Brevet FR2646133A1 — publié le 19901026

La présente invention concerne un dispositif de freinage pour véhicules de travaux, en particulier véhicules de mines ou de carrières. Les dangers que peuvent constituer de tels véhicules en cas de défaillance des freins a conduit à multiplier les prescriptions de sécurité à ce sujet. C'est ainsi que les véhicules actuels comportent un dispositif de freinage principal du type à double circuit (un circuit pour l'essieu avant et un circuit pour l'essieu arrière), un dispositif de freinage de secours fonctionnant en cas de défaillance du dispositif de freinage principal, et un dispositif de freinage d'immobilisation à action positive, qui est actionné par un piston soumis aux actions antagonistes d'un ressort d'actionnement et de la pression régnant dans une chambre de neutralisation. Dans un tel dispositif connu, le dispositif de freinage de secours, qui est commun aux deux essieux, agit dès qu'une baisse de pression est détectée dans l'un des circuits individuels du dispositif de freinage principal. La pression régnant dans la chambre de neutralisation du dispositif de freinage d'immobilisation est celle régnant dans le dispositif de freinage de secours, de façon que le véhicule soit immobilisé par l'action du ressort sur le piston en cas de pression anormalement basse dans le circuit de freinage de secours. Ce principe optimise à première vue la sécurité puisqu'il fait intervenir le circuit de secours dès qu'il y a défaillance de l'un ou l'autre des circuits individuels principaux, et fait intervenir le dispositif de freinage d'immobilisation en cas d'anomalie dans le circuit de secours. Il a cependant été trouvé selon l'invention que ce dispositif tendait à agraver les conséquences de certaines avaries. En particulier, ce système fait perdre l'intérêt du dispositif de freinage principal à double circuit, puisqu'il fait intervenir le circuit de freinage de secours dès la détection d'une avarie sur l'un des circuits individuels du dispositif de freinage principal. Et si, comme cela est fréquent, l'avarie est une rupture du circuit de freinage au voisinage de l'une ou l'autre des roues du véhicule, cette avarie affectera également le dispositif de freinage de secours, car cette partie terminale du circuit principal fait également partie du circuit de secours. Par conséquent, le dispositif de freinage d'immobilisation interviendra pour immobiliser le véhicule.Le véhicule peut ainsi se trouver immobilisé en position très gênante ou dangereuse. De plus un dépannage sera nécessaire sur le lieu d'immobilisation. Or, l'immobilisation précitée aurait pu être évitée car le circuit non affecté par l'avarie, agissant sur les deux autres roues du véhicule, assure à l'ensemble-du véhicule un freinage suffisant pour dégager le véhicule de la zône dangereuse en vue de la réparation. De plus, le dispositif de freinage connu est particulièrement complexe, ce qui se traduit par des coûts et des risques de panne supplémentaires. Le but de l'invention est de simplifier et de rationnaliser les dispositifs de freinage pour véhicules de travaux, notamment de mines ou de carrières. L'invention vise ainsi un dispositif de freinage pour véhicules de travaux, en particulier véhicules de mines ou de carrières, comprenant un dispositif de freinage principal du type à double circuit, comprenant deux circuits individuels hydrauliques et une source de pression hydraulique pour chaque circuit individuel, et un dispositif de freinage d'immobilisation actionné par un piston soumis aux actions antagonistes d'un ressort d'actionnement et de la pression régnant dans une chambre de neutralisation. Suivant l'invention, le dispositif est caractérisé par des moyens pour comparer entre elles les deux pressions des deux sources et pour envoyer vers la chambre de neutralisation la plus grande des deux pressions ainsi comparées. En cas d'avarie affectant l'un des circuits individuels du dispositif de freinage principal, la pression envoyée vers la chambre de neutralisation est celle de l'autre circuit individuel, de sorte que le ressort d'actionnement demeure empêché d'actionner le dispositif