FR2652619A1 - Hydraulic pressure generator and braking device equipped with such a generator - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention se rapporte à un générateur de pression hydraulique, du type maître-cylindre, notamment pour dispositif de freinage et concerne également un dispositif de freinage muni d'un tel générateur de pression. The invention relates to a hydraulic pressure generator, of the master cylinder type, in particular for a braking device and also relates to a braking device provided with such a pressure generator.
Dans un système de freinage, notamment dans le domaine de la manutention industrielle, tous les éléments et circuits sont conçus pour un maximum de fiabilité et de longévité. In a braking system, particularly in the field of industrial handling, all the elements and circuits are designed for maximum reliability and longevity.
A titre d'exemple, un tel dispositif de freinage dit "à manque d'énergie" a été décrit dans la demande de brevet français n" 2 598 763 déposée le 20 Novembre 1987. Pour ce qui concerne les générateurs de pression du type maîtrecylindre, on sait que le joint d'étanchéité à lèvre lié au piston, peut se détériorer prématurément du fait de son rôle d'obturateur de l'orifice de nourrice relié au réservoir de fluide d'actionnement. Cet inconvénient leur fait parfois préférer d'autres types de générateurs de pression pour les dispositifs de freinage du type indiqué ci-dessus. C'est ainsi que le document cité décrit un générateur de pression constitué par une pompe volumétrique entraînée par un moteur électrique. By way of example, such a so-called "energy-lacking" braking device has been described in French patent application no. 2,598,763 filed on November 20, 1987. As regards pressure generators of the master cylinder type , it is known that the lip seal linked to the piston, can deteriorate prematurely due to its role of obturator of the manifold orifice connected to the actuating fluid reservoir. This drawback sometimes makes them prefer to other types of pressure generators for braking devices of the type indicated above This is how the cited document describes a pressure generator constituted by a positive displacement pump driven by an electric motor.
L'un des buts de l'invention est de proposer un générateur de pression, du type maître-cylindre, de grande fiabilité et longévité, dans lequel cet inconvénient est éliminé par construction. One of the aims of the invention is to propose a pressure generator, of the master cylinder type, of great reliability and longevity, in which this drawback is eliminated by construction.
Un autre but de l'invention est de proposer un tel générateur, de conception simple et susceptible d'etre actionné par différents types de moyens d'actionnement, également simples et peu coûteux. Another object of the invention is to propose such a generator, of simple design and capable of being actuated by different types of actuation means, also simple and inexpensive.
Dans cet esprit l'invention concerne donc un générateur de pression hydraulique du type comprenant un cylindre et un piston adapté à être déplacé dans ce cylindre par des moyens d'actionnement, ce piston formant une paroi mobile d'une chambre à volume variable communiquant d'une part avec un réservoir hydraulique, par un conduit, et d'autre part avec un circuit hydraulique, le déplacement du piston lors d'une course d'actionnement venant interrompre la communication avec ledit réservoir hydraulique, caractérisé en ce que ledit conduit communique avec ladite chambre à volume variable par un orifice débouchant d'une paroi de fond de celle-ci et en ce qu'un moyen d'obturation tel qu'un pointeau, mobile suivant la direction de déplacement dudit piston, est placé en regard dudit orifice de façon à l'obturer lors d'une course d'actionnement dudit piston. In this spirit the invention therefore relates to a hydraulic pressure generator of the type comprising a cylinder and a piston adapted to be moved in this cylinder by actuation means, this piston forming a movable wall of a variable volume chamber communicating d on the one hand with a hydraulic tank, via a conduit, and on the other hand with a hydraulic circuit, the displacement of the piston during an actuating stroke coming to interrupt the communication with said hydraulic tank, characterized in that said conduit communicates with said variable-volume chamber through an orifice opening out from a bottom wall thereof and in that a closure means such as a needle, movable in the direction of movement of said piston, is placed opposite said orifice so as to close it during an actuating stroke of said piston.
De façon simple, ledit pointeau est monté coulissant dans un alésage borgne pratiqué dans ledit piston et il est sollicité vers ledit orifice par un moyen élastique. In a simple manner, said needle is slidably mounted in a blind bore made in said piston and it is biased towards said orifice by elastic means.
