WO2021245509A1 - Vanne hydropneumatique comportant un module de précédence - Google Patents

Vanne hydropneumatique comportant un module de précédence Download PDF

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WO2021245509A1
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hydraulic
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Olivier Gasser
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Beka, Saint-Aubin S.A.
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    • B60T2230/06—Tractor-trailer swaying

Definitions

  • Hydropneumatic valve comprising a precedence module
  • the present invention relates to a hydropneumatic valve for connecting a tractor vehicle whose braking system is of the hydraulic type to a trailer whose braking system is of the pneumatic type.
  • the valve described here has an integrated predominance device.
  • the valve may further include a parking brake device.
  • Agricultural vehicles such as tractors, are generally equipped with a hydraulic braking system.
  • the rolling elements capable of being coupled to agricultural vehicles can be braked via a pneumatic system.
  • Hydropneumatic valves exist to transmit the braking commands from the lead vehicle to the coupled vehicles.
  • the hydropneumatic coupling may however exhibit a lack of responsiveness in the braking operation.
  • the correct braking rate is not obtained immediately, which can make braking lacking in safety or efficiency.
  • An object of the present invention is to provide an alternative hydropneumatic valve, allowing effective early braking. Another object is to provide an alternative hydropneumatic valve, allowing efficient early braking without adding an additional pneumatic braking circuit.
  • the present invention further aims to produce a hydropneumatic valve allowing early braking easily adaptable to the conditions of use of the vehicle or to the type of vehicle.
  • One objective is to provide an efficient braking method for a train of vehicles comprising a tractor vehicle equipped with a hydraulic braking system and one or more towed vehicles fitted with a pneumatic braking system.
  • Another objective is to provide a vehicle equipped with a hydropneumatic valve allowing efficient and easily adjustable early braking, whether this vehicle is factory-fitted or adapted after its design.
  • Figure 1 Schematic view of a train of vehicles comprising a hydropneumatic valve.
  • Figure 2 Sectional view of a hydropneumatic valve according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3a Graphic representation of the braking curves with a precedence of 0.8 bars (Fp), and without precedence (Fh), for braking at 42 bars.
  • Figures 3b Graphic representation of the braking curves with a precedence of 0.4 bars (Fp1) 0.8 bars (Fp2), and without precedence (Fh), for braking at 55 bars.
  • Figure 4 Sectional view of a hydropneumatic valve according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 5a Sectional view of the hydropneumatic valve according to one embodiment in the rest position.
  • Figure 5b Sectional view of the hydropneumatic valve according to one embodiment in the precedence position.
  • Figure 5c Sectional view of the hydropneumatic valve according to one embodiment in the parking brake position.
  • the invention applies to a train of vehicle V, as shown diagrammatically in FIG. 1, comprising a first vehicle V1 and at least one second vehicle V2, towed by the first vehicle V1.
  • the first vehicle V1 has a hydraulic brake system FV1 which can be activated by an activation means PV1 such as a brake pedal.
  • the second V2 vehicle has an FV2 autonomous pneumatic braking system.
  • the second vehicle can in particular be a trailer, comprising a compressed air tank as well as all the fluid connections necessary for its pneumatic braking.
  • the pneumatic braking system of the second vehicle V2 is connected to the hydraulic braking system of the first vehicle V1 by means of a hydropneumatic valve 1.
  • the hydropneumatic valve 1 is arranged on the lead vehicle V1.
  • the brake control FV1 of the first vehicle V1 is connected to at least one hydraulic line L1 making it possible to activate the hydropneumatic valve 1.
  • the brake control FV1 of the first vehicle V1 can also be connected directly to the hydropneumatic valve 1 by an electric control line L2.
  • the brake control FV1 of the first vehicle V1 can be connected to a relay device, itself directly connected to the hydropneumatic valve 1 by an electric control line L2.
  • the hydropneumatic valve 1 makes it possible to actuate the pneumatic braking of the towed vehicle (s) by means of at least one pneumatic control line L3.
  • the hydropneumatic valve 1 described here, shown schematically in Figure 2 therein comprises a valve body 11 including a hydraulic module 2 and a pneumatic module 3 contiguous.
  • the hydraulic module 2 typically comprises at least a first hydraulic piston 21a actuated by the hydraulic fluid supplied by a first supply line 22a.
  • the hydraulic module 2 can further include a second hydraulic piston 21b, in line with the first hydraulic piston 21a, and actuated by the hydraulic fluid conveyed by a second pipe 22b.
  • the first 21a and second 21b hydraulic pistons move along their longitudinal axis. They are activated by the brake control PV1 of the towing vehicle V1 and the resulting hydraulic pressure. They in turn actuate the pneumatic elements of the pneumatic module 3, capable of triggering the braking of the second vehicle V2.
  • the elements of the pneumatic module 3 can in particular comprise a first pneumatic piston 31a arranged in a pneumatic chamber connected to a compressed air supply line 32a.
  • a membrane 33 allows the opening or closing of the pneumatic chamber under the action of the first pneumatic piston 31a, thus allowing the compressed air flows necessary for braking.
  • the first pneumatic piston 31a is arranged in line with the hydraulic pistons and can therefore be moved in the same direction under their influence.
  • An example of a hydropneumatic valve operating on this principle is described in patent application CH00277 / 19. Details of this operation are included here by reference. Any other hydropneumatic system in which the pneumatic module is activated by the hydraulic module is applicable to the present invention.
  • the hydropneumatic valve 1 can thus comprise 3 or more hydraulic pistons.
  • the hydropneumatic valve 1 comprises a precedence module 4, integrated or contiguous to the hydraulic module 2.
  • the precedence module 4 comprises a push element 41, arranged in the axis of the first 21a and second 21b hydraulic pistons.
  • the pusher element 41 is arranged in a precedence chamber 42 in which it can move along the axis defined by the first 21a and second 21b hydraulic pistons.
  • the precedence module 4 being arranged opposite the pneumatic module 3 relative to the hydraulic module 2, the pusher element 41 is located opposite the pneumatic piston 31a relative to the hydraulic pistons 21a, 21b.
