Brevet FR2602733A1 — publié le 19880219

Système de commande de la décélération au freinage par frottement d'un véhicule de transport. La présente invention se rapporte à un système de freinage par 5 frottement destiné à un véhicule de transport sur pneus en caoutchouc. Les véhicules modernes de transport, tels que ceux que l'on utilise aux Etats-Unis dans le système Bart de San Francisco et dans les aéroports d'Orlando et d'Atlanta, recourent à une combinaison de freinage dynamique ou par récupération et de freinage par frottement pour commander 10 l'arrêt des véhicules. Ces systèmes modernes sont décrits dans des articles tels que "Transport des personnes dans l'aéroport d'Atlanta" de Thomas C. Selis à Denver, Colorado, 22 mars 1978, et également dans un article intitulé "Applications récentes de la technique des microprocesseurs aux systèmes de transport des personnes", de Michael P. 15 McDonald à Chicago, Illinois, 28 mars 1979. Le brevet américain n 3 398 992 décrit un système de commande de freins hydrauliques, monté sur une remorque attelée à un tracteur. Ce brevet préconise l'utilisation de la variation de pression du fluide dans l'installation hydraulique pour modifier le degré de freinage. Le 20 brevet américain n 4 384 330 décrit un système de commande de freinage pour véhicules automobiles, destiné à commander le relâchement de l'application de la pression de freinage afin d'empêcher le dérapage du véhicule. Un autre système de commande de ralentissement est décrit dans le brevet américain n0 3 751 116 se rapportant à un régulateur de 25 freinage pour chemin de fer, qui module à la demande le signal de commande du freinage en ligne du train afin de maintenir un équilibre entre une force de comande indiquant un degré désiré de ralentissement et une force de réaction développée par une colonne remplie de liquide, soumise au degré réel de ralentissement. Un autre appareil de commande 30 de freinage est décrit dans le brevet américain n 4 410 154, cédé au présent cessionnaire et qui est joint à la présente demande à titre de référence. Le brevet ci-dessus décrit un appareil de commande d'un véhicule de transport, qui détermine une vitesse de freinage de sécurité d'un véhicule en rapport avec une relation de réglage de la vitesse 35 comprenant la décélération propre au réseau routier, la décélération du véhicule par rapport à l'espace d'inertie et la décélération du véhicule par rapport à la chaussée. Ce brevet préconise l'utilisation d'une technique qui fait appel aux microprocesseurs pour commander le freinage. Sur un véhicule caractéristique de transport ou transporteur de personnes", le système de freinage comprend des freins à tambours de frottement, du même type que ceux que l'on utilise sur les remorques attelées à des tracteurs et qui sont bien connus de l'homme de l'art. Les freins à frottement sont commandés par des dispositifs d'actionne10 ment qui sont, de manière caractéristique, des éléments d'une seule pièce et de conception sûre de sorte que, si ces dispositifs d'actionnement subissent une perte de pression d'air, un ressort provoque l'engagement des freins. On se reportera à la figure 6A, qui représente une courbe caractéristique de ralentissement obtenue lors de l'applica15 tion du système de frein de secours actionné par ressort. Comme le montre le graphique 6A, il apparait au départ, de manière caractéristique, un maximum ou un degré élevé de décélération qui peut provoquer une secousse inconfortable pour les passagers transportés dans le véhicule. Ce maximum résulte du fait que les freins de service, qui sont à com20 mande pneumatique, sont complètement engagés pour un arrêt d'urgence et ont un temps de réponse plus court que le système actionné par ressort. Un accéléromètre qui est, de manière caractéristique, monté dans le circuit des freins de service, est trop lent pour retarder l'application des freins de service, même si une décélération suffisante est 25 fournie par le système actionné par ressort. Un système caractéristique suivant l'art antérieur, produisant cette réponse, est représenté à la figure 4. La présente invention est prévue en combinaison avec un système de freinage par frottement destiné à- un véhicule de transport. Un 30 véhicule caractéristique de transport comprend une carrosserie automobile et des essieux montés sur la carrosserie automobile. Des roues sont supportées par les essieux. Le système prévu de freinage comprend des freins à tambours de frottement montés sur les essieux. Des dispositifs sont prévus pour actionner les freins à frottement et ralentir 35 la rotation des roues. Des commandes sont prévues pour commander les dispositifs d 