Installation de commande de frein La présente invention .a pour objet une installation de commande de frein.
La présente invention a pour but l'obtention d'une installation de commande de frein relativement peu coûteuse, plus ramassée que les installations classi ques et qui présente des caractéristiques de commande améliorées.
Elle est caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un moteur à pression de fluide à double ac tion, une source de fluide sous pression et un dispo sitif de commande pour envoyer le fluide de façon sélective sur les côtés opposés de ce moteur pour appliquer ou supprimer une force de freinage, ce moteur comprenant un ressort -sous tension, et fonc tionnant en réponse à l'introduction d'une même pression provenant de la source et appliquée sur ses côtés opposés pour exercer une force serrant les freins, la force du ressort s'ajoutant à la force du fluide pour exercer la force de freinage, ce ressort pouvant fonctionner de façon à appliquer une force de freinage :lors d'une baisse de pression sur les deux côtés du moteur.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation la fig. 1 est une vue en élévation générale repré sentant un véhicule utilisant une installation de com mande de frein suivant la forme d'exécution ; la fig. 2 est une vue en bout de l'installation re présentée sur la fig. 1 ; la fig. 3 est une vue partielle agrandie, en partie en coupe et en partie en élévation, de l'installation; la fig. 4 est une vue semblable à la fig. 3, mais représentant les éléments dans une position diffé rente ;
la fig. 5 est un schéma d'un circuit pneumatique dans une position suivant laquelle la commande de freins se trouve en position de desserrage des freins ; la fig. 6 représente le circuit dans une position suivant laquelle le dispositif de commande a serré .les freins ; la fig. 7 représente la position du circuit pour ser rer le frein de stationnement; la fig. 8 représente la position de freinage du dis positif de commande lorsqu'il n'y a plus de pression dans le circuit.
Sur la fig. 1 est représenté le châssis 10 d'un véhicule comportant un essieu 12 suspendu au châs sis par .l'intermédiaire d'un empilage de ressorts clas sique 14 et d'une liaison 16 constituée par un boulon en U. Des roues 18 en contact avec .le sol sont mon tées sur l'essieu et des freins 20 sur les roues sont commandés par :des arbres 22 s'étendant :depuis les plaques d'appui des freins et tourillonnés sur des con soles 24 supportées par l'essieu.
Les arbres 22 sont reliés à des leviers de commande 26 actionnés par les moteurs 28 montés sur des consoles 24. Le mo teur 28 comprend un cylindre 30 comportant une base 32 fixée à la console 24 par des boulons 34. Le cylindre comprend une partie 36 formant capot et entre cette partie et la base 32 est serrée d'une façon étanche la périphérie extérieure 38 d'un diaphragme souple en caoutchouc ou en matière analogue, 40, qui forme une partie d'un piston 41 placé à l'inté rieur du cylindre.
La partie 42 intérieure radiale du diaphragme est serrée entre deux tubes centraux 44 et 46 s'étendant au centre du cylindre intérieur de sorte que le diaphragme 40 divise le cylindre en deux chambres étanches à la pression 48 et 50. Un élément 52 en forme de cuvette coopère avec le diaphragme 40 pour compléter le .piston 41. La cuvette 52 présente une joue extérieure radiale 54 qui est fixée d'une façon étanche sur le diaphragme 40 par des boulons 56 et par une bague de serrage 58.
Une barre de poussée 60 est ancrée sur la partie centrale intérieure de la cuvette 52 et s'étend à tra vers un tube de guidage 46 vers l'extérieur du cylin dre 30 où elle est reliée au levier de frein 26 par l'intermédiaire d'une chape 62. Un soufflet 64 du type étanche à la poussière est placé entre la barre 60 et le cylindre 30. Le dessous de .la cuvette 52 est exposé à la pression atmosphérique par l'intermé diaire d'un jeu 66 ménagé entre le tube de guidage 46 et la barre 60, ce jeu étant suffisant pour per mettre les mouvements latéraux de la barre 60 qui peuvent être rendus nécessaires par le :mouvement d'oscillation du levier de frein 26 autour de son pivot.