de freinage d'immobilisation. Le véhicule peut donc dégager une zône dangereuse en disposant du freinage assuré par l'autre circuit individuel, servant de circuit de secours. C'est seulement en cas d'avarie affectant les deux circuits individuels que la pression dans la chambre de neutralisation baisse et permet au ressort d'actionner le dispositif de freinage d'immobilisation qui immobilise le véhicule indépendamment de la volonté de son conducteur. Ainsi, le dispositif de freinage d'immobilisation, n'entre automatiquement en action que lorsque les deux circuits individuels principaux sont en état d'avarie. I1 n'est plus nécessaire de recourir à un dispositif de freinage de secours spécifique. La complexité de l'ensemble du dispositif de freinage est considérablement réduite et le fonctionnement du dispositif en cas d'avarie est rendu plus rationnel. De préférence, le dispositif comprend en outre des moyens à commande manuelle pour faire sélectivement communiquer la chambre de neutralisation avec la plus grande des deux pressions de source, et avec la bâche. Ainsi, lorsqu'une avarie affecte l'un des circuits individuels principaux, le conducteur peut utiliser manuellement le dispositif de freinage d'immobilisation en reliant la chambre de neutralisation avec la bâche si le freinage de secours assuré par l'autre circuit individuel s'avère insuffisant. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortirsnt encore de la description ciaprès. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est un schéma du dispositif de freinage selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma partiel du dispositif de la figure I lorsque, en service, le frein d'immobilisation est neutralisé ; et - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, mais concernant le cas où le frein d'immobilisation est actionné suite à une défaillance des deux circuits individuels du dispositif de freinage principal. Le dispositif de freinage selon l'invention est décrit dans l'exemple d'un véhicule minier comprenant deux roues avant la, équipées chacune d'un frein 2a, et deux roues arrière lb équipées chacune d'un frein 2b. Le véhicule comprend également un frein d'immobilisation 3 qui peut etre un frein à disque agissant sur la transmission du véhicule. Le dispositif de freinage selon l'invention comprend un dispositif de freinage principal qui est du type à double circuit, c'est-à-dire qu'il comprend deux circuits individuels, un circuit individuel 4a pour actionner les freins 2a des roues avant la, et un circuit individuel 4b pour actionner les freins 2b des roues arrière lb. Chaque circuit individuel 4a, 4b comprend une valve modulatrice 6a, 6b qui relie sélectivement un accumulateur de pression hydraulique respectif 7a, 7b avec les freins respectifs 2a, 2b. Les deux valves modulatrices 6a, 6b, actionnées ensemble par la pédale de frein 8 du véhicule comportent chacune un tiroir mobile entre la position représentée à la figure 1, dans laquelle les freins sont reliés à la bâche tandis qu'un conduit 9a, 9b en provenance de l'accumulateur 7a, 7b est fermé, et une position réglable par plus ou moins grand enfoncement de la pédale de frein 8. Dans cette position réglable l'huile en provenance de l'accumulateur 7a, 7b est envoyée vers les freins 2a, 2b avec une perte de charge plus ou moins importante selon l'effet de freinage désiré. De telles valves modulatrices sont connues et il n1 est donc pas nécessaire de les décrire davantage. Chaque accumulateur de pression 7a, 7b est en outre relié par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour lia, 11b à la sortie d'une pompe hydraulique commune 12. Les clapets lia, 11b sont orientés dans le sens permettant le passage de l'huile de la pompe 12 vers les accumulateurs 7a et 7b. Une soupape de décharge 13 relie la sortie de la pompe 12 à la bâche B lorsque la pression à la sortie de la pompe 12 dépasse par exemple 160 bars, et interrompt cette liaison dans le cas contraire. Une électrovanne 14 de conjonction-disjonction est montée en parallèle avec la soupape de décharge 13. Au repos, comme représenté à la figure 1, l'électrovanne 14 relie