'actionnement des freins à frottement. Les dispositifs d'actionnement des freins à frottement comprennent, de manière caractéristique, un élément formant tige pour la liaison avec les freins à frottement, et une chambre extérieure enfer5 mant une partie contenant le frein de service à commande pneumatique et une partie contenant le frein de secours et de stationnement actionné par ressort. La partie contenant le frein de service à commande pneumatique renferme un moyen formant frein de service pour déplacer l'élément formant tige. La partie contenant le frein de secours et de 10 stationnement actionné par ressort renferme un moyen formant frein de secours et de stationnement pour déplacer l'élément formant tige. Le moyen formant frein de secours et de stationnement, destiné à déplacer l'élément formant tige, comprend un ressort. La partie contenant le frein de secours et de stationnement actionné par ressort, 15 comprend une première membrane fixée à la chambre extérieure. L'intérieur de la chambre extérieure, au voisinage de la partie contenant le frein de secours et de stationnement, et cette première membrane constituent une première chambre à air. Lorsque la pression de l'air est appliquée à cette première chambre, la première membrane place le 20 ressort dans sa position de compression. Le moyen formant frein de service, destiné à déplacer l'élément formant tige, comprend une deuxième membrane fixée à la chambre extérieure. L'intérieur de la chambre extérieure, au voisinage de la partie contenant le frein de service, et cette deuxième membrane cons25 tituent une deuxième chambre à air. Lorsque la pression de l'air est appliquée à cette deuxième chambre, la deuxième membrane amène l'élément formant tige à actionner les freins à frottement. La commande du dispositif d'actionnement des freins à frottement comprend une première soupape électro-mécanique à air, reliée à la 30 première chambre à air de manière à permettre une communication de fluide avec cette dernière. Une source d'air est prévue pour alimenter en air la première soupape à air. Une deuxième soupape électro-mécanique à air est reliée à la deuxième chambre à air de manière à permettre une communication de fluide avec cette dernière et avec la source 35 d'air. Une source de courant électrique est prévue pour alimenter la première et la deuxième soupapes à air. Un interrupteur de commande du frein de secours est branché dans le circuit entre la source de courant électrique et la première soupape à air. Un interrupteur de commande du frein de service est 5 branché dans le circuit entre la source de courant électrique et la deuxième soupape à air. Un interrupteur d'accéléromètre est branché en circuit avec une source de courant électrique et la deuxième soupape électro-mécanique à air. Le système perfectionné suivant la présente invention réside 10 dans le fait que l'interrupteur d'accéléromètre est initialement branché en circuit avec la source de courant électrique par l'intermédiaire de l'interrupteur de commande du frein de secours. Un moyen formant commutateur à action différée est inclus et est connecté en circuit avec l'accéléromètre pour commuter ce dernier du branchement en circuit 15 avec la source de courant électrique par I'intermédiaire de l'interrupteur de commande du frein de secours, au branchement en circuit avec la source de courant électrique après un retard prédéterminé, et en évitant l'interrupteur de commande du frein de secours. L'interrupteur de commande du frein de service empêche l'application initiale du moyen 20 formant frein de service, pour déplacer l'élément formant tige, jusqu' à ce que le moyen formant ressort ait déplacé l'élément formant tige, empêchant ainsi des secousses indésirables du véhicule pendant un freinage d'urgence. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la 25 description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels: - - la figure 1 est une vue en bout d'un véhicule caractéristique de transport; - la figure 2 est une vue en coupe verticale d'un dispositif 30 d'actionnement de freins à frottement, représentant la partie contenant le frein de service à commande pneumatique en position d'actionnement tandis que la partie contenant le frein de secours et de stationnement à commande par ressort se trouve dans une position de non-fonctionnement du ressort; - la figure 3 est une vue en coupe verticale du dispositif d'actionnement de freins à frottement, représentant le ressort en position d'actionnement du frein de stationnement ou de secours, la partie contenant le frein de service n'étant pas actionnée par l'air; - la figure 4 est une vue schématique du système de