L'invention concerne aussi un dispositif de freinage incorporant un tel générateur de pression et plus particulièrement un dispositif de freinage du type comprenant un mécanisme d'actionnement comportant un vérin à fluide comprenant, une première chambre reliée à des moyens générateurs de pression commandés pour le relâchement du frein, et un piston sollicité pour comprimer cette chambre. The invention also relates to a braking device incorporating such a pressure generator and more particularly to a braking device of the type comprising an actuating mechanism comprising a fluid cylinder comprising, a first chamber connected to pressure generating means controlled for the release of the brake, and a piston urged to compress this chamber.
Dans un tel dispositif de freinage, ledit générateur de pression hydraulique selon la définition qui précède constitue ou au moins fait partie des moyens générateurs de pression commandés précités. Le piston peut être sollicité par un ressort mécanique. De préférence, le vérin sera du type à double effet avec sa seconde chambre reliée à un accumulateur de pression à fluide, chargé à une valeur prédéterminée.In such a braking device, said hydraulic pressure generator according to the above definition constitutes or at least forms part of the aforementioned controlled pressure generating means. The piston can be stressed by a mechanical spring. Preferably, the cylinder will be of the double-acting type with its second chamber connected to a fluid pressure accumulator, charged to a predetermined value.
L'invention sera mieux comprise et d'autre avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un générateur de pression conforme à l'invention ; et
- la figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de freinage incorporant un tel générateur de pression hydraulique. The invention will be better understood and other advantages thereof will appear more clearly in the light of the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a schematic sectional view of a pressure generator according to the invention; and
- Figure 2 is a schematic view of a braking device incorporating such a hydraulic pressure generator.
En se reportant plus particulièrement à la figure 1, on a représenté un générateur de pression hydraulique 11 comprenant un cylindre 12, un piston 13 évoluant dans ce cylindre et un réservoir de fluide hydraulique 15 (huile) jouxtant ici la paroi extérieure du cylindre 12. L'une des extrémités axiales du cylindre est fermée par une sorte de manchon 16 abritant une partie des moyens d'actionnement du piston 13, en l'occurrence ici une vis d'actionnement 18 du type vis à billes. L'extrémité extérieure de cette vis à billes 18 est pourvue d'un carré d'entraînement 19 destiné à permettre la manoeuvre par un dispositif d'entraînement rotatif convenable.Le piston 13 forme une paroi de fond, mobile, d'une chambre à volume variable 20 communiquant par un conduit 22 avec le réservoir hydraulique 15 et par un conduit 23 avec un circuit hydraulique d'utilisation, non représenté sur la figure 1, par exemple un circuit hydraulique de freinage. Le conduit 22 est pratiqué dans une paroi de fond 24, fixe, de la chambre 20, constituant également le fond du cylindre. Le conduit 23 est pratiqué dans la paroi latérale du cylindre, près de la paroi de fond 24. Le piston est sollicité vers l'extrémité interne de la vis d'actionnement 18 par la pression qui règne dans la chambre 20 et par un ressort 25 monté dans celle-ci. Referring more particularly to FIG. 1, there is shown a hydraulic pressure generator 11 comprising a cylinder 12, a piston 13 operating in this cylinder and a reservoir of hydraulic fluid 15 (oil) here adjoining the outer wall of the cylinder 12. One of the axial ends of the cylinder is closed by a sort of sleeve 16 housing part of the means for actuating the piston 13, in this case here an actuating screw 18 of the ball screw type. The outer end of this ball screw 18 is provided with a drive square 19 intended to allow maneuvering by a suitable rotary drive device. The piston 13 forms a movable bottom wall of a chamber variable volume 20 communicating through a conduit 22 with the hydraulic reservoir 15 and through a conduit 23 with a hydraulic use circuit, not shown in FIG. 1, for example a hydraulic braking circuit. The conduit 22 is formed in a bottom wall 24, fixed, of the chamber 20, also constituting the bottom of the cylinder. The conduit 23 is formed in the side wall of the cylinder, near the bottom wall 24. The piston is biased towards the internal end of the actuating screw 18 by the pressure prevailing in the chamber 20 and by a spring 25 mounted in it.
