Brevet FR2570662A1 — publié le 19860328

SOUPAGE D'ADAPTATION AUX CHARGES REGLABLES EN CONTINU La présente invention se rapporte à une soupape d'adaptation aux charges destinée à régler le niveau d'une pression de sortie agissant sur un cylindre de frein pour une pression d'entrée prédéterminée, dans laquelle la pression de sortie est comparée à la pression d'entrée grâce à un couplage de réaction mécanique, et interrompt ainsi la transmission de cette dernière, dès que ladite pression de sortie atteint un niveau déterminé par des grandeurs caractéristiques du couplage mécanique, ces grandeurs caractéristiques étant variables. On connaît une soupape d'adaptation aux charges de ce type, par exemple, par la DE-OS 30 02 322. Elle sert à régler la pression de sortie agissant sur le cylin- dre de frein en fonction de la pression d'entrée, le rap-- port de ces deux pressions étant certes constant dans une position de fonctionnement de la soupape, mais pouvant être réglé sur trois niveaux correspondant à trois posi- tions de fonctionnement au total. Cette possibilité de réglage est souhaitée, par exemple, lorsque le cylindre de frein fait partie d'une installation de freinage d'une ramorque pour poids lourd, du fait que, pour que la conduite soit sûre pendant le freinage de l'attelage, la force de freinage agissant sur la remorque doit, pour une pression d'entrée constante déterminée par l'enfoncement d'une pédale de frein, dépendre du poids de sa charge. Dans le cas de la soupape d'adaptation aux charges connue, l'une des faces frontales d'un piston mobile est attaquée, en tant qu'élément du couplage de réaction mécanique, par la pression d'entrée, tandis que son autre face frontale est attaquée par la pression de sortie, le piston mobile se déplaçant, lorsque la pression de sortie augmente, contre la pression d'entrée et inter- rompant finalement sa transmission ou une liaison entre un canal dans lequel règne la pression d'entrée et un canal dans lequel règne la pression de sortie, de sorte que la pression de sortie ne peut plus augmenter, lorsque la pression d'entrée ne varie pas; le rapport entre la pression d'entrée et la pression de sortie est donc cons- tant. Pour modifier ce rapport, on modifie alors la face frontale déterminante pour le déplacement du piston mobile à laquelle la pression de sortie est appliquée. Dans' le cas de la soupape d'adaptation aux charges connue, on le fait par le blocage mécanique ou la libération de faces frontales de pistons partiels qui se composent pour former la surface frontale totale du piston mobile. On connait une réalisation matérielle de ce blocage mécanique par la DE-OS 31 46 938. On ne peut adapter la pression de sortie, dans le cas de la soupape connue, que suivant trois degrés qui correspondent, par exemple, à une remorque vide, à moitié chargée et entièrement chargée, et il faut, en outre, le faire manuellement. L'invention a pour objet une soupape d'adapta- tion aux charges dont le rapport entre la pression d'entrée et la pression de sortie appliquée au cylindre de frein soit réglable en continu. En outre, on souhaite que ce réglage continu ait lieu automatiquement en fonction du poids de chaque charge, des modifications de la force de freinage pour des charges de roue dynamiques qui appa- raissent, devant également être prises en compte. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention les grandeurs caractéristiques découlent d'un mécanisme à levier auquel sont appliquées les forces résultant des pressions et dont le rapport des bras de levier peut être réglé en continu. Le rapport des forces appliquées au mécanisme à levier est déterminé, à l'équilibre, exclusivement par le rapport des bras de levier qui peut être modifié en continu de façon simple. On atteint l'état d'équilibre lorsque le raccordement de la pression d'entrée est inter- rompue et que, par suite, la pression de sortie ne peut plus augmenter. D'autres caractéristiques de l'invention ressor- tiront de la suite. On obtient un agencement simple à réaliser pour le réglage en continu du rapport des bras de levier par l'appui du levier sur un galet d'excentrique, ce point de contact constituant 'le centre de rotation du levier. La variation de position du galet d'excentrique par le bras de réglage est alors couplée directement, par la timonerie de réglage, à la compression des ressorts de suspension dépendant de la charge, par exemple d'une remorque, de sorte que le rapport des bras de