freinage par frottement suivant l'art antérieur; - la figure 5 est une vue schématique du système de freinage par frottement suivant la présente invention; - la figure 6A est un graphique représentant la caractéristi10 que de décélération obtenue avec le système de freinage par frottement suivant l'art antérieur, lorsque les freins de secours sont appliques; - la figure 6B est un graphique représentant la caractéristique de décélération obtenue avec le système suivant l'art antérieur, lorsque se produit la rupture d'un ressort dans les freins de secours 15 du système; - la figure 6C est un graphique représentant la caractéristique de décélération obtenue avec le système suivant la présente invention, lorsque les freins de secours sont- appliques en fonctionnement normal; et - la figure 6D est un graphique représentant la caractéristique de décélération obtenue avec le système de freinage par frottement suivant la présente invention, en cas de rupture d'un ressort. On se reportera à la figure 4 qui représente un système 10 de freinage par frottement suivant l'art antérieur, prévu pour un véhicule 25 12 de transport tel que le représente la figure 1. Le véhicule 12 de transport comprend une carrosserie automobile 14 et des essieux 16 montés sur la carrosserie automobile. Des roues 18, qui peuvent être chaussées de pneus en caoutchouc, sont supportées par l'essieu 16. Le système 10 de freinage, tel que le représente la figure 4, comprend des 30 moyens 20 formant freins à tambour de frottement, montés sur l'essieu 16 qui est classique et n'est pas représenté. Des moyens 22 d'actionnement des freins à frottement sont prévus pour actionner les freins 20 à frottement afin de ralentir la rotation des roues 18. Un moyen 24 de commande des dispositifs d'actionnement des 35 freins à frottement, est prévu pour commander les dispositifs 22 d'ac- tionnement des freins à frottement. On se reportera aux figures 2 et 3. Le dispositif de commande des freins à frottement peut être tel que le modèle n 9-16 fabriqué par Anchor Lok, Inc. de Culver City, Californie. Ce dispositif 22 de 5 commande des freins à frottement comprend un élément formant tige 26a, 26b pour la liaison avec les freins 20 à tambour de frottement, représentés schématiquement aux figure 2 et 3; Le dispositif de commande des freins à frottement comprend également un moyen 28 formant chambre extérieure, enfermant une partie 30 contenant le frein de service à com-10 mande pneumatique et enfermant également une partie 32 contenant le frein de secours et de stationnement actionné par ressort. La partie 30 contenant le frein de service à commande pneumatique renferme un moyen 34 formant le frein de service pour déplacer l'élément 26 formant tige. Cet élément 26 formant tige comprend, de manière caractéristique, une 15 paire de tiges de commande 27a, 27b. La partie 32 contenant le frein de secours et de stationnement actionné par ressort renferme un moyen 36 formant frein de secours et de stationnement pour déplacer l'élément 26 formant tige et comprenant un ressort 38. La partie 32 contenant le frein de secours et de stationnement actionné par ressort comprend une 20 première membrane 40 fixée à la chambre extérieure 28. La surface intérieure 42 du moyen formant chambre extérieure 28, au voisinage de la partie 32 contenant le frein de secours et de stationnement, et la première membrane 40 constituent une premiere chambre à air 44. Lorsque la pression de l'air est appliquée à cette première chambre à air 44, la 25 première membrane 40 place le ressort 38 dans sa position de compression. Le moyen 34 formant le frein de service, destiné à déplacer l'élément 26 formant tige, comprend une deuxième membrane 46 fixée à la chambre extérieure 28. La surface intérieure 48 de la chambre extérieu30 re 28, au voisinage de la partie 30 contenant le frein de service, et la deuxième membrane 46 constituent une deuxième chambre à air 50. Lorsque la pression de l'air est appliquée à cette deuxième chambre à air 50, la deuxième membrane 46 amène l'élément 26 formant tige, c'està-dire la tige de commande 27a, à actionner les freins 20 à frottement. 