La surface effective du piston 41 exposé à la pression de la chambre 48 est déterminée par tout le diamètre du cylindre 30, tandis que la surface effective du piston exposée à la pression de la cham bre 50 est déterminée par ce diamètre diminué de la surface de la partie centrale du piston qui est sou mise à la pression atmosphérique à travers le pas sage 66. Les chambres 48 et 50 sont pourvues res pectivement de raccords 68 et 70 sur lesquels sont fixées des canalisations d'air sous pression 72 et 74 qui sont reliées à une source commune d'air sous pression, telle qu'un réservoir de pression 76.
Des robinets 78 et 80 sont placés respectivement sur les canalisations de pression 72 et 74 et servent à introduire et à évacuer l'air sous pression allant aux chambres 48 et 50 ou venant de ces chambres. Les commandes de ces robinets sont représentées schématiquement sur ,les fig. de 5 à 8 sous la forme d'une pédale P et d'un levier à main L, les lignes en pointillé allant aux robinets représentant des trin- gleries ou circuits appropriés qui sont interposés. Trois ressorts à boudin 82, 84 et 86 sont placés dans la chambre 48 et .sont comprimés entre la joue 54 de la cuvette et une paroi d'extrémité du cylindre 30.
Ces ressorts sont représentés schématiquement sur les fig. de 5 à 8 par un seul ressort S.
En service, on peut supposer que le moteur 28 est initialement dans la position de desserrage repré sentée sur les fig. 3 et 5, position suivant laquelle la pression dans la chambre 48 est la .pression atmo sphérique car le robinet 78 se trouve en position d'évacuation et de l'air sous pression a été envoyé dans la chambre 50 depuis le réservoir 76 par l'inter médiaire du robinet 80. Le piston 41 est maintenu vers la gauche (en observant les dessins) contre l'op position des ressorts 82, 84 et 86 comprimés (res sort S) et la .barre de poussée 60 se trouve dans sa position de retrait.
Pour serrer les freins, l'opérateur du véhicule appuie sur la pédale P pour déplacer le robinet 78 et lui faire prendre la position représentée sur la fig. 6 suivant laquelle de l'air sous pression est en voyé dans la chambre 48, ce qui égalise les pressions sur les côtés opposés -du piston 41. Du fait que la surface effective du piston exposée à la pression de la .chambre 48 est supérieure à celle qui est exposée à la pression de la chambre 50, le piston se déplace vers la droite (en observant les dessins) et fait avan cer la tige de poussée 60 qui bascule le levier de frein 26 afin de serrer les freins.
Le ressort S com primé exerce :sur le piston 41 une force motrice qui s'ajoute à celle de l'air sous pression.
Du fait que le ressort S est constitué par trois ressorts 82, 84 et 86, il exerce une force de freinage élevée s'ajoutant à la force de l'air comprimé ; ceci permet de maintenir le diamètre du piston 41 du moteur 28 à une valeur relativement faible. Par exem ple, dans des modèles expérimentaux, un diamètre global de<B>215</B> mm environ s'est montré suffisant. 11 est envisagé que dans des modèles plus poussés ce diamètre soit encore plus petit.
Pour .desserrer les freins, l'opérateur libère la pédale P pour faire revenir le robinet 78 à la position d'évacuation de la fig. 5, -de sorte que la pression dans la chambre 48 est diminuée, après quoi la pres sion régnant dans la chambre 50, quia été main tenue, repousse à nouveau le piston 41 vers la gauche contre l'opposition du ressort S, ce qui fait reculer la barre de poussée 60 et le ,levier de frein 26. 11 con vient de noter que, au cours du cycle comportant le serrage et le desserrage des freins, il n'y a pas d'air qui s'échappe de la chambre 50 à l'atmosphère. Le seul air qui s'échappe à l'atmosphère est celui qui a été introduit dans la chambre 48 pour serrer les freins.