  • the pusher element 41 When actuated, the pusher element 41 can move the first 21a and second 21b hydraulic pistons, so as to actuate the pneumatic module 3 via the pneumatic piston, and produce a braking force on the towed vehicle V2.
  • the pusher element comprises a head 41a and a rod 41b, the rod being in contact with one of the hydraulic pistons so as to actuate it.
  • a channel can be arranged in the hydraulic module 2, in the extension of the hydraulic pistons, so as to allow the rod 41b to move there.
  • the width of the head 41b approximately corresponds to the dimensions of the precedence chamber 42 in which the pusher element 41 moves.
  • the head 41b may take the form of a disc having an inner surface, coupled to the rod 41a, and an outer surface, opposite the inner surface.
  • the precedence chamber 42 is provided with a compressed air supply 43 making it possible to convey the compressed air into the precedence chamber 42 where it exerts pressure on the internal surface of the head 41a of the pusher element 41.
  • the compressed air supply therefore opens into the space defined between the head 41a of the pusher element 41 and the hydraulic module 2.
  • the application of compressed air pressure tends to keep the rod 41b at a distance from the hydraulic piston with which it interacts, or to avoid its actuation in the event that contact with the hydraulic piston remains maintained.
  • the precedence module 4 further comprises a trigger device 44, integral with the precedence module 4 and resting on the outer surface of the head 41a of the pusher element 41.
  • the trigger device can have an armed position or preloaded and a deployed or relaxed position. In its armed position, the trigger device 44 contains a precedence energy. The armed position remains maintained in the absence of braking of the vehicle V. In its relaxed position, the expansion device 44 releases the preceding energy and transmits it to the push element 41. This results in an activation of the hydraulic pistons and consequently the activation of the pneumatic braking of the towed vehicle V2.
  • the triggering device goes from the armed position to the relaxed position when the brake control PV1 of the towing vehicle is activated by the driver.
  • a brake control position sensor PV1 or any other means of detecting the activation of the brake control PV1 can be used to electrically trigger the passage of the trigger device from the armed position to the relaxed position. More particularly, the expansion of the expansion device is triggered by means of the electrical control line L2.
  • the expansion device 44 is held in the armed position by the compressed air pressure exerted on the internal surface of the head 41a of the pusher element 41, which counterbalances the energy of precedence contained in the device of expansion 44.
  • This compressed air pressure is exerted permanently, without any activation of the brake control PV1.
  • the compressed air can be led into the precedence chamber 42 by a bypass coming from the pneumatic module 3.
  • the compressed air can be led to the precedence chamber 42 via a separate pipe connected to a compressed air tank of the vehicle.
  • the hydropneumatic valve 1 comprises or is connected to at least a first activation device, making it possible to trigger the preceding braking.
  • the routing of the compressed air in the precedence chamber 42 is controlled by an electric valve E1, connected to the brake control PV1 of the towing vehicle V1.
  • the valve E1 acts as the first activation device.
  • the first electric valve E1 comprises a compressed air supply E1a and an exhaust E1b.
  • the electric valve may be in an inactive mode, allowing the passage of compressed air to the precedence chamber 42, or in an active mode allowing the supply of compressed air to be interrupted and the residual pressure to be purged from the chamber. precedence 42 by means of the escapement E1b.
  • the electric valve E1 remains inactive in the absence of actuation of the brake control PV1 of the towing vehicle V1. It switches to active mode as soon as the PV1 brake control is activated by the driver.
  • the active mode is understood as an electrical power-up initiated by actuation of the brake control.
  • the activation of the electric valve E1 by removing the air pressure in the preceding chamber and by purging the residual pressure, allows the expansion device 44 to pass from its armed position to its deployed position, thus transmitting its energy from precedence to the pusher element 41.
  • the pusher element then acts instantaneously on the hydraulic pistons 21a, 21b, which makes it possible to actuate the pneumatic braking of the towed vehicle in a reduced time compared to the braking exerted by the hydraulic circuit.
  • the routing of the compressed air in the precedence chamber 42 is driven by a motor W having at least one movable part W10 ( Figures 4, 5a, 5b).
  • the motor W and its mobile part W10 act in this case as the first activation device.
  • the engine W comprises a predominance channel W11 for the admission of the operating pneumatic pressure Ps.
  • the predominant channel W11 of the engine communicates with the compressed air supply 43 making it possible to route the compressed air into the precedence chamber 42, where it exerts pressure on the internal surface of the head 41a of the pusher element 41.
  • the communication of the predominant channel W11 with the compressed air supply 43 can take place, for example, via an orifice W12.
  • the movable part W10 is movable between a so-called closed position and a so-called open position, making it possible to authorize or interrupt the flow of compressed air to the precedence module 4. Without activation of the vehicle brake pedal (FIG. 5a), the mobile part W10 remains in a so-called open position. It lets the operating pressure Ps pass through the elements of the engine W from the predominant channel W11 to port W12. The precedence chamber is thus under pressure and compensates for the pressure exerted by the expansion device 44. Activation of the brake pedal by the driver (FIG. 5b) activates the motor W. The mobile part W10 is then moved in a so-called closed position, interrupting the operating pressure. The compressed air is discharged through a W30 exhaust.
  • the precedence chamber 42 is no longer supplied with compressed air.
  • the expansion device 44 then immediately activates the precedence pressure.
  • the compressed air supply to the precedence chamber 42 can be effected from the pneumatic part 3 of the hydropneumatic valve 1 by means of a dedicated pipe 47.
  • the compressed air supply from the precedence chamber comes from a tank and / or an independent compressed air storage system.
  • the electric valve E1 when the brake control PV1 is released to an inactive position, the electric valve E1 goes into inactive mode and again allows the supply of the precedence chamber 42 with compressed air, thus forcing the trigger 44 to resume its armed position.
  • the activation or inactivation of the brake control PV1 can be determined by a position sensor or any other sensor making it possible to identify the braking action by the driver.