la sortie de la pompe 12 à la bâche B. A l'état excité, l'électrovanne 14 interrompt cette liaison. Par conséquent,quand la pression est inférieure à 160 bars et que l'électrovanne 14 est excitée, l'huile sortant de la pompe 12 ne trouve aucun trajet ouvert vers la bâche, Chaque circuit indivuel 4a, 4b comprend en outre un manocontact de signalisation 16a, 16b et un manocontact à effet différentiel 17a, 17b, qui sont tous deux sensibles à la pression régnant dans l'accumulateur hydraulique 7a, 7b. Les manocontacts différentiels 17a et 17b sont montés électriquement en parallèle entre une borne de tension positive 18 et la masse 19. Chaque manocontact 17a ou 17b se comporte électriquement comme un contact ouvert lorsque la pression dans l'accumulateur associé 7a ou 7b dépasse un seuil haut égal par exemple à 140 bars, puis reste à l'état ouvert tant que la pression dans l'accumulateur reste supérieure à un seuil bas (par exemple 110 bars), passe à ltétat fermé lorsque la pression dans l'accumulateur tombe en dessous du seuil bas, puis reste à l'état fermé tant que la pression ne dépasse pas le seuil haut de 140 bars. Le montage parallèle des deux manocontacts différentiels 17a et 17b est monté électriquement en série avec la bobine de l'électrovanne 14 entre la borne 18 et la masse 19. Ainsi, quand l'un ou l'autre des deux manocontacts différentiels 17a,17b se comporte comme un contact fermé, l'électrovanne de conjonction-disjonction 14 est excitée, ce qui interrompt la communication entre la sortie de la pompe 12 et la bâche B, et permet par conséquent à la pompe 12 de recharger les accumulateurs 7a et 7b à travers les clapets anti-retour lla et llb. Au contraire, lorsque les deux manocontacts différentiels 17a et 17basse comportent comme des contacts ouverts, l'électrovanne 14 de conjonction-disjonction est au repos et l'huile pompée par la pompe 12 se dirige vers la bâche B à travers l'électrovanne 14. Etant donné que les manocontacts 17a ou 17b sont nécessairement fermés lorsque la pression dans l'accumulateur correspondant 7a ou 7b est inférieure à 110 bars dans l'exemple, ce qui entraîne la recharge de l'accumulateur correspondant par la pompe 12, il y a anomalie si la pression dans l'un ou l'autre des accumulateurs 7a ou 7b devient significativement inférieure au seuil bas fixé à 110 bars dans l'exemple. Les manocontacts 16a et 16b, tarés par exemple à 80 bars, c'est-à-dire à une valeur inférieure au seuil bas des manocontacts différentiels 17a et 17b activent, en.cas de pression anormalement basse dans le circuit individuel correspondant, des dispositifs de signalisation optiques 21a, 21b et accoustiques 22a, 22b. Le conducteur du véhicule est ainsi avisé de toute défaillance dans l'un et/ou l'autre des deux circuits individuels 4a et 4b. Un piston 23 d'actionnement du frein d'immobilisation 3 est soumis aux actions antagonistes d'un ressort 24 qui sollicite le piston 23 dans le sens de l'actionnement du frein d'immobilisation 3,et de la pression dans une chambre de neutralisation 26, laquelle pression sollicite le piston 23 dans le sens de la compression du ressort 24 et du relâchement du frein d'immobilisation 3. La chambre de neutralisation 26 est reliée sélectivement à la bâche B ou à la sortie d'un comparateursélecteur de pression 27 au moyen d'une électrovanne 28. Le bobinage de l'électrovanne 28 est monté entre la borne de tension positive 18 et la masse, en série avec un interrupteur d'arrêt d'urgence 29, normalement fermé, et pouvant être actionné manuellement au moyen d'un bouton poussoir 31 qui est à la portée du conducteur du véhicule Au repos, c'est-à-dire en l'absence de tension à la borne 18 (contact du véhicule coupé) ou lorsque l'interrupteur 29 est ouvert par action du conducteur sur le bouton 31, l'électrovanne 28 fait communiquer la chambre de neutralisation 26 avec la bâche B, ce qui permet au ressort 24 de repousser le piston 23 dans le sens de l'actionnement du frein d'immobilisation 3. Au contraire, lorque l'électrovanne 28 est à l'état excité, la chambre de neutralisation 26 est reliée avec la sortie du comparateur-sélecteur 27. Les entrées 27a et 27b