35 De manière caractéristique, le moyen formant le frein de service, des- tiné à déplacer l'élément 26 formant tige, est utilisé pour les freins de service lorsque la variation de pression de l'air dans la première chambre règle l'intensité de l'effort de freinage exercé par les freins à frottement. On se reportera à la figure 4. Le moyen 24 de commande des dispositifs d'actionnement des freins à frottement comprend un premier moyen 52 formant soupape électro-mécanique à air, relié à la première chambre à air 44 de manière à permettre une communication de fluide avec cette dernière. Une source 54 d'air est prévue pour alimenter en 10 air cette première soupape à air 52. Un deuxième moyen 56 formant soupape électro- mécanique à air est relié à la deuxième chambre à air 50 de manière à permettre une communication de fluide avec cette dernière et avec la source 54 d'air. Une source 58 de courant électrique est prévue pour alimenter la première soupape à air 52 et la deuxième sou15 pape à air 56. Un moyen 60 formant interrupteur de commande du frein de secours est branché dans le circuit entre la source 58 de courant électrique et la première soupape à air 52. Un moyen 62 formant interrupteur de commande du frein de service est branché dans le circuit entre la source 58 de courant électrique et la deuxième soupape à air 56. Le 20 moyen 60 formant interrupteur de commande du frein de secours comprend, de manière caractéristique, une commande 59 du frein de secours et un relais 61 à contacts du frein de secours. Le moyen 62 formant interrupteur de commande du frein de service comprend, de manière caractéristique, une commande 63 du frein de service et un relais 65 à contacts du 25 frein de service. La commande 63 du frein de service et la commande 59 du frein de secours peuvent être des commandes qui font appel aux microprocesseurs, comme le décrit le brevet américain n 4 410 154 mentionné ci-dessus. Il est souhaitable qu'un moyen 64 formant interrupteur d'accélgromètre, tel que le modèle n0 7-600 fabriqué par Ed Cliff 30 Instruments, filiale de Systron-Donner Corporation de Monrovia, Californie, soit branché en circuit avec la source 58 de courant électrique et la deuxième soupape électro-magnétique à air 56. Le système de freinage par frottement décrit jusqu'à présent est classique dans son ensemble. Le système perfectionné suivant la présente invention comporte le branchement initial de l'interrupteur 64 d'accéléromètre en circuit avec la source 58 de courant électrique par l'intermédiaire de l'interrupteur 60 de commande du frein de secours, comme le représente la figure 5. On peut utiliser un moyen 66 formant commutateur à action dif5 férée, tel que le modèle CDC38-30025 fabriqué par Potter Bromfield. Le commutateur Potter Bromfield est un relais à retardement. Le commutateur 66 à action différée a pour r8le de commuter le moyen formant interrupteur de l'accéléromètre du branchement en circuit avec la source 58 de courant 'électrique par l'intermédiaire du moyen 60 formant inter10 rupter de commande du frein de secours, au branchement en circuit avec la source 58 de courant électrique après un retard prédéterminé et en évitant ce moyen 60 formant interrupteur de commande du frein de secours. De ce fait, lorsque l'interrupteur 60 de commande du frein de secours est activé, le moyen 62 formant interrupteur de commande du 15 frein de service ne peut être activé qu'après un temps de retard prédéterminé, empêchant ainsi des secousses indésirables du véhicule 12 de transport pendant un freinage d'urgence. En se reportant aux graphiques représentés aux figures 6A à 6D, on peut voir que, lorsqu'on utilise la présente invention, le maxi20 mum 67 qui peut résulter de l'application initiale du frein de service à commande pneumatique suivant l'art antérieur, est éliminé par le retard du commutateur 66 à action différée, retard qui peut être d'une seconde par exemple, ce qui permet au frein de secours actionné par ressort d'agir. Si le frein actionné par ressort est insuffisant, l'in25 terrupteur 64 de l'accélêromètre permettra à la partie 32 du frein de service à commande pneumatique d'agir après le temps de retard. Les graphiques 6B et 6D montrent que, en cas de rupture du ressort 38, l'interrupteur de l'accéléromètre réussira à se fermer et ensuite à s'ouvrir pendant que le freinage est appliqué par le système pneumati30 que avec un retard acceptable d'une seconde, comme le représente la figure 6D, provoqué par le commutateur 66 à action différée de la présente invention. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible 35 de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. R E V E N D I C A T I 0 N 1. Système (10) de freinage par frottement destiné à un véhicule (12) de transport comportant une carrosserie automobile (14), des moyens (16) formant essieux montés sur cette carrosserie, et des moyens 5 (18) formant roues supportées par les moyens formant essieux, ce système de freinage par frottement comprenant des moyens (20) formant freins à frottement montés sur les moyens (16) formant essieux, des moyens (22) d'actionnement des freins à frottement pour actionner ces freins à frottement afin de ralentir la rotation des moyens (18) formant roues, 10 un moyen (24) de commande des moyens (22) d'actionnement des freins à frottement pour commander ces moyens d'actionnement des freins à frottement, ces moyens d'actionnement des freins à frottement comprenant un moyen (26) formant tige pour la liaison avec les moyens (20) formant freins à frottement, un moyen (28) formant chambre 15 extérieure enfermant une partie (30) contenant le frein de service à commande pneumatique et enfermant une partie (32) contenant le frein de secours et de stationnement actionné par ressort, la partie contenant le frein de service à commande pneumatique enfermant un moyen (34) formant frein de service pour déplacer le moyen (26) formant tige, la 20 partie contenant le frein de secours et de stationnement actionné par ressort comprenant un moyen (36) formant frein de secours et de stationnement pour déplacer le moyen (26) formant tige, ce moyen formant frein de secours et de stationnement pour déplacer le moyen formant tige comprenant un ressort (38), la partie contenant le frein 25 de secours et de stationnement actionné par ressort comprenant un moyen (40) formant une première membrane fixée à la chambre extérieure (28), la surface intérieure (42) du moyen (28) formant chambre extérieure au voisinage de la partie (32) contenant le frein de secours et de stationnement et la première membrane (40) constituant une première 30 chambre à air (44), la première membrane (40) plaçant le ressort (38) dans sa position de compression lorsque la pression de l'air est appliquée à la première chambre à air (44), le premier moyen (34) prévu pour déplacer l'élément (26) formant tige comprenant un moyen (46) formant une deuxième membrane fixée à la surface intérieure du moyen (28) 35 formant chambre extérieure, la surface intérieure (48) de ce moyen for- mant chambre extérieure au voisinage de la partie (30) contenant le frein de service et le moyen (46) formant une deuxième membrane constituant une deuxième chambre à air (50), le moyen (46) formant une deuxième membrane amenant le moyen (26) formant tige à actionner les 5 moyens (20) formant freins lorsque la pression de l'air est appliquée à cette deuxième chambre à air (50), le moyen (24) de commande des moyens d'actionnement des freins à frottement comprenant un moyen (52) formant une première soupape électro-mécanique à air reliée à la première chambre à air (44) de manière à permettre une communication de fluide avec 10 cette dernière, une source (54) d'air pour alimenter en air le moyen (52) formant une première soupape à air, un moyen (56) formant une deuxième soupape électro-mécanique à air reliée à la deuxième chambre à air (50) de manière à permettre une communication de fluide avec cette dernière et avec la source (54) d'air, une source (58) de courant élec15 trique pour alimenter le moyen (52) formant la première soupape à air et le moyen (56) formant la deuxième soupape à air, un moyen (60) formant interrupteur de commande du frein de secours branché dans le circuit entre la source (58) de courant et le moyen (52) formant la première soupape à air, un moyen (62) formant interrupteur de commande du 20 frein de service branché dans le circuit entre la source (58) de courant électrique et le moyen (56) formant la deuxième soupape à air, un moyen (64) formant interrupteur d'accéléromètre branché en circuit avec la source (58) de courant et.le moyen (56) formant la deuxième soupape électro-mécanique à air, ce système (10) de freinage par frottement 25 étant caractérisé en ce que: le moyen (64) formant interrupteur d'accéléromètre est branché en circuit avec la source (58) de courant électrique par l'intermédiaire du moyen (60) formant interrupteur de commande du frein de secours, un moyen (66) formant commutateur à action différée est branché 30 en circuit avec le moyen (64) formant interrupteur d'accéléromètre afin de commuter ce dernier moyen du branchement en circuit avec la source (58) de courant électrique par l'intermédiaire du moyen (60) formant interrupteur de commande du frein de secours, au branchement en circuit avec la source (58) de courant électrique après un retard prédéterminé 35 et en évitant ce moyen (60) formant interrupteur de commande du frein de secours, de sorte que lorsque ce moyen (60) formant interrupteur de commande du frein de secours prévu pour déplacer le moyen (26) formant tige est active, le moyen (62) formant interrupteur de commande du frein de service prévu pour déplacer le moyen (26) formant tige ne peut 5 être activé qu'après un temps de retard prédéterminé, empêchant des secousses indésirables du véhicule (12) de transport pendant un freinage d'urgence.