levier et, par suite, des pressions, est modifié automatiquement et de la façon souhaitée par le poids de la charge. Si le cylindre de frein est placé de façon à pouvoir se déplacer automatiquement et est articulé au levier, son déplacement peut modifier la force de frei- nage agissant sur une timonerie de frein, sans que la quantité de fluide hydraulique présente dans le cylindre de frein doive en même temps varier, ce qui serait le cas pour un cylindre de frein fixe. Cela est utilisé avan- tageusement pour modifier la force de freinage pendant un freinage, pour compenser une variation du rapport des pressions à la suite de variation de compression dyna- mique des ressorts de suspension, sans écoulement de fluide hydraulique. On va décrire à présent un exemple d'exécution non limitatif de l'invention, en regard du dessin annexé schématique dont la figure unique représente en coupe longitudinale la soupape d'adaptation à la charge selon l'invention. Un boîtier 1 d'une soupape d'adaptation aux charges accouplée à un cylindre de frein 2 actionnant une timonerie de frein pour roues (non représentée), est subdivisé en une section la de logement mobile du cylindre de frein et de logement d'un mécanisme à levier 3 et une section lb constituant une unité de soupage. La section lb comporte un conduit dans lequel un piston mobile 4 est introduit de manière à coulisser de façon étanche, et qui débouche dans un raccord 5 de branchement d'une pression d'entrée pl d'une conduite de pression de freinage 5a d'un cylindre principal -de frein. Un siège de soupape 6 se trouve dans la zone de transition entre le conduit et le raccord 5; il coopère avec une face frontale du piston mobile de façon à pouvoir interrompre entièrement le raccordement. Le conduit s'élargit en un emplacement proche du siège de soupape en une chambre annulaire 7 relié au raccord 5 par l'intermédiaire de l'étranglement entre le piston mobile et le siège de soupape, dont l'effet d'étranglement entre le piston mobile et le siège de soupape, dont l'effet d'étranglement dépend donc de la position du piston mobile. La pression régnant dans la chambre annulaire, réduite en proportion de la pression d'entrée pl, est appliquée par l'intermédiaire d'une conduite 8, en tant que pression de sortie p2, au cylindre de frein 2 et est donc déterminante pour la force de freinage trans- mise par l'intermédiaire de la timonerie de frein. Le cylindre de frein 2 fait saillie de la partie du bottier 1 dans la direction de son axe dynamique parallèle à l'axe du piston mobile et peut coulisser, et il est étanchéisé vis-à-vis de l'extérieur au moyen d'un soufflet 9. L'extrémité du cylindre de frein non-accouplée à la timonerie de frein est articulée à une extrémité d'un levier à deux bras 10 du mécanisme à leviers 3, tandis que l'extrémité du piston mobile 4 opposée à la face fron- tale est articulée à son autre extrémité. Le levier 10 peut tourner autour d'un centre de rotation A constitué par son appui sur un galet d'excentrique 11 dont la position peut, quant à elle, être modifiée par l'intermédiaire d'un bras de réglage 12. Du fait que le centre de rotation A du levier change aussi lorsque la position du relais d'excentrique change, le rapport de ses bras de levier, déterminant pour les forces régultant de la pression d'entrée Z570662 et respectivement de la pression de sortie, et transmises par le cylindre de frein et respectivement par le piston mobile, déterminé par- les distances a et b, varie. Le bras de réglage 12 est relié à une tringlerie de réglage 13 qui détecte la compression des ressorts de suspension de sa carrosserie provoquée par la force de pesanteur d'une charge, par exemple d'une remorque, et provoque un pivotement correspondant du bras de réglage, indiqué par la flèche P. suivi par une modification de la position du galet d'excentrique. Comme il est facile de le voir et comme il est également indiqué par la flèche P, la pression p2, déterminante pour la force de freinage, augmente lorsque le bras de levier a diminué, et respectivement elle diminue lorsque le bras de levier a augmenté. On va décrire à présent le fonctionnement de la soupape d'adaptation aux charges. Lorsque la pression d'entrée pl est appliquée par l'actionnement d'une pédale de frein, des mâchoires de frein sont d'abord appliquées à un tambour (non représenté), par l'intermédiaire de la pression de sortie p2, du cylindre de frein 2 et de la timonerie de frein. Lorsque la pression p2 