L'agencement comporte aussi classiquement, un joint annulaire à lèvre 26 logé dans une gorge annulaire ménagée dans la surface latérale du piston. Ce joint est en contact avec la surface interne du cylindre. I1 est à noter que ce joint à lèvre ne rencontre aucun orifice de nourrice le long de sa course dans le cylindre. Cependant, le déplacement du piston 13 pendant une course d'actionnement vient interrompre la communication avec le réservoir hydraulique 15.Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, le conduit 22 communique avec la chambre à volume variable 20 par un orifice 22a débouchant d'une paroi de fond de celle-ci, en l'occurrence la paroi 24, tandis qu'un moyen d'obturation, tel qu'ici un pointeau 30, monté mobile suivant la direction de déplacement dudit piston, est placé en regard dudit orifice 22a formant siège, de façon à l'obturer lors d'une course d'actionnement dudit piston. Le pointeau 30 fait saillie dans la chambre 20 et est sollicité dans la direction dudit orifice par un moyen élastique. Plus précisément, il est monté coulissant dans un alésage borgne 32 pratiqué dans le piston 13 et le moyen élastique est constitué par un ressort hélicoïdal 34 travaillant en compression entre le fond de l'alésage 32 et l'extrémité correspondante du pointeau.Dans l'exemple décrit, le pointeau 30 et la partie extrême du conduit 22 sont alignés suivant l'axe du cylindre 12. Le pointeau 30 comporte une lumière longitudinale 36 et une butée, telle qu'une goupille 38, solidaire du piston, est engagée dans cette lumière pour définir avec celle-ci une position stable du pointeau pour laquelle ledit pointeau est éloigné de l'orifice 22a lorsque ledit piston est au début de sa course d'actionnement.The arrangement also conventionally comprises an annular lip seal 26 housed in an annular groove formed in the lateral surface of the piston. This seal is in contact with the internal surface of the cylinder. It should be noted that this lip seal does not meet any nurse orifice along its stroke in the cylinder. However, the movement of the piston 13 during an actuating stroke interrupts the communication with the hydraulic reservoir 15. To do this, according to a characteristic of the invention, the conduit 22 communicates with the variable-volume chamber 20 through an orifice 22a emerging from a bottom wall thereof, in this case the wall 24, while a sealing means, such as here a needle 30, mounted movable in the direction of movement of said piston, is placed in look of said orifice 22a forming a seat, so as to close it during an actuating stroke of said piston. The needle 30 projects into the chamber 20 and is biased in the direction of said orifice by elastic means. More specifically, it is slidably mounted in a blind bore 32 formed in the piston 13 and the elastic means is constituted by a helical spring 34 working in compression between the bottom of the bore 32 and the corresponding end of the needle. example described, the needle 30 and the end part of the conduit 22 are aligned along the axis of the cylinder 12. The needle 30 has a longitudinal slot 36 and a stop, such as a pin 38, integral with the piston, is engaged in this light to define therewith a stable position of the needle for which said needle is distant from the orifice 22a when said piston is at the start of its actuation stroke.
La figure 2 montre, à titre d'application, un dispositif de freinage 111 utilisé par exemple dans une installation industrielle en tant que frein de sécurité et incorporant un générateur de pression hydraulique du type décrit ci-dessus. Un tel dispositif de freinage est, par exemple, mis en oeuvre lorsqu'un organe mobile quelconque arrive en fin de course ou lors d'une défaillance d'un réseau d'alimentation électrique. Le frein comporte un disque tournant 112 solidaire de la partie mobile à freiner, placé entre deux mâchoires de freinage comportant ici deux plaquettes de freinage 113 situées de part et d'autre du disque et montées articulées aux extrémités de deux leviers 114, respectivement. Ces leviers sont eux-memes articulés en 115 entre deux points d'une traverse commune 117. Un vérin à double effet 116 est intercalé entre deux autres extrémités libres 118 des leviers. Plus précisément, le corps 116a du vérin 116 est articulé à l'une des extrémités 118 tandis que la tige 120 liée au piston 121 du vérin est articulée à l'autre extrémité 118. Le vérin comporte deux chambres 123, 124 de part et d'autre du piston 121. Des butées à vis 126, réglables, sont respectivement solidaires des leviers 114 et coopèrent avec des butées fixes 127 pour le réglage de la course de freinage, en limitant l'écartement des mâchoires de freinage lorsque celles-ci sont desserrées. Une augmentation de volume de la chambre 123 se traduit par l'ouverture des mâchoires de freinage.Elle est remplie d'un fluide hydraulique, en l'occurrence de l'huile, délivré sous pression par des moyens générateurs de