  • the mobile part W10 of the motor W when the brake control PV1 is released to an inactive position, the mobile part W10 of the motor W returns to its so-called open position, and again allows the supply of the precedence chamber 42 in compressed air, thus forcing the expansion device 44 to return to its armed position (FIG. 5a).
  • the activation or inactivation of the brake control PV1 can be determined by a position sensor or any other sensor making it possible to identify the braking action by the driver.
  • the release of the energy of precedence contained in the expansion device 44 is immediate and that it allows to apply a braking force of precedence, trailer side, faster than that obtained by the hydraulic braking system FV1 of the towing vehicle.
  • the precedence braking makes it possible to compensate for the friction of the braking system, whether they are internal to the hydropneumatic valve or inherent in the pneumatic braking device of the towed vehicle (s).
  • Figures 4a and 4b give examples of braking pressure obtained with valves whose nominal pressure is 42 bars or 55 bars with and without the action of the precedence module.
  • the nominal pressure characterizes the valves, so that they allow an output at 6 bars corresponding to maximum braking.
  • a threshold pressure is necessary so that the braking rate falls between the recommended minimum values M1 and maximum M2.
  • the minimum M1 and maximum M2 values are for example those recommended in Regulation n ° 13 of the European Commission: Uniform provisions relating to the approval of vehicles of categories M, N, and O with regard to braking [2016/194 ].
  • the valve described here adapts to other minimum and maximum values.
  • the braking rate does not reach the recommended zone until after having reached a threshold pressure.
  • the application of an early braking force, by means of the precedence module 4 described here, makes it possible to obtain an adequate braking rate as soon as the braking system of the towing vehicle is activated.
  • Precedence braking Fp makes it possible to enter the braking rate between the minimum M1 and maximum M2 values recommended as soon as the braking command is activated.
  • the precedence braking can be predetermined and exert for example an immediate pressure of the order of 0.4 bars (Fp1) or of the order of 0.8 bars (Fp2) or of another suitable value.
  • the precedence module 4 makes it possible to maintain progressive braking.
  • the preceding braking force gradually decreases during the braking operation in favor of the braking force due to the hydraulic system.
  • the hydraulic pressure exerted on the hydraulic piston 21a by the hydraulic fluid of the pipe 22a also exerts pressure on the end surface of the rod 41b, tending to push the push element 41 towards its initial position and to return the trigger device 44 to its armed position.
  • the pusher element 41 can be dimensioned so as to obtain a adequate braking transition, which is gradual and / or regular.
  • the section of the rod 41b can in particular be dimensioned during the design of the hydropneumatic valve so as to progressively minimize the preceding braking force as soon as the braking force due to the hydraulic system falls between the minimum M1 and maximum values. M2 recommended, or soon after the braking force due to the hydraulic system falls between the recommended minimum M1 and maximum M2 values.
  • a transition zone x is materialized at the junction of the precedence braking curves Fp, Fp1, Fp2 and the hydraulic braking curve Fh.
  • the precedence module 4 preferably comprises an adjustment device 45, accessible from outside the hydropneumatic valve 1, and making it possible to predefine an immediate braking rate during the preceding period.
  • the preceding period is understood to be the period during which the rate of braking induced by the hydraulic system Fh is not yet in the recommended zone defined by the minimum M1 and maximum M2 values.
  • the precedence braking rate can be between 0.1 bar and 3 bar depending on requirements.
  • the precedence braking rate may for example be of the order of 0.4 bars, or of the order of 0.6 bars or 0.8 bars.
  • the adjustment device 45 makes it possible, for example, to predetermine the degree of prestressing of the expansion device 44, or the precedence energy that it contains when it is in the armed position.
  • the adjustment device 45 can for example take the form of a pre-tensioning screw, adjustable using a suitable tool, or provided with a gripping means such as a wheel or a handle that can be operated without tools.
  • the expansion device 44 can be directly connected to the adjustment device 45.
  • an expansion base 46 movably fixed in the precedence chamber 42 can maintain the expansion device 44 and be subject to a position adjustment by means of the adjustment device 45.
  • the expansion device 44 denotes any elastic mechanical system. It can take the form of a compression spring, the size and number of turns of which are suited to the required energy of precedence. Such a spring can be conical or straight. A set of several springs can act as an expansion device 44. The free end of the expansion device can bear directly on the outer surface of the head 41a of the push element 41. Alternatively, an intermediate element (not shown) ) can be attached to the free end of the expansion device 44 and actuate the pusher element 41.
  • the expansion system 44 overcomes the usual weaknesses of fluid systems, whether hydraulic or pneumatic. The mechanical expansion of the expansion device 44 thus allows rapid and direct braking. It also allows easy adjustments. Preferably, the expansion device 44 excludes any system based on the flow of fluids such as compressed air or hydraulic fluid.
  • the performance of the hydropneumatic valve 1 can be modulated even after its mounting on the vehicle V1.
  • the adjustment of the hydropneumatic valve 1 can be carried out according to the usual use planned for the vehicle V. Alternatively or in addition, it can be carried out according to specific characteristics such as the load of the towed vehicle and / or its tonnage or other parameters such as the terrain on which the vehicle operates.
  • Several predefined adjustment positions can be provided so that the user can easily adjust the precedence braking according to pre-established parameters such as the tonnage, the load or the dimensions of the towed vehicle.
  • the adjustment device 45 can be protected by a removable cover 5.
  • the removable cover 5 can be easily removed or opened by a user so as to be able to perform a manual adjustment via the control device. adjustment 45.
  • the removable cover 5 can be locked so that it can only be removed or opened by a person authorized to carry out an adjustment via the adjustment device 45.
  • the precedence chamber 42, and in fact the precedence module 4, as well as the expansion device 44 are thus advantageously arranged at one end of the hydropneumatic valve 1, so as to facilitate access to the adjustment device 45 from outside the valve and with a minimum of handling. It is understood that the arrangement of the expansion member 44 in contact with the head of the piston 41a opposite the rod of the piston 41b facilitates its adjustment from outside the valve 1.
  • the dimensions of the push element 41 can be adapted.
  • the diameter of the rod 41b of the pusher element 41 can be modulated as a function of the desired braking transition between the preceding braking and the hydraulic braking.