du comparateur-sélecteur de pression 27 sont reliées respectivement aux accumulateurs 7a et 7b. Le comparateur-sélecteur 27 fait communiquer sa sortie 27c avec celle de ses deux entrées 27a et 27b où règne la pression la plus importante. Ainsi, lorsque l'électrovanne 28 est à l'état excité, la chambre de neutralisation 26 est reliée avec celui des deux accumulateurs 7a et 7b où règne la pression la plus importante. Cette liaison se fait par l'intermédiaire d'un réducteur de pression 32 car la pression de service nécessaire dans la chambre de neutralisation 26 pour comprimer le ressort 24 est de l'ordre de 10 bars, c'est-àdire nettement inférieure à la pression régnant à la sortie 27c sauf en cas d'avarie affectant les deux circuits individuels 4a et 4b. En aval des clapets 11a et llb, les circuits hydrauliques 4a et 4b sont hydrauliquement séparés l'un de l'autre, c'est-à-dire qu'ils ne seront jamais en communication l'un avec l'autre. En particulier, le comparateur-sélecteur 27 établit une communication de sa sortie 27c avec l'un ou l'autre des accumulateurs 7a et 7b, mais n'établit jamais de communication entre les deux accumulateurs 7a et 7b.Au contraire, selon l'art antérieur, les terminaisons aval des deux circuits individuels étaient en communication l'un avec l'autre lorsqu'elles étaient alimentées par le circuit de secours, de sorte que si une avarie affectait l'une ou l'autre de ces deux terminaisons, le circuit de secours était inopérant et l'effet de l'avarie était étendu à l'autre circuit individuel. Comme représenté, les clapets Ila, llb, les deux électrovannes 14, 28, le clapet de décharge 13, le comparateur-sélecteur 27 et le réducteur de pression 32 peuvent être intégrés dans un bloc commun 33 sur lequel sont adaptés, par exemple par vissage, les accumulateurs 7a, 7b, les manocontacts 16a, 16b, 17a, 17b. Le nombre de conduits flexibles est donc très réduit. Le circuit selon l'invention, décrit en référence à la figure 1, fonctionne de la façon suivante : Lorsque le véhicule est à l'arrêt, la borne 18 n'est pas alimentée, de sorte que l'électrovanne 28 est au repos (position représentée à la figure 1). La chambre de neutralisation 26 est donc reliée à la bâche B et le ressort d'actionnement 24 agit sur le piston 23, lequel maintient serré le frein d'immobilisation 3. Lorsque la borne 18 est mise sous tension, l'électrovanne 28 se trouve excitée, et passe dans sa position travail représentée aux figures 2 et 3. La pompe 12 est mise en rotation et la pression dans les accumulateurs 7a et 7b étant inférieure au seuil bas de 110 bars dans l'exemple, les manocontacts différentiels 17a et 17b mantiennent l'électrovanne de conjonction-disjonction 14 en position excitée, ce qui interrompt toute communication entre la sortie de la pompe 12 et la bâche B. L'huile refoulée par la pompe 12, qui n'est pas à une pression suffisante pour traverser le clapet de décharge 13, traverse les clapets lla et llb vers les accumulateurs 7a et 7b. La pression augmente dans ceux-ci. La pression transmise à la chambre de neutralisation 26 devient suffisante pour comprimer le ressort 24 et desserrer le frein 3 (figure 2). Lorsque les deux manocontacts différentiels 17a et 17b ont ensemble ou successivement détecté dans leur accumulateur 7a ou 7b une pression dépassant le seuil haut (par exemple 140 bars), l'électrovanne 14 de conjonctiondisjonction est désexcitée et passe à la position représentée à la figure 1, de sorte que l'huile refoulée par la pompe 12 retourne à la bâche B à travers l'électrovanne 14 au lieu de se diriger vers les accumulateurs 7a ou 7b. Chaque action sur la pédage de frein 8 provoque un départ d'huile depuis les accumulateurs 7a et 7b vers les freins 2a et 2b. L'un au moins des accumulateurs 7a et 7b va ainsi tomber à une pression inférieure au seuil bas (110 bars dans l'exemple), provoquant la fermeture du manocontact différentiel 17a ou 17b correspondant, le passage de l'électrovanne 14 à l'état excité et par conséquent le pompage d'huile vers les accumulateurs 7a et 7b jusqutà ce que tous les deux aient à nouveau dépassé la pression du seuil haut. Si dans l'un des circuits