De cette façon, à chaque serrage et à chaque desserrage des freins, il ne s'échappe du système qu'une quantité minimale d'air.
Pour .serrer des freins de stationnement, l'o:pé- rateu.r mana;uvre le levier à main L pour amener le robinet 80 à sa position d'évacuation suivant laquelle l'air sous pression dans la chambre 50 est libéré. Après quoi, le ressort S se détend et repousse le pis ton 41 vers la droite, ce qui fait avancer la barre de poussée 60 et basculer le levier de frein 26 afin de serrer les freins du véhicule. Pour faire revenir .les freins à la position<B>de</B> desserrage, l'opérateur fait revenir le levier L pour manoeuvrer le robinet 80 de sorte que de l'air sous pression est à nouveau introduit dans la chambre 50 depuis le réservoir de pression 76.
Ceci déplace le piston 41 vers la gauche contre l'opposition du ressort S, de .façon à faire reculer la barre de poussée 60 et desserrer les freins. A nouveau, l'air ne s'échappe du système que sur un côté du piston 41.
Si la .pression d'air venait à manquer complète ment dans le système ou à devenir dangereusement basse, les freins seraient serrés automatiquement, comme indiqué sur la fig, 8. Lors d'une baisse intem pestive de la pression dans le système, la pression dans la chambre 50 va s'abaisser d'une quantité telle que le ressort S se détendra automatiquement pour faire avancer le piston 41 et la barre de poussée 60 vers la droite en faisant basculer le levier ide frein 26 et en serrant les freins. Le système est ainsi en posi tion de sécurité en cas de défaillance.
Le circuit pneumatique et les robinets représentés sur les fig. de 5 à 8 ne servent que d'illustration. Le dispositif de commande est destiné à être utilisé dans d'autres types de circuits. Par exemple, au lieu d'éga liser les pressions dans les .chambres 48 et 50 pour serrer les freins, on pourrait utiliser des circuits pneumatiques dans lesquels la pression serait relâchée partiellement ou complètement :dans la .chambre 50 et soit partiellement, soit complètement, appliquée dans la chambre 48. Avec cet agencement, le dia mètre -du piston 41 et le diamètre global -de la com mande peuvent être réduits encore plus qu'avec le circuit particulier représenté.
Lorsqu'un véhicule est man#uvré dans un trafic intense, en particulier dans le trafic d'une ville, les freins sont serrés fréquemment et ceci tend à faire baisser la pression de l'air dans le système ide com mande des freins. Avec la présente installation, comme indiqué plus haut, un minimum de pression est perdu à chaque serrage et desserrage des freins, ce qui réduit les pertes de pression. La force de .rete nue du piston 41 sur le ressort S est suffisante pour permettre une réduction considérable de pression dans l'installation avant que le ressort ne commence automatiquement à .serrer les freins.
En même temps, aussi longtemps qu'il existe une pression suffisante dans l'installation pour retenir le ressort S, la pres sion est également suffisante pour serrer les freins de la manière normale du fait des différences entre les surfaces effectives du piston 41.
Les caractéristiques physiques extérieures et la forme du moteur 28 sont telles qu'il peut être monté sur l'équipement classique d'un véhicule sans qu'il soit nécessaire de modifier soit les consoles de mon t age,soit la tringlerie de commande des freins aux quels le :dispositif de commande est associé.
Brake control installation The subject of the present invention is a brake control installation.
The object of the present invention is to obtain a relatively inexpensive brake control installation, more compact than conventional installations and which has improved control characteristics.
It is characterized in that it comprises at least one dual-action fluid pressure motor, a source of pressurized fluid and a control device for sending the fluid selectively to the opposite sides of this motor to apply. or suppress a braking force, this motor comprising a spring under tension, and operating in response to the introduction of the same pressure coming from the source and applied to its opposite sides to exert a force applying the brakes, the force of the spring adding to the force of the fluid to exert the braking force, this spring being able to operate in such a way as to apply a braking force: during a pressure drop on both sides of the engine.