  • the ratio of the diameters of the head 41a and of the rod 41b also determine the surface of the head 41a in contact with the compressed air pressure present in the preceding chamber, on which depends the force exerted on the expansion device 44 by the pusher element 41.
  • the diameter of the rod 41b is constant over its entire length.
  • the terminal diameter of the rod is equal to its diameter at its junction with the head 41a.
  • the terminal diameter of the rod 41b is different, that is to say less than or greater than its diameter at its junction with the head 41a.
  • the dimensions of the push element 41 are determined so as to allow a gradual transition between the preceding braking Fp and the hydraulic braking Fh while allowing the expansion device to be maintained in the armed position under the effect. of the compressed air pressure in the precedence chamber 42.
  • the hydropneumatic valve 1 described here can also include a parking brake function.
  • the parking brake function can be activated by a second activation device.
  • it can include a second electric valve E2, acting as a second activation device, connected to the parking brake control of the towing vehicle V1.
  • the second electric valve E2 comprises a compressed air supply E2a and an exhaust E2b.
  • the compressed air is routed to the pneumatic piston via a line 33 equipped with the second electric valve E2.
  • the second electric valve E2 is supplied electrically during operation of the vehicle V and in the absence of actuation of the parking brake control. When energized, the second electric valve maintains line 33 at atmospheric pressure. When the parking brake control is actuated, the power supply to the second electric valve E2 is cut off, making it possible to supply the line 33 with compressed air and to actuate the pneumatic piston 31a.
  • the parking brake function can be performed by an electric motor W comprising at least one movable part W20, a parking brake channel W21 for admission of the pneumatic operating pressure Ps and an exhaust W30 (figures 5b, 5c).
  • the movable part W20 is movable between a so-called closed position and a so-called open position making it possible to authorize or interrupt the flow of compressed air to the parking brake.
  • the parking brake channel W21 of the motor communicates with the compressed air supply 33 making it possible to activate the parking brake.
  • the parking brake channel W21 can communicate with the compressed air supply 33 via a port W22.
  • the mobile part W20 can take a so-called open position, letting the operating pressure pass from the parking brake channel W21 to the compressed air supply 33. In this case, the parking brake is activated.
  • the mobile part W20 can take a so-called closed position, interrupting the operating pressure. In this case, the parking brake is inactive and the operating pressure is directed to the W30 exhaust.
  • precedence and parking brake can independently of one another be implemented by an electric valve such as the first E1 and second E2 electric valves or by a motor such as the motor W.
  • the motor W is preferably an electric motor with linear displacement.
  • the motor W makes it possible to implement both the precedence function and the parking brake function.
  • it comprises a first movable part W10 and a second movable part W20 ( Figures 4, 5a, 5b, 5c).
  • the first mobile part W10 makes it possible to authorize or interrupt the flow of compressed air to the precedence module, as described above.
  • the second mobile part W20 makes it possible to authorize or interrupt the flow of compressed air as described above.
  • the motor W can adopt a rest position, in which neither the precedence function nor the parking brake function are activated (FIG. 5a).
  • the first mobile part W10 is in a so-called open position and maintains an operating pressure in the precedence chamber.
  • the second mobile part W20 is in a so-called closed position, interrupting the service pressure to the parking brake.
  • the motor W can adopt a position of precedence, in which the preceding braking is activated while the parking brake remains inactive (FIG. 5b).
  • the first movable part W10 is in a so-called closed position, interrupting the operating pressure Ps to the precedence chamber 42 and allowing the expansion of the expansion device 44.
  • the second movable part W20 remains in a so-called closed position.
  • the passage from the rest position to the preceding position of the engine is activated when the brake pedal of the towing vehicle is activated by the driver.
  • the motor W can take a third parking brake position, in which the precedence braking and the parking brake are activated jointly (FIG. 5c).
  • the first movable part W10 is in the so-called closed position and the second movable part W20 is in the so-called open position.
  • the motor W may include a central axis along which the first W10 and the second W20 mobile parts can move independently of one another, so as to close or open one or the other. other of the power supplies precedence W11 and parking brake W21.
  • the central axis of the motor drives the first W10 and the second W20 movable parts to position them each in one of the closed or open positions.
  • the W motor has the necessary sealing devices such as gaskets as well as any necessary return device such as springs.
  • the W motor may also include other mobile elements cooperating with one or the other of the first W10 and second W20 mobile parts.
  • the motor W is preferably an electric type linear displacement motor. Linear movement can be performed step by step or for predetermined positions. Alternatively, the linear displacement can be continuous.
  • the W motor can be integrated into the hydropneumatic valve 1, for example in the precedence module 4 part, or near the precedence module 4.
  • the supply and exhaust channels can be integrated into the valve body.
  • the motor W can be inserted into a cavity specifically arranged in the body of the hydropneumatic valve 1.
  • the motor W can take the form of a capsule comprising the necessary electrical connections, and the orifices of Fluidic connection adapted to allow adequate compressed air flows with the other elements of the hydropneumatic valve 1, such as the precedence module 4 and the parking brake, once the motor has been inserted into the hydropneumatic valve 1. Fixing means and locking can be provided to keep the motor W in the correct position.
  • the present invention covers any vehicle or train of vehicles equipped with a hydropneumatic valve 1 with precedence module 4, as described here. Any vehicle such as tractors, handling vehicles, earthmoving vehicles are particularly concerned, whether they are factory fitted or equipped after their design by an equipment manufacturer with the hydropneumatic valve. More generally, the present invention is not limited to agricultural vehicles but also covers road vehicles comprising a lead vehicle equipped with a hydraulic braking system and one or more towed vehicles equipped with a pneumatic braking system.
  • the present invention also covers a braking method making it possible to optimize or improve the braking of a train of vehicles V whose tractor vehicle V1 is provided with a hydraulic system and whose towed vehicle V2 is provided with 'a pneumatic system.
  • the current method comprises in particular the activation of the pneumatic braking system of the towed vehicle V2 by means of the hydropneumatic valve 1 described here.
