une quelconque des revendications 9 à 6, caractérisée par au moins un ressort de rappel (62) chargeant le piston primaire (18) dans le sens de mouvement (%flèche, 51) dégageant l'orifice de sortie, ledit ressort (62) agissant sur la pièce d'Ac- couplement (52). 8. Soupape de frein selon revendication 7, caractérisée en ce que le ressort de rappel (62) s'étend dans la sons axiale comprise entre le piston secondaire (24) et la soupape de commande (37, 38) affec- tée. audit piston, et prend appui sur la pièce d'accouplement (52) par une extrémité et sur le corps (10) par son autre- extrémité 9. Soupape de frein selon revendication .7, caractérisée par un ressort de rappel (42; 142) prenant appui sur le corps de soupape et agissant sur le piston primaire (18; 118), en plus d'un ressort de rappel (62) agissant dans le mems.sens sur la pièce d'accouplement (52), ou constituant le seul élément de rappel.