Brevet FR2630696A1 — publié le 19891103

La présente invention est relative å une valve d'échappement rapide, en particulier pour dispositif de freinage air comprimé Les systèmes destines & empecher le blocage des roues d'un véhicule lors du freinage ont en commun des moyens pour réduire la pression sur un cylindre de frein lorsqu'on détecte une tendance de la roue correspondante & BR L'efficacité de tels systèmes dépend évidemment de la vitesse & laquelle la pression effective sur un cylindre de frein sera abaisse en réponse un signal de commande correspondant. Dans un dispositif utilisant l'air comprimé, l'ouverture d'une vanne de décharge en un point du circuit situé distance du cylindre se traduit, au niveau de ce cylindre, par une baisse de pression relativement progressive, en raison.noamment desw pertes de charge dans les conduits du circuit. Pour pallier cet inconvénient, on a mis dans le commerce des vannes échappement rapide dont le principe est le suivant : un bottier comportant un orifice d'entrée qui peut etre relié & une source de pression, et un orifice de sortie qui peut être relié à un cylindre de frein, ainsi qu'un passage d'échappement contient un diaphragme élastique qui peut prendre plusieurs positions Lorsque la pression relative est sensiblement nulle dans les conduits d'entrée et de sortie, l'élasticité du diaphragme le maintient en appui & la fois contre un siège d'admission, disposé à sa périphérie, et contre un siège d'échappement, situé du côté opposé du diaphragme et dans sa région centrale. Les orifices d'entrée et de sortie, ainsi que le passage d'échappement, sont donc isolés les uns des autres. Si la pression dans l'orifice d'entrée est supérieure à la pression dans l'orifice de sortie, le diaphragme se soulève du siège a'admission et permet & l'air comprimé d'atteindre l'orifice de sortie, et par là le cylindre de frein. Si, au contraire, la pression dans l'orifice d'entrée devient inferieure & la pression de sortie, le diaphragme revient en appui sur le siège d'admission, mais se soulève du siège d'échappement, et met l'orifice de sortie en communication avec le passage d'-échappement, ce qui procure un échappement rapide. Ce système présente l'inconvénient que, pour obtenir l'échappement rapide, il faut que la force résultant de la pression de sortie s'exerçant sur une face du diaphragme surmonte la force résultant de la pression d'entrée s'exerçant sur la face opposée du diaphragme, augmentée des forces résultant de l'élasticité propre du diaphragme, et en outre, la pression de sortie ne s'exerce que sur la partie du diaphragme qui n'est pas en face du passage d'échappement, alors que la pression d'entrée s'exerce sur pratiquement toute la surface opposée du diaphragme. Il en résulte que la décharge rapide n'a lieu qu'après que la pression d'entrée a baissé d'une quantité relativement importante au-dessous de la pression de sortie. Une différence de l'ordre de 20% entre les pressions de sortie et d'entrée est souvent nécessaire. Un autre inconvénient de ce dispositif réside dans le fait que la direction de l'orifice de -sortie est périphérique par rapport au diaphragme, lequei doit être d'assez grand diametre pour avoir la souplesse nécessaire, ce qui aboutit à un conduit relativement long entre le siège d'échappement et l'orifice de sortie. Cela augmente d'autant le volume d'air à évacuer lors d'une décharge rapide En outre, la structure du dispositif entratne une structure de géométrie peu favorable et encombrante si on veut fixer la vanne de décharge rapide directement sur un cylindre de frein pour éviter d'augmenter encore le volume d'air à évacuer. a présente invention a pour but de fournir une valve d'échappement rapide qui puisse entrer en action pour une différence de pression entre l'entrée et la sortie plus faible que dans la technique actuelle, et qui permette de réduire au maximum le volume d'air à évacuer lors d'une décharge rapide. Elle a aussi pour but de fournir un dis positif de freinage comprenant un ensemDle formé d'un cylindre de frein et de sa valve d'échappement rapide qui soit d'encombrement particulièrement réduit. L'invention fournit, pour obtenir ces résultats, une valve d'échappement rapide comprenant un bottier pourvu d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie, ainsi que d'un passage d'échappement et un organe mobile å l'intérieur du bottier entre une position de repos où il obture le passage d'échappement et une position active où il permet l'orifice de sortie de communiquer avec le passage d'échappement, l'organe mobile passant de la position de repos à la position active quand la pression de sortie est supérieure à la pression d'entrée, la valve comprenant en outre des moyens pour faire communiquer l'orifice d'entrée et I'orifice"de sortie lorsque la pression d'entrée est supérieure à la pression de sortie et pour interrompre cette communication quand la pression d'entrée devient égale ou inférieure à la pression de sortie, qui présente pour particularité que l'organe mobile est un piston mobile dans un cylindre, soumis essentiellement sur toute une de ses faces à la pression d'entrée et sur toute la face opposée