  • the activation of the pneumatic module 3 is carried out by the simultaneous activation of the hydraulic module 2 and of the precedence module 4, when the brake control PV1 of the towing vehicle V1 is actuated. Simultaneous activation involves both the hydraulic control line L1 and the electrical control line L2.
  • the braking method according to the present invention comprises a preceding braking phase obtained by the relaxation of a mechanical expansion device 44.
  • the preceding braking phase begins as soon as the brake control is actuated and continues until that the braking rate resulting from the activation of the hydraulic module corresponds to the recommended values.
  • the method includes a regular braking phase, which results entirely from the hydraulic pressure exerted by the hydraulic module 2.
  • the precedence module 4 remains active throughout the duration of the braking.
  • the trigger device 44 remains in its deployed position as long as the brake control is not released by the driver.
  • the activation device is thus maintained in its preceding braking function.
  • the activation device is a first electric valve E1
  • it remains active, so as to leave the precedence chamber 42 at atmospheric pressure.
  • the regular braking phase results in this case from the combined action of the precedence 4 and hydraulic 2 modules.
  • the first activation device is a motor W comprising a first mobile part W10, this mobile part W10 remains in a position suitable for maintaining the preceding braking.
  • the present method can include a phase of automatic deactivation of the precedence during braking.
  • the first activation device is deactivated even though the brake control remains actuated. This makes it possible in particular to deactivate the influence of the precedence module 4 during the regular braking phase, which in this case results exclusively from the action of the hydraulic module 2. Provision may be made for the first activation device to be delayed so as to deactivate automatically after a predefined period. If the brake pedal remains activated beyond this predefined period, the first activation device is automatically deactivated before the brake pedal is released.
  • the sensors already present in the braking system in particular the pressure, temperature or other sensors, can make it possible to deactivate the precedence module 4.
  • the deactivation of the precedence module can be conditioned on the fact. that the hydraulic pressure of the hydraulic module is considered sufficient.
  • the first activation device is automatically deactivated before the release of the brake pedal.
  • This arrangement is applicable in the case where the first activation device is a first electric valve E1 or a motor W with a first mobile part W10.
  • the first activation device is a first electric valve E1 or a motor W with a first mobile part W10.
  • activation of the precedence function activation of the precedence module
  • activation of the precedence braking are equivalent and that they result from the relaxation of the expansion device 44. This in no way prejudges the state of activation of the activation device.
  • the first activation device is a first electric valve E1
  • the precedence braking is activated when the valve E1 is deactivated.
  • the first activation device is a motor with a first mobile part W10
  • the precedence braking is activated when the first mobile part W10 is placed in the precedence position.
  • deactivation of the precedence function denote the reverse operation.
  • precedence module of precedence
  • preceeding braking and the associated terms relate to the application of an early braking force or a braking rate. early, compared to pneumatic braking resulting from the activation of the hydraulic braking system.
  • precedence is equivalent to "predominance”.
  • the precedence or predominance is therefore understood as an early activation of the braking system to at least counterbalance any resistance forces and the inertias inherent in all the hydraulic and pneumatic braking systems.

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Abstract

Vanne hydropneumatique (1) comprenant un module de précédence (4)comportant un élément poussoir (41) mobile en translation dans une chambre de précédence (42) alimentée de manière continue en air comprimé et un dispositif d'activation permettant d'activer ou de désactiver l'alimentation d'air comprimé, permettant un freinage de précédence dès l'activation de la commande de frein hydraulique du véhicule tracteur. Véhicule comportant une telle vanne hydropneumatique et méthode de freinage mise en œuvre au moyen de cette vanne hydropneumatique.

Description

Vanne hydropneumatique comportant un module de précédence
Domaine technique
[0001] La présente invention concerne une vanne hydropneumatique permettant de connecter un véhicule tracteur dont le système de freinage est de type hydraulique à une remorque dont le système de freinage est de type pneumatique. En particulier, la vanne ici décrite comporte un dispositif de prédominance intégré. La vanne peut en outre inclure un dispositif de frein de parc.
Etat de la technique
[0002] Les véhicules agricoles, tels que les tracteurs, sont en général équipés d'un système de freinage hydraulique. Les éléments roulants susceptibles d'être attelés aux véhicules agricoles peuvent être quant à eux freinés via un système pneumatique. Des vannes hydropneumatiques existent pour transmettre les commandes de freinage depuis le véhicule de tête vers les véhicules attelés.
[0003] Le couplage hydropneumatique peut cependant présenter un manque de réactivité dans l'opération de freinage. En particulier, le taux de freinage adéquat n'est pas obtenu immédiatement, ce qui peut conférer au freinage un manque de sécurité ou d'efficacité.
[0004] Les documents DE102014018632 et DE202018001859 proposent une voie électro-pneumatique corrélée à l'activation du freinage hydraulique de sorte à produire une force de freinage précoce. En l'occurrence, une alimentation d'air comprimé est prévue pour activer le freinage dans une phase précoce. Cet arrangement implique de superposer une pression pneumatique à l'activation hydraulique. La force de freinage obtenue dans cette période précoce peut être délicate à régler, ce qui limite la flexibilité d'utilisation d'un tel système. Bref résumé de l'invention
[0005] Un but de la présente invention est de proposer une vanne hydropneumatique alternative, permettant un freinage précoce efficace. Un autre but est de proposer une vanne hydropneumatique alternative, permettant un freinage précoce efficace sans ajouter de circuit pneumatique supplémentaire de freinage.
[0006] La présente invention vise en outre à produire une vanne hydropneumatique permettant un freinage précoce facilement adaptable aux conditions d'utilisation du véhicule ou au type de véhicule.
[0007] Un objectif est de proposer une méthode de freinage efficace pour un train de véhicules comprenant un véhicule tracteur équipé d'un système de freinage hydraulique et un ou plusieurs véhicules tractés équipé d'un système de freinage pneumatique.
[0008] Un autre objectif est de proposer un véhicule équipé d'une vanne hydropneumatique permettant un freinage précoce efficace et aisément réglable, que ce véhicule soit équipé d'usine ou bien adapté après sa conception.