pression commandés 130, incluant notamment un générateur de pression hydraulique lla, du type décrit ci-dessus. Outre ce générateur formant maître-cylindre, lesdits moyens générateurs de pression comportent une pompe 131 entraînée par un moteur 132. L'huile est aspirée par la pompe dans une bâche 133 et transmise à la chambre 123 via à un clapet anti-retour 134. Un mano-contact 135 branché entre le clapet et le vérin, à la sortie du générateur lla est connecté pour piloter le moteur 132 de façon à maintenir la pression dans la chambre 123 entre deux valeurs prédéterminées voisines (minimum et maximum) lorsque les mâchoires de freinage sont desserrées.Une vanne de sécurité 136; sensible à la pression qui règne à la sortie de la pompe est tarée à une pression supérieure et connectée entre la sortie de pompe et la bâche. Une électrovanne 138 a son circuit hydraulique connecté en dérivation entre la sortie du clapet 134 et la bâche 133. Son circuit électrique de pilotage peut être alimenté pour maintenir l'électrovanne fermée. Lorsque cette électrovanne s'ouvre, la pression dans la chambre 123 est ramenée sensiblement à la pression de la bâche et le frein est actionné par la force développée par la pression qui règne dans la chambre 124. Cette dernière est reliée à un accumulateur de pression à fluide 140 chargé à une valeur de pression choisie en fonction de l'effort de freinage désiré.L'accumulateur 140 est de préférence du type hydropneumatique de sorte que la chambre 124 se trouve remplie d'un fluide incompressible. Une valve de mise en charge 142 est connectée à la liaison de fluide entre l'accumulateur 140 et la chambre 124. Avant toute mise en service du frein, on établit une pression désirée dans l'accumulateur 140 et la chambre 124 en injectant du fluide sous pression via la valve 142. Des moyens de signalisation et/ou d'alarme 144 sont pilotés par un mano-contact 145 ou analogue, lui-meme relié à la chambre 124 du vérin. Ainsi, la détection d'une pression insuffisante dans la chambre 124 entraîne l'élaboration d'un signal d'alarme.Le dispositif de freinage qui vient d'etre décrit est conforme, dans son ensemble, à celui qui a été décrit dans la demande de brevet français nO 2 598 763 mentionnée ci-dessus. Cependant, les moyens générateurs de pression commandés 130 sont complétés par le générateur de pression hydraulique 1la. Le conduit 22 de ce générateur est relié à la sortie du clapet anti-retour 22 et son conduit de sortie 23 est relié à la chambre 123 du vérin 116. Le générateur lla diffère principalement de celui qui est décrit en référence à la figure 1 par le fait que la vis à billes est remplacée par une simple tige coulissante 18a formant plongeur. Ce dernier est déplacé par un levier 40 lui-meme couplé à un dispositif électromagnétique 41. FIG. 2 shows, as an application, a braking device 111 used for example in an industrial installation as a safety brake and incorporating a hydraulic pressure generator of the type described above. Such a braking device is, for example, implemented when any movable member arrives at the end of its travel or when a power supply network fails. The brake comprises a rotating disc 112 secured to the movable part to be braked, placed between two brake shoes comprising here two brake pads 113 located on either side of the disc and mounted articulated at the ends of two levers 114, respectively. These levers are themselves articulated at 115 between two points of a common cross member 117. A double-acting cylinder 116 is interposed between two other free ends 118 of the levers. More specifically, the body 116a of the jack 116 is articulated at one of the ends 118 while the rod 120 linked to the piston 121 of the jack is articulated at the other end 118. The jack has two chambers 123, 124 on the one hand and on the other. other of the piston 121. Adjustable screw stops 126 are respectively secured to the levers 114 and cooperate with fixed stops 127 for adjusting the braking stroke, limiting the spacing of the brake shoes when they are loose. An increase in volume of the chamber 123 results in the opening of the brake shoes. It is filled with a hydraulic fluid, in this case oil, delivered under pressure by controlled pressure generating means 130, including in particular a hydraulic pressure generator 11a, of the type described above. In addition to this generator forming a master cylinder, said pressure generating means comprise a pump 131 driven by a motor 132. The oil is sucked up by the pump in a tank 133 and transmitted to the chamber 123 via a non-return valve 134. A pressure switch 135 connected between the valve and the jack, at the output of the generator 11a, is connected to control the motor 132 so as to maintain the pressure in the chamber 123 between two neighboring predetermined values (minimum and maximum) when the jaws of brakes are released. A safety valve 136; sensitive to the pressure prevailing at the pump outlet is