The drawing shows, by way of example, an embodiment of the installation in FIG. 1 is a general elevational view showing a vehicle using a brake control installation according to the embodiment; fig. 2 is an end view of the installation shown in FIG. 1; fig. 3 is an enlarged partial view, partly in section and partly in elevation, of the installation; fig. 4 is a view similar to FIG. 3, but representing the elements in a different position;
fig. 5 is a diagram of a pneumatic circuit in a position in which the brake control is in the brake release position; fig. 6 shows the circuit in a position in which the control device has applied the brakes; fig. 7 represents the position of the circuit for applying the parking brake; fig. 8 represents the braking position of the control device when there is no more pressure in the circuit.
In fig. 1 is shown the chassis 10 of a vehicle comprising an axle 12 suspended from the frame sis by .l'intermediate a stack of conventional springs 14 and a link 16 formed by a U-bolt. Wheels 18 in contact with the ground are mounted on the axle and brakes 20 on the wheels are controlled by: shafts 22 extending from the brake backing plates and journalled on supports 24 supported by the axle.
The shafts 22 are connected to control levers 26 actuated by the motors 28 mounted on consoles 24. The motor 28 comprises a cylinder 30 comprising a base 32 fixed to the console 24 by bolts 34. The cylinder comprises a part 36. forming a cover and between this part and the base 32 is tightly clamped the outer periphery 38 of a flexible diaphragm of rubber or similar material, 40, which forms part of a piston 41 placed inside of the cylinder.
The radial inner portion 42 of the diaphragm is clamped between two central tubes 44 and 46 extending through the center of the inner cylinder so that the diaphragm 40 divides the cylinder into two pressure-tight chambers 48 and 50. A member 52 in the form of a cup cooperates with diaphragm 40 to complete .piston 41. Cup 52 has a radial outer cheek 54 which is fixed in a sealed manner on diaphragm 40 by bolts 56 and by a clamping ring 58.
A push bar 60 is anchored to the inner central part of the cup 52 and extends through a guide tube 46 to the outside of the cylinder 30 where it is connected to the brake lever 26 by means of 'a yoke 62. A bellows 64 of the dust-tight type is placed between the bar 60 and the cylinder 30. The underside of the cup 52 is exposed to atmospheric pressure through a clearance 66 formed between the guide tube 46 and the bar 60, this play being sufficient to allow the lateral movements of the bar 60 which may be made necessary by the: oscillation movement of the brake lever 26 around its pivot.
The effective area of the piston 41 exposed to the pressure of the chamber 48 is determined by the entire diameter of the cylinder 30, while the effective area of the piston exposed to the pressure of the chamber 50 is determined by this diameter minus the area of the cylinder. the central part of the piston which is subjected to atmospheric pressure through the wise passage 66. The chambers 48 and 50 are respectively provided with fittings 68 and 70 on which are fixed pressurized air pipes 72 and 74 which are connected to a common source of pressurized air, such as a pressure tank 76.
Taps 78 and 80 are placed respectively on the pressure pipes 72 and 74 and serve to introduce and discharge the pressurized air going to the chambers 48 and 50 or coming from these chambers. The controls of these taps are shown schematically in, fig. from 5 to 8 in the form of a pedal P and a hand lever L, the dotted lines going to the valves representing appropriate throttles or circuits which are interposed. Three coil springs 82, 84 and 86 are placed in the chamber 48 and are compressed between the cheek 54 of the bowl and an end wall of the cylinder 30.
These springs are shown schematically in FIGS. from 5 to 8 by a single spring S.
In service, it can be assumed that the motor 28 is initially in the release position shown in FIGS. 3 and 5, position according to which the pressure in the chamber 48 is the atmospheric pressure because the valve 78 is in the discharge position and pressurized air has been sent into the chamber 50 from the reservoir 76 by the 'Intermediate valve 80. The piston 41 is held to the left (observing the drawings) against the op position of the springs 82, 84 and 86 tablets (res out S) and the push bar 60 is in its position. withdrawal position.