[0009] Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen de la vanne hydropneumatique, de la méthode de freinage et du véhicule décrits dans les revendications. [0010] La présente solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur de permettre un freinage précoce tout en s'affranchissant des contraintes liées aux dispositifs pneumatiques. La présente solution permet en outre un réglage aisé de l'intensité de freinage précoce. Brève description des figures
[0011] Des exemples de mise en œuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées :
Figure 1 : Vue schématique d'un train de véhicules comportant une vanne hydropneumatique.
Figure 2 : Vue en coupe d'une vanne hydropneumatique selon un mode de réalisation de la présente invention.
Figure 3a : Représentation graphique des courbes de freinage avec une précédence de 0.8 bars (Fp), et sans précédence (Fh), pour un freinage à 42 bars.
Figures 3b : Représentation graphique des courbes de freinage avec une précédence de 0.4 bars (Fp1) 0.8 bars (Fp2), et sans précédence (Fh), pour un freinage à 55 bars.
Figure 4 : Vue en coupe d'une vanne hydropneumatique selon un autre mode de réalisation de la présente invention.
Figure 5a : Vue en coupe de la vanne hydropneumatique selon un mode de réalisation en position repos.
Figure 5b : Vue en coupe de la vanne hydropneumatique selon un mode de réalisation en position de précédence.
Figure 5c : Vue en coupe de la vanne hydropneumatique selon un mode de réalisation en position frein de parc. Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention
[0012] L'invention s'applique à un train de véhicule V, tel que schématisé à la figure 1, comprenant un premier véhicule V1 et au moins un second véhicule V2, tracté par le premier véhicule V1. Le premier véhicule V1 dispose d'un système de frein hydraulique FV1 pouvant être activé par un moyen d'activation PV1 tel qu'une pédale de frein. Le second véhicule V2 dispose d'un système de freinage pneumatique autonome FV2. Le second véhicule peut être notamment une remorque, comprenant un réservoir d'air comprimé ainsi que toutes les connexions fluidiques nécessaires à son freinage pneumatique. Le système de freinage pneumatique du second véhicule V2 est connecté au système de freinage hydraulique du premier véhicule V1 au moyen d'une vanne hydropneumatique 1. La vanne hydropneumatique 1 est disposée sur le véhicule de tête V1.
[0013] La commande de frein FV1 du premier véhicule V1 est connectée à au moins une ligne hydraulique L1 permettant d'activer la vanne hydropneumatique 1. La commande de frein FV1 du premier véhicule V1 peut en outre être connectée directement à la vanne hydropneumatique 1 par une ligne de commande électrique L2. Alternativement, la commande de frein FV1 du premier véhicule V1 peut être connectée à un dispositif relai, lui-même directement connecté à la vanne hydropneumatique 1 par une ligne de commande électrique L2. La vanne hydropneumatique 1 permet d'actionner le freinage pneumatique du ou des véhicules tractés au moyen d'au moins une ligne de commande pneumatique L3.
[0014] La vanne hydropneumatique 1 ici décrite, schématisée à la figure 2 y comporte un corps de vanne 11 englobant un module hydraulique 2 et un module pneumatique 3 contigus. Le module hydraulique 2 comporte typiquement au moins un premier piston hydraulique 21a actionné par le fluide hydraulique acheminé par une première conduite d'alimentation 22a. Le module hydraulique 2 peut en outre comprendre un deuxième piston hydraulique 21b, en ligne avec le premier piston hydraulique 21a, et actionné par le fluide hydraulique acheminé par une seconde conduite 22b. Les premier 21a et second 21b pistons hydrauliques se déplacent selon leur axe longitudinal. Ils sont activés par la commande de frein PV1 du véhicule tracteur V1 et la pression hydraulique qui en résulte. Ils actionnent à leur tour les éléments pneumatiques du module pneumatique 3, propres à déclencher le freinage du second véhicule V2. Les éléments du module pneumatique 3 peuvent notamment comprendre un premier piston pneumatique 31a disposé dans une chambre pneumatique connectée à une conduite d'alimentation d'air comprimé 32a. Une membrane 33 permet l'ouverture ou la fermeture de la chambre pneumatique sous l'action du premier piston pneumatique 31a, permettant ainsi les flux d'air comprimés nécessaires au freinage. En particulier, le premier piston pneumatique 31a est disposé en ligne avec les pistons hydrauliques et peut donc être déplacé selon la même direction sous leur influence. Un exemple de vanne hydropneumatique fonctionnant sur ce principe est décrit dans la demande de brevet CH00277/19. Les détails de ce fonctionnement sont ici inclus par référence. Tout autre système hydropneumatique dans lequel le module pneumatique est activé par le module hydraulique est applicable à la présente invention.
[0015] Bien que deux pistons hydrauliques soient mentionnés ici, la présente description s'applique indépendamment du nombre de pistons hydrauliques de la vanne hydropneumatique 1. La vanne hydropneumatique 1 peut ainsi comprendre 3 pistons hydrauliques ou plus.