calibrated to a higher pressure and connected between the pump outlet and the tank. A solenoid valve 138 has its hydraulic circuit connected in bypass between the outlet of the valve 134 and the cover 133. Its electrical control circuit can be supplied to keep the solenoid valve closed. When this solenoid valve opens, the pressure in the chamber 123 is reduced substantially to the pressure of the cover and the brake is actuated by the force developed by the pressure which prevails in the chamber 124. The latter is connected to a pressure accumulator with fluid 140 charged to a pressure value chosen as a function of the desired braking force. The accumulator 140 is preferably of the hydropneumatic type so that the chamber 124 is filled with an incompressible fluid. A charging valve 142 is connected to the fluid connection between the accumulator 140 and the chamber 124. Before any brake is put into service, a desired pressure is established in the accumulator 140 and the chamber 124 by injecting fluid under pressure via the valve 142. Signaling and / or alarm means 144 are controlled by a pressure switch 145 or the like, itself connected to the chamber 124 of the jack. Thus, the detection of an insufficient pressure in the chamber 124 leads to the development of an alarm signal. The braking device which has just been described conforms, as a whole, to that which has been described in the French patent application No. 2,598,763 mentioned above. However, the controlled pressure generating means 130 are supplemented by the hydraulic pressure generator 11a. The duct 22 of this generator is connected to the outlet of the non-return valve 22 and its outlet duct 23 is connected to the chamber 123 of the jack 116. The generator 11a differs mainly from that which is described with reference to FIG. 1 by the fact that the ball screw is replaced by a simple sliding rod 18a forming a plunger. The latter is moved by a lever 40 itself coupled to an electromagnetic device 41.
Dans l'exemple décrit, le générateur de pression hydraulique lla se substitue en parallèle avec le circuit comprenant la pompe 131 et le moteur 132 lui-meme piloté par le manocontact 135, lorsque le dispositif électromagnétique 41 est commandé. L'adjonction de ce générateur de pression hydraulique lla permet par exemple un desserrage ou un serrage progressif du frein, notamment pour contrôler l'abaissement" d'une charge. Le générateur de pression hydraulique 11a peut également être utilisé seul en remplacement de la centrale hydraulique composée du moteur 132, de la pompe 131 et des organes de commande ou de sécurité correspondants.In the example described, the hydraulic pressure generator 11a is substituted in parallel with the circuit comprising the pump 131 and the motor 132 itself controlled by the pressure switch 135, when the electromagnetic device 41 is controlled. The addition of this hydraulic pressure generator 11a allows, for example, a progressive release or application of the brake, in particular to control the lowering "of a load. The hydraulic pressure generator 11a can also be used alone to replace the central unit. hydraulics composed of the motor 132, the pump 131 and the corresponding control or safety members.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation du générateur de pression hydraulique décrit ou à l'application qui a été envisagée. De nombreuses variantes du générateur de pression sont possibles, notamment en ce qui concerne les moyens d'actionnement. En particulier, le piston 13 peut comporter une masse polaire excitée par un solénoïde enroulé autour du manchon 16. Concernant les applications, il est bien évident que le générateur de pression peut être utilisé pour commander un frein à "émission d'énergie hydraulique" tel que par exemple un frein d'automobile. Of course, the invention is not limited to the embodiment of the hydraulic pressure generator described or to the application which has been envisaged. Many variants of the pressure generator are possible, in particular as regards the actuation means. In particular, the piston 13 can comprise a polar mass excited by a solenoid wound around the sleeve 16. With regard to the applications, it is quite obvious that the pressure generator can be used to control a "hydraulic energy emission" brake such as such as an automobile brake.
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| EP0026306A1 (en) * | 1979-09-20 | 1981-04-08 | Johann Gassner K.G. | Hydraulic trailer brake, especially for agricultural and forestry trailers |
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1989
- 1989-10-04 FR FR8912966A patent/FR2652619B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US20160032991A1 (en) * | 2013-03-15 | 2016-02-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Mobile brake device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2652619B1 (en) | 1994-05-27 |
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