To apply the brakes, the operator of the vehicle presses the pedal P to move the valve 78 and make it assume the position shown in FIG. 6 according to which pressurized air is forced into chamber 48 which equalizes the pressures on the opposite sides of piston 41. Because the effective area of the piston exposed to the pressure of chamber 48 is greater. to that which is exposed to the pressure of the chamber 50, the piston moves to the right (observing the drawings) and advances the push rod 60 which switches the brake lever 26 in order to apply the brakes.
The compressed spring S exerts: on the piston 41 a driving force which is added to that of the pressurized air.
Due to the fact that the spring S is formed by three springs 82, 84 and 86, it exerts a high braking force in addition to the force of the compressed air; this makes it possible to maintain the diameter of the piston 41 of the engine 28 at a relatively low value. For example, in experimental models an overall diameter of about <B> 215 </B> mm has been shown to be sufficient. It is envisioned that in more advanced models this diameter will be even smaller.
In order to release the brakes, the operator releases the pedal P to return the valve 78 to the discharge position of FIG. 5, so that the pressure in the chamber 48 is reduced, after which the pressure prevailing in the chamber 50, which has been held by hand, again pushes the piston 41 to the left against the opposition of the spring S, which backs up push bar 60 and brake lever 26. It should be noted that during the cycle involving applying and releasing the brakes, no air escapes from the brake. room 50 to the atmosphere. The only air that escapes to the atmosphere is that which has been introduced into chamber 48 to apply the brakes.
This way, each time the brakes are applied and released, only a minimal amount of air escapes from the system.
To apply the parking brakes, the operator operates the hand lever L to bring the valve 80 to its discharge position whereby the pressurized air in the chamber 50 is released. Thereafter, the spring S relaxes and pushes the udder 41 to the right, which advances the push bar 60 and tilt the brake lever 26 in order to apply the vehicle brakes. To return the brakes to the <B> release </B> position, the operator returns the lever L to operate the valve 80 so that pressurized air is again introduced into the chamber 50 from the pressure tank 76.
This moves the piston 41 to the left against the opposition of the spring S, so as to recoil the push bar 60 and release the brakes. Again, air escapes from the system only on one side of piston 41.
Should the air pressure in the system completely fail or become dangerously low, the brakes would be applied automatically, as shown in fig, 8. If the pressure in the system drops unexpectedly, the brakes will be applied automatically. The pressure in the chamber 50 will drop by such an amount that the spring S will automatically relax to advance the piston 41 and the push bar 60 to the right by tilting the brake lever 26 and applying the brakes. The system is thus in the safety position in the event of a fault.
The pneumatic circuit and the valves shown in fig. 5 to 8 are for illustration only. The controller is intended for use in other types of circuits. For example, instead of equalizing the pressures in chambers 48 and 50 to apply the brakes, one could use pneumatic circuits in which the pressure would be partially or completely released: in chamber 50 and either partially or completely applied in chamber 48. With this arrangement, the diameter of piston 41 and the overall diameter of the drive can be reduced even more than with the particular circuit shown.
When a vehicle is maneuvered in heavy traffic, particularly in city traffic, the brakes are applied frequently and this tends to lower the air pressure in the brake control system. With the present installation, as indicated above, a minimum of pressure is lost with each application and release of the brakes, which reduces pressure losses. The naked .rete force of the piston 41 on the spring S is sufficient to allow a considerable reduction in pressure in the installation before the spring automatically begins to apply the brakes.
At the same time, as long as there is sufficient pressure in the installation to retain the spring S, the pressure is also sufficient to apply the brakes in the normal way due to the differences between the effective surfaces of the piston 41.
The exterior physical characteristics and shape of the engine 28 are such that it can be mounted on conventional vehicle equipment without the need to modify either the mounting consoles or the brake control linkage. with which the: control device is associated.