[0016] La vanne hydropneumatique 1 comporte un module de précédence 4, intégré ou contigu au module hydraulique 2. Le module de précédence 4 comporte un élément poussoir 41, disposé dans l'axe des premier 21a et second 21b pistons hydrauliques. L'élément poussoir 41 est disposé dans une chambre de précédence 42 dans laquelle il peut se déplacer selon l'axe défini par les premier 21a et second 21b pistons hydrauliques. Le module de précédence 4 étant disposé à l'opposé du module pneumatique 3 par rapport au module hydraulique 2, l'élément poussoir 41 se trouve à l'opposé du piston pneumatique 31a par rapport aux pistons hydrauliques 21a, 21b. [0017] Lorsqu'il est actionné, l'élément poussoir 41 peut déplacer les premier 21a et second 21b pistons hydrauliques, de sorte à actionner le module pneumatique 3 via le piston pneumatique, et produire une force de freinage sur le véhicule tracté V2. L'élément poussoir comporte une tête 41a et une tige 41b, la tige étant en contact avec l'un des pistons hydrauliques de sorte à l'actionner. Pour ce faire, un canal peut être aménagé dans le module hydraulique 2, dans le prolongement des pistons hydrauliques, de sorte à permettre à la tige 41b de s'y déplacer. La largeur de la tête 41b correspond approximativement aux dimensions de la chambre de précédence 42 dans laquelle l'élément poussoir 41 se déplace. La tête 41b peut prendre la forme d'un disque ayant une surface interne, couplée à la tige 41a, et une surface externe, opposée à la surface interne. La chambre de précédence 42 est pourvue d'une alimentation d'air comprimé 43 permettant d'acheminer l'air comprimé dans la chambre de précédence 42 où il exerce une pression sur la surface interne de la tête 41a de l'élément poussoir 41. L'alimentation d'air comprimé débouche donc dans l'espace défini entre la tête 41a de l'élément poussoir 41 et le module hydraulique 2. L'application d'une pression d'air comprimé tend à maintenir la tige 41b à distance du piston hydraulique avec lequel elle interagit, ou d'éviter son actionnement dans le cas où le contact avec le piston hydraulique reste maintenu.
[0018] Le module de précédence 4 comporte en outre un dispositif de détente 44, solidaire du module de précédence 4 et en appui sur la surface externe de la tête 41a de l'élément poussoir 41. Le dispositif de détente peut avoir une position armée ou précontrainte et une position déployée ou détendue. Dans sa position armée, le dispositif de détente 44 contient une énergie de précédence. La position armée reste maintenue en l'absence de freinage du véhicule V. Dans sa position détendue, le dispositif de détente 44 libère l'énergie de précédence et la transmet à l'élément poussoir 41. Il en résulte une activation des pistons hydrauliques et en conséquence l'activation du freinage pneumatique du véhicule tracté V2. Le passage du dispositif de détente de la position armée à la position détendue s'effectue lorsque que la commande de frein PV1 du véhicule tracteur est activée par le chauffeur. A cet effet, un capteur de position de la commande de frein PV1 ou tout autre moyen de détection de l'activation de la commande de frein PV1 peut être mis à profit pour déclencher électriquement le passage du dispositif de détente de la position armée à la position détendue. Plus particulièrement, la détente du dispositif de détente est déclenchée au moyen de la ligne de commande électrique L2.
[0019] Le dispositif de détente 44 est maintenu en position armée par la pression d'air comprimé exercée sur la surface interne de la tête 41a de l'élément poussoir 41, laquelle contre-balance l'énergie de précédence contenue dans le dispositif de détente 44. Cette pression d'air comprimé est exercée de manière permanente, en dehors de toute activation de la commande de frein PV1. L'air comprimé peut être conduit dans la chambre de précédence 42 par une dérivation issue du module pneumatique 3. Alternativement, l'air comprimé peut être conduit à la chambre de précédence 42 via une conduite distincte connectée à un réservoir d'air comprimé du véhicule.
[0020] La vanne hydropneumatique 1 comporte ou est reliée à au moins un premier dispositif d'activation, permettant de déclencher le freinage de précédence.
[0021] Selon un premier mode de réalisation, l'acheminement de l'air comprimé dans la chambre de précédence 42 est piloté par une vanne électrique E1, connectée à la commande de frein PV1 du véhicule tracteur V1. La vanne E1 fait office de premier dispositif d'activation. La première vanne électrique E1 comporte une alimentation d'air comprimé E1a et un échappement E1b. La vanne électrique peut être dans un mode inactif, permettant le passage de l'air comprimé vers la chambre de précédence 42, ou dans un mode actif permettant d'interrompre l'alimentation en air comprimé et de purger la pression résiduelle de la chambre de précédence 42 au moyen de l'échappement E1b. La vanne électrique E1 reste inactive en l'absence d'actionnement de la commande de frein PV1 du véhicule tracteur V1. Elle passe en mode actif dès l'activation de la commande de frein PV1 par le chauffeur. Le mode actif s'entend comme une mise sous tension électrique initiée par l'actionnement de la commande de frein. L'activation de la vanne électrique E1, en supprimant la pression d'air dans la chambre de précédence et en purgeant la pression résiduelle, permet au dispositif de détente 44 de passer de sa position armée à sa position déployée, transmettant ainsi son énergie de précédence à l'élément poussoir 41. L'élément poussoir agit alors instantanément sur les pistons hydrauliques 21a, 21b, ce qui permet d'actionner le freinage pneumatique du véhicule tracté dans un délai réduit par rapport au freinage exercé par le circuit hydraulique.
[0022] Selon un second mode de réalisation, l'acheminement de l'air comprimé dans la chambre de précédence 42 est piloté par un moteur W ayant au moins une partie mobile W10 (Figures 4, 5a, 5b). Le moteur W et sa partie mobile W10 font office dans ce cas de premier dispositif d'activation. Le moteur W comporte un canal de prédominance W11 d'admission de la pression pneumatique de service Ps. Le canal de prédominance W11 du moteur communique avec l'alimentation d'air comprimé 43 permettant d'acheminer l'air comprimé dans la chambre de précédence 42, où il exerce une pression sur la surface interne de la tête 41a de l'élément poussoir 41. La communication du canal de prédominance W11 avec l'alimentation d'air comprimé 43 peut s'effectuer par exemple via un orifice W12. La partie mobile W10 est mobile entre une position dite fermée et une position dite ouverte, permettant d'autoriser ou interrompre les flux d'air comprimé vers le module de précédence 4. Sans activation de la pédale de frein du véhicule (figure 5a), la partie mobile W10 reste dans une position dite ouverte. Elle laisse la pression de service Ps transiter à travers les éléments du moteur W depuis le canal de prédominance W11 jusqu'à orifice W12. La chambre de précédence est ainsi sous pression et compense la pression exercée par le dispositif de détente 44. L'activation de la pédale de frein par le conducteur (figure 5b), active le moteur W. La partie mobile W10 est alors déplacée dans une position dite fermée, interrompant la pression de service. L'air comprimé s'évacue par un échappement W30. Il en résulte que la chambre de précédence 42 n'est plus alimentée en air comprimé. Le dispositif de détente 44 active alors immédiatement la pression de précédence. [0023] L'apport en air comprimé de la chambre de précédence 42 peut être effectué depuis la partie pneumatique 3 de la vanne hydropneumatique 1 au moyen d'une conduite dédiée 47. Alternativement, l'apport en air comprimé de la chambre de précédence provient d'un réservoir et/ou d'un système de stockage d'air comprimé indépendant.