augmente, il s'établit une force de freinage dont la force de réaction s'applique au levier par l'intermédiaire du cylindre de frein. D'autre part, la force résultant de la pression p git sur le levier par l'intermédiaire du piston mobile, de sorte que le levier et, par suite, les couples engendrés, sont en équilibre lorsqu'on a la relation: P1 A1 b' = P2 A2 a A1 et A2 étant les surfaces déterminant les pressions respectives. Lorsqu'on fait en sorte que A2a >à Alb pour tous les rapports de bras de levier réglables, on a toujours p2 4 pl, ce qui est souhaité pour le réglage de pression demandé. Au début de l'application de la pression d'entrée, le piston mobile se trouve donc dans la position d'ouver- ture du raccord 5; lorsque la pression de sortie p2 aug- mente, contre la force due à la pression pl, le piston mobile se déplace en direction de la position de fermeture, qu'il atteint à l'équilibre, ce qui empêche la pression de sortie de continuer à augmenter; cela ne peut avoir lieu que par une autre augmentation de la pression d'en- trée. Comme le montre l'équation ci-dessus, le rapport des pressions pl/p2 dépend du rapport des bras de levier a/b qui est réglé en continu par l'intermédiaire du galet d'excentrique en fonction de la charge présente et lui est donc adapté. S'il se produit cependant, pendant un freinage, des mouvements de déplacement du bras de réglage en raison de la contraction de ressorts de suspension, qui résulte, par exemple, de déplacements dynamiques de la charge des roues en raison du freinage ou de vibrations dues à des inégalités de la chaussée, le rapport des bras de levier et, par suite, des pressions varie, ce qui exige, lorsque la pression d'entrée est constante, une modification de la pression de sortie p2 régnant dans le cylindre de frein. On y parvient en réglant la cinématique du galet d'excen- trique de façon qu'elle provoque, lors d'un déplacement du bras de réglage, non seulement un mouvement le long du levier 10, qui entraînerait exclusivement une variation du rapport des bras de levier, mais également un mouvement oblique par rapport à lui, qui provoque un déplacement du cylindre de frein lui-même. Ce mouvement d'avance ou de recul mécanique augmente ou diminue la force de freinage et, par suite, la pression p2 régnant dans le cylindre de frein, sans que du fluide hydraulique ait à affluer et à refluer pour cela. Ces mouvements superposés du galet d'excentrique sont ajustés dans ce cas de façon que le degré d'avance ou de recul du cylindre de frein corresponde à une variation de pression égale à la variation de pression due à la variation du rapport des bras de levier. Cela est particulièrement avantageux pendant un réglage corres- pondant à un recul, car cela dispense d'une conduite de retour au réservoir supplémentaire. Les augmentations et diminutions de forces dynamiques sont donc dues exclu- sivement à des mouvements mécaniques du cylindre de frein et de la timonerie de frein qui le suit, provoqués par par l'intermédiaire de la trajectoire de déplacement du galet d'excentrique. Le relâchement du frein, c'est-à-dire la dimi- nution de la pression p2, a lieu, lors de la diminution de la pression d'entrée pl, par l'intermédiaire d'une conduite 14 et d'une soupape de retenue 15 qui s'y trouve, la conduite 14 étant insérée entre la conduite de pression de freinage 5a et la conduite 8 en évitant l'étranglement entre le siège de soupape 6 et le piston mobile 4. La soupape d'adaptation aux charges selon l'invention est également avantageuse, en particulier, du fait que le piston mobile provoquant la diminution de pression dans la proportion souhaitée est assemblé avec le cylindre de frein dans un boîtier en un dispositif compact. De ce fait, il n'est pas nécessaire de prévoir des consoles ou des espaces de montage supplémentaires pour la section de soupape elle-même. L'utilisation de la force de réaction du cylindre de frein lui-même pour détecter la pression de sortie et la comparer avec la pression d'entrée permet de réduire considérablement le coût technique de réalisation. Du fait que la soupape d'adaptation aux charges est placée direcbment, sous la forme d'un bloc comprenant le cylindre de frein et le siège de soupape, sur l'axe suspendu sur ressorts, la timonerie de réglage, qui assure la liaison avec la carros- serie du véhicule et détecte la contraction des ressorts de suspension, peut être réalisée de façon simple. On a donc divulgué une soupape d'adaptation