à la pression de sortie, ce piston portant sur le bord de sa face soumise à la pression ae sortie une nervure annulaire qui coopere avec un joint pour obturer le passage de décharge, celu-ci étant disposé à 1 extérieur de ladite nervure annulaire. Dans une installation fixe, et non soumise à des vibraticns ou secousses, le poias du piston peut suffire à la maintenir contre le joint, condition de le disposer de façon convenable. Dans le cas général, et en particulier à bord d'un véhicule, on préfère prévoir que le piston est chargé par un ressort qui maintient la nervure annulaire en appui sur le joint tant que la pression de sortie Un est pas supérieure à la pression d'entrée d'une quantité choisie. Ainsi, la différence entre les pressions d'entrée et ae sortie doit, pour déclencher la décharge rapide, etre seuiement supérieure 5 celle qui est nécessaire pour vaincre les forces de frottement du piston dans son cylindre et éventuellement du ressort. Cela représente une amélioration appréciable sur le dispositif antérieur décrit plus haut. Le fait que le diaphragme est remplace par un piston ou ensemble formé d'un piston et d'un ressort permet de réduire le diametre du piston par rapport à celui qui est nécessaire a un diaphragme pour qu'il ait une bonne flexibilité, et cela permet de réduire le volume mort, source de diminution des performances. Suivant un mode de réalisation préféré, les moyens pour faire communiquer les orifices d'entrée et de sortie et pour interrompre la communication comprenant un orifice traversant le piston, et un opercule capable d'obturer cet orifice et chargé par un ressort qui maintient cet opercule en position d'obturation quand la pression de sortie n'est pas inférieure & la pression d'entrée d'une quantité choisie. Avantageusement, ledit orifice et ledit opercule sont disposés axialement sur le piston. L'invention fournit en outre un dispositif de freinage comprenant une source d'air comprimé, au moins un cylindre de frein relié à cette source par un circuit d'air comprimé, un système de commande pour augmenter et diminuer la pression dans ce circuit, et une valve de décharge rapide placée sur ledit circuit entre ledit cylindre de frein et le système de commande, ce dispositif ayant pour particularité que ia valve de décharge rapide est d'un type conforme à ce qui est précisé ci-dessus, et qu'elle est montée directement sur le cylindre de frein. L'invention va maintenant être exposée de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple pratique illustré avec les dessins, parmi lesquels Figure 1 est un schéma d ensemble du système de freinage d'un véhicule équipé d'une valve d'êchappernert rapide conforme a l'invention, et Figure 2 est une coupe axiale d'une valve d'échap pement rapide contorme & l'invention, La figure 1 montre un système de treinage comprenant une pompe à air comprimé 1 alimentant deux circuits de freinage, l'un pour les roues avant, l'autre pour les roues arrière, chaque circuit de freinage comprenant, partir de la pompe 1, un réservoir d'air comprimé 2, une valve de commande 3, les deux valves 3 pouvant etre commandées par une meme pédale d'actionnement 4, un modulateur de pression de freinage å commande électrique 5, la sortie desquelles chaque circuit se divise en deux branches alimentant respectivement le frein d'une roue gauche et d'une roue droite. Chaque cylindre de frein 6 est relié au reste du circuit par l'intermédiaire d'une valve d'échappement rapide 7. On a représenté en outre, sur l'un des deux circuits, un dispositif 8 déstiné à- corriger le freinage en fonction de la charge, placé entre le valve de commande 3 et le modulateur de. pression de freinage 5. La figure 2 montre une valve de décharge rapide 7, en connexion avec un cylindre de frein 6, partiellement représenté e trait interrompu. La valve 7 comprend un boftier 10, qui comporte à sa partie centrale une cavité cylindrique 11. D'un côté, la cavité cylindrique 11 se raccorde à un embout axial 12 de raccordement avec- l'-alimentation, et qui constitue l'orifice d'entrée. De l'autre côté, la cavité intérieure du bottier s'élargit, et contient un couvercle 13, maintenu en place par un anneau élastique 14 qui pénetre dans une gorge i5 du boftier 10. Le couvercle 13 présente un embout axial 16, qui est représenté vissé directement sur le cylindre de frein 6, et qui constitue l'orifice de sortie. Le couvercle 13 présente sur sa face tournée vers l'intérieur du boiter 10 un joint 17 en forme d'anneau, en matière élastomère. Le couvercle, 13 est traversé en outre par des passages 18, dont un seul est représenté, situés radialement à l'extérieur par rapport au joint 17, et qui font communiquer la cavité intérieure du bottier 10 avec l'atmosphère. Un diaphragme de protection 19, porté par lè couvercle 13, empeche les poussières de pénétrer dans les passages 18, mais sans s'opposer a la sortie de l'air comprimé de ces passages 18 vers l'atmosphère. L'intérieur de la cavité cylindrique 11 du bottier contient un piston 20, pourvu d'un joint annulaire 21 destiné a procurer l'étanchéité entre ce piston et les parois de la cavité 11. La face du piston qui est tournée vers le couvercle