[0024] Selon le premier mode de réalisation, lorsque la commande de frein PV1 est relâchée jusqu'à une position inactive, la vanne électrique E1 passe en mode inactif et permet à nouveau l'alimentation de la chambre de précédence 42 en air comprimé, forçant ainsi le dispositif de détente 44 à reprendre sa position armée. L'activation ou l'inactivation de la commande de frein PV1 peut être déterminée par un capteur de position ou tout autre capteur permettant d'identifier l'action de freinage par le chauffeur.
[0025] Selon le second mode de réalisation, lorsque la commande de frein PV1 est relâchée jusqu'à une position inactive, la partie mobile W10 du moteur W reprend sa position dite ouverte, et permet à nouveau l'alimentation de la chambre de précédence 42 en air comprimé, forçant ainsi le dispositif de détente 44 à reprendre sa position armée (figure 5a). L'activation ou l'inactivation de la commande de frein PV1 peut être déterminée par un capteur de position ou tout autre capteur permettant d'identifier l'action de freinage par le chauffeur.
[0026] L'homme de métier comprend que la libération de l'énergie de précédence contenue dans le dispositif de détente 44 est immédiate et qu'elle permet d'appliquer une force de freinage de précédence, coté remorque, plus rapide que celle obtenue par le système de freinage hydraulique FV1 du véhicule tracteur. En particulier, le freinage de précédence permet de compenser les frottements du système de freinage, qu'ils soient internes à la vanne hydropneumatique ou inhérent au dispositif de freinage pneumatique du ou des véhicules tractés.
[0027] Les figures 4a et 4b donnent des exemples de pression de freinage obtenues avec des vannes dont la pression nominale est à 42 bars ou à 55 bars avec et sans l'action du module de précédence. La pression nominale caractérise les vannes, de sorte qu'elles permettent une sortie à 6 bars correspondant au freinage maximal. En l'absence de précédence, dans le cas d'un freinage hydraulique Fh, une pression de seuil est nécessaire pour que le taux de freinage s'inscrive entre les valeurs minimale M1 et maximale M2 préconisées. Les valeurs minimale M1 et maximale M2 sont par exemple celles préconisées dans le règlement n°13 de la Commission Européenne : Prescriptions uniformes relatives à l'homologation des véhicules des catégories M, N, et O en ce qui concerne le freinage [2016/194]. La vanne ici décrite s'adapte cependant à d'autres valeurs minimale et maximale. Du fait de la progression décalée de la pression de freinage obtenue par le système hydraulique, le taux de freinage ne rejoint la zone préconisée qu'après avoir atteint une pression de seuil. L'application d'une force de freinage précoce, au moyen du module de précédence 4 décrit ici, permet d'obtenir un taux de freinage adéquat dès l'activation du système de freinage du véhicule tracteur. Le freinage de précédence Fp permet d'inscrire le taux de freinage entre les valeurs minimale M1 et maximale M2 préconisées dès l'activation de la commande de freinage. Le freinage de précédence peut être prédéterminé et exercer par exemple une pression immédiate de l'ordre 0,4 bars (Fp1) ou de l'ordre de 0.8 bars (Fp2) ou d'une autre valeur adéquate.
[0028] Il est entendu qu'en plus d'un freinage efficace précoce, le module de précédence 4 permet de conserver un freinage progressif. En particulier, la force de freinage de précédence s'amenuise progressivement au cours de l'opération de freinage au profit de la force de freinage due au système hydraulique.
[0029] Lors de l'opération de freinage, la pression hydraulique exercée sur le piston hydraulique 21a par le fluide hydraulique de la conduite 22a exerce également une pression sur la surface terminale de la tige 41b, tendant à repousser l'élément poussoir 41 vers sa position initiale et à replacer le dispositif de détente 44 dans sa position armée. Il en résulte une transition progressive et souple entre le freinage de précédence et le freinage hydraulique régulier résultant de l'activation de la commande de frein. L'élément poussoir 41 peut être dimensionné de sorte à obtenir une transition de freinage adéquate, qui soit progressive et/ou régulière. La section de la tige 41b peut notamment être dimensionnée lors de la conception de la vanne hydropneumatique de sorte à progressivement minimiser la force de freinage de précédence dès lors que la force de freinage due au système hydraulique s'inscrit entre les valeurs minimale M1 et maximale M2 préconisées, ou bien peu après que la force de freinage due au système hydraulique s'inscrive entre les valeurs minimale M1 et maximale M2 préconisées.
[0030] Sur les figures 3a et 3b une zone de transition x est matérialisée à la jonction des courbes de freinage de précédence Fp, Fp1, Fp2 et de la courbe de freinage hydraulique Fh.
[0031] Le module de précédence 4 comporte de préférence un dispositif de réglage 45, accessible depuis l'extérieur de la vanne hydropneumatique 1, et permettant de prédéfinir un taux de freinage immédiat pendant la période de précédence. La période de précédence s'entend comme étant la période durant laquelle le taux de freinage induit par le système hydraulique Fh n'est pas encore dans la zone préconisée définie par les valeurs minimale M1 et maximale M2. Le taux de freinage de précédence peut être compris entre 0,1 bars et 3 bars en fonction des besoins. Le taux de freinage de précédence peut être par exemple de l'ordre de 0,4 bars, ou de l'ordre de 0,6 bars ou 0,8 bars. Le dispositif de réglage 45 permet par exemple de prédéterminer le degré de précontrainte du dispositif de détente 44, ou l'énergie de précédence qu'il contient lorsqu'il est position armée.
[0032] Le dispositif de réglage 45 peut par exemple prendre la forme d'une vis de pré-tension