aux charges permettant un réglage continu et, par suite, une modification continue du rapport entre une pression d'entrée et une pression de sortie. Cette variation continue est obtenue par le fait que les forces résultant - de la pression d'entrée et de la pression de sortie sont appli- quées à un levier dont le rapport des bras de levier peut être modifié de façon continue. Cette variation du rapport des bras de levier est provoquée au moyen d'un galet d'excentrique déplacé par un bras de réglage lui-même relié, par l'intermédiaire d'une timonerie de réglage, à la carrosserie d'un véhicule, par exemple d'une remorque, et détectant la contraction de ses ressorts de suspension, de sorte que, du fait que cette contraction des ressorts rétroagit sur -la charge de la remorque, on obtient un réglage automatique de la force de freinage en fonction de la force de pesanteur exercée par la charge. De façon avantageuse, l'application de la pression de sortie au levier est effectuée au moyen de la force de réaction d'un cylindre de frein mobile, de sorte que l'ensemble de la soupape d'adaptation aux charges est compact et peu encombrant. En outre, cet agencement peut permettre un mouvement d'avance ou de recul mécanique du cylindre de frein en même temps que la timonerie de frein, /agi permet des variations de la force de freinage sans que la quantité de fluide hydraulique présente dans le cylindre de frein ait à changer pour cela. Cela peut être exploité de façon particulièrement avantageuse pour compenser les variations du rapport des bras de levier qui se produisent en raison de variations dynamiques de la charge des roues pendant un freinage. RE'JEE IND I CC 'A? I O N ES 1. Soupape d'adaptation aux charges destinée à régler le niveau de sortie agissant sur un cylindre de frein pour une pression d'entrée prédéterminée, dans laquelle la pression de sortie est comparée, grâce à un recyclage de réaction mécanique, à la pression d'entrée, et interrompt ainsi la transmission de cette dernière, dès que ladite pression de sortie atteint un niveau dé- terminé par des grandeurs caractéristiques du couplage mécanique, ces grandeurs caractéristiques étant variables, i0 caractérisée en ce que les grandeurs caractéristiques résultent d'un mécanisme à levier (3) auquel sont appliquées les forces résultant des pressions (pl, p2) et dont le rapport des bras de levier (a/b) est réglable en continu. 2. Soupape selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que le mécanisme à levier (3) comprend un levier à deux bras (10) dont le centre de rotation est constitué par son appui sur un galet d'excentrique (11) dont la position est réglable au moyen d'un bras de réglage (12). 3. Soupape selon la revendication 2, carac- térisée en ce que le bras de réglage (12) est déplacé au moyen d'une timonerie de réglage (13) qui détecte les contractions des ressorts de suspension d'un véhicule sous l'effet de la charge. 4. Soupape selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisée en ce qu'un cylindre de frein (2) mobile suivant son axe dynamique est articulé à l'un des bras de levier, tandis qu'un piston mobile (4) est articulé à son autre bras de levier, lequel piston peut interrompre par son déplacement le raccordement (5) de la pression d'entrée (P1). 5. Soupape selon l'une quelconque des revendi- cations 2 à 4, caractérisée en ce que le galet d'excentrique (11) effectue non seulement son mouvement le long du levier (10) pour modifier le rapport des bras de levier (a/b), mais également un mouvement oblique par rapport à celui- ci qui s'y superpose et provoque un déplacement du cylindre de frein (2) dans la direction de son axe dynamique, ce qui augmente ou réduit, lorsque le frein est appliqué, la force de freinage et, par suite, la pression de sortie (p2), sans modification de la quantité d'un fuide hydrau- lique dans le cylindre de frein. 6. Soupape selon la revendication 4, caracté- risé en ce que le déroulement du mouvement du galet d'ex- centrique (11) déclenché au moyen du bras de réglage (12) est fixé de façon que la variation du rapport des bras de levier (a/b) provoquée par l'intermédiaire du galet d'excentrique par le bras de freinage à la suite de con- tractions dynamiques des ressorts de suspension, lorsque le frein est appliqué, s'accompagne d'un déplacement du cylindre de frein (2) dont l'amplitude provoque la varia- tion de la pression de sortie (p2) correspondant à la variation du rapport des bras de levier.