individuels 4a et 4b la pression devient inférieure à par exemple 80 bars, ceci est détecté par le manocontact 16a ou 16b correspondant r qui le signale au conducteur au moyen des avertisseurs 21a ou 21b et 22a ou 22b. Le comparateur-sélecteur 27 relie sa sortie 27c avec l'accumulateur 7a ou 7b qui n'est pas affecté par l'avarie. Par conséquent, la pression transmise à la chambre de neutralisation 26 rete suffisante pour vaincre le ressort 24 et maintenir par conséquent le frein d'immobilisation 3 à l'état desserré. Le conducteur, informé de l'avarie, peut dégager le véhicule du chantier. Au cas où la puissance de freinage assurée par seulement deux des quatre freins 2a et 2b s'avérerait insuffisante, il peut presser le bouton 31 pour désexciter l'électrovanne 28, de manière à relier la chambre de neutralisation 26 à la bâche B et permettre au ressort 24 de provoquer le serrage du frein d'immobilisation 3. Si les manocontacts 16a ou 16b détectent dans les deux circuits individuels 4a et 4b une pression anormalement basse, ceci est également signalé au conducteur grâce à l'activation de tous les avertisseurs 21a, 21b, 22a, 22b. De plus, la pression étant anormalement basse aux deux entrées 27a et 27b du comparateur-sélecteur 27, la pression à la sortie du comparateur 27c est également anormalement basse, et par conséquent la pression dans la chambre de neutralisation 26 diminue jusqu'à ce que le ressort 24 parvienne à repousser le piston 23 et à provoquer ainsi le serrage du frein d'immobilisation 3. C'est la situation représentée à la figure 3. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. Par exemple, les manocontacts différentiels 17a et 17b agissant électriquement sur la vanne de conjonctiondisjonction pourraient être remplacés par une vanne de conjonction-disjonction plus complexe comportant des étages de commande hydraulique soumis à la pression régnant dans les accumulateurs 7a et 7b, ou à une pression élaborée en fonction de la pression régnant dans les accumulateurs 7a, 7b. De même, l'électrovanne 28 pourrait être remplacée par une valve hydraulique commandée par exemple par la pression à la sortie de la pompe 12, le bouton d'arrêt d'urgence 31 actionnant alors une valve montée sur le trajet de commande de la valve 28. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage pour véhicules de travaux, en particulier véhicules de mines ou de carrières, comprenant un dispositif de freinage principal du type à double circuit, comprenant deux circuits individuels (4a, 4b) hydrauliques et une source de pression hudraulique (7a, 7b) pour chaque circuit individuel, et un dispositif de freinage d'immobilisation (3) actionné par un piston (23) soumis aux actions antagonistes d'un ressort d'actionnement (24) et de la pression régnant dans une chambre de neutralisation (26) caractérisé par des moyens pour comparer entre elles les deux pressions des deux sources (7a, 7b) et pour envoyer vers la chambre de neutralisation (26) la plus grande des deux pressions ainsi comparées. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (29, 31) à commande manuelle pour faire sélectivement communiquer la chambre de neutralisation (26) avec la plus grande desdites deux pressions et avec la bâche (B). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens à commande manuelle sont des moyens d'interruption (29, 31) d'un circuit de commande d'une vanne (28) reliant sélectivement la chambre de neutralisation (26) avec la plus grande desdites deux pressions et avec la bâche (B). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de commande (18, 29) est agencé pour relier la chambre de neutralisation avec la plus grande desdites deux pressions lorsque le dispositif de freinage est en fonctionnement, et pour relier la chambre de neutralisation (26) avec la bâche (B) lorsque le dispositif de freinage est à l'arrêt. 5. Dispositif de freinage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'en aval de clapets anti-retour (lia, llb) situés entre une pompe (12) et chacune desdites -sources de pression (7a, 7b), les deux circuits individuels (4a, 4b) sont hydrauliquement séparés l'un de l'autre.