comporte une- nervure annulaire 22, située diamétralement & la périphérie du piston, et 'qui peut venir en appui sur le joint d'étanchéité 17. Un ressort hélicoïdal 23, travaillant & la compression, prend appui sur le fond de la cavité cylindrique 11 et le piston 20, de façon à pousser ce piston vers le couvercle, et, par conséquent, a maintenir la nervure 22 sur le joint 17. Le piston 20 présente, à sa partie centrale, un orifice 24, obturé par un opercule 25. Cet opercule est situé sur le côte du piston qui est tourné vers le couvercle 13, et il est associé à un ressort 26 qui le pousse vers la position de fermeture. Ce ressort 26 s'appuie sur une piece de maintien 27, elle-meme fixée sur des pattes 28 solidaires du piston 20. Le fonctionnement est le suivant Quand il n'y a pas de pression au niveau des ori- fices d'entrée 12 et de sortie 16, il s'agit ici, bien entendu, de pression relative par rapport & la pression atmosphérique, le ressort 23 maintient la nervure 22 en appui sur le joint 17, cependant que le ressort 26 main- -tient l'opercule 25 en position de fermeture. Le circuit et le cylindre sont donc l'un et l'autre isolés entre eux et isolés de l'atmosphère. Supposons que, pour une manoeuvre de freinage, on augmente la pression dans le circuit, c'est-à-dire dans l'orifice d'entrée 12, la pression ajoute sa force & celle du ressort 23, et maintient par conséquent la nervure 22 en appui sur le joint 17-, mais elle s'exerce également sur l'opercule 25, et surmonte la force du ressort 26, pour permettre le passage de l'air comprimé vers ' le cylindre 6. Supposons maintenant que la fourniture d'air comprimé soit interrompue,-l'opercule 25 revient sa position de fermeture et la pression, s'exerçant sur la face du piston 20 qui est tournée vers l'orifice de sortie, surmonte la force du ressort 23 et soulève la nervure 22 du joint 17, ce qui déclenche l'ouverture rapide, l'air s'échappant par les passages 18 et soulevant le diaphragme 19. Comme on peut le constater, la différence de pression nécessaire pour actionner la valve lors d'une augmentation de la pression d'entrée est commandée par la force du ressort 26, alors que la différence de pression en sens inverse et nécessaire pour commander une décharge rapide n'est commandée que par la force du ressort 23 et le frottement du joint 21. Il est possible de donner à a force des ressorts une valeur très faible, la limite étant imposée par la masse du piston et de l'opercule au cas ou le dispositif est soumis à des chocs aux vibrations. REVENDICATIONS 1. Valve d'échappeient rapide, comprenant un bot- tier (102 pourvu d'un orifice d'entrée (12) et d'un orifice de sortie (16) ainsi que d'un passage d'échappement (19) et un organe mobile à l'intérieur du bottier entre une position de repos ot il obture le passage d'échappement et une position active ou il permet à l'orifice de sortie de communiquer avec le passage d'échappement, l'organe mobile passant de la position de repos & la position active quand la pression de sortie est supérieure ss la pression d'entrée, la valve comprenant en outre des moyens pour faire communiquer l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie lorsque la pression d'entrée est supérieure la pression de sortie et pour interrompre cette communication quand la pression d'entrée devient égale ou inférieure à la pression de sortie, caractérisée en ce que l'organe mobile est un piston (20) mobile dans un cylindre (11), soumis essentiellement sur toute une de ses faces à la pression d'entrée et sur toute la face opposée à la pression de sortie, ce piston portant sur le bord de sa face soumise à la pression de sortie une nervure annulaire (22) qui. coopere avec un joint (17) pour obturer le passage de décharge (18), celui-ci étant dispose à ltextérieur de ladite nervure annulaire. 2. Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston est chargé par un ressort (23) qui maintient la nervure annulaire en appui sur le joint tant que la pression de sortie n'est pas supérieure à la pression d'entrée d'une quantité choisie. 3. Valve selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens pour faire communiquer les orifices d'entrée et de sortie et pour interrompre la communication comprennent un orifice (24) traversant le piston, et un opercule (25) capable d'obturer cet orifice et chargé par un ressort (26) qui maintient cet opercule en position d'obturation quand la pression de sortie n'est pas inférieure à la pression d'entrée d'une quantité choisie. 4. Valve selon. la revendication 3, caractérisée en ce que ledit orifice (24) et ledit opercule (25) sont disposés axialement sur le piston. 5. Dispositif de freinage comprenant une source d'air comprimé (1, 2), au moins un cylindre de frein (6) relié cette source par un circuit d'air comprimé, un systeme de commande (3, 5) pour augmenter et diminuer la pression dans ce circuit, et une valve de décharge rapide (7) placée sur ledit circuit entre ledit cylindre de frein et le système de commande, caractérisé en ce que la valve de décharge rapide (7) est conforme à l'une des revendications 1 & 4, et en ce qu'elle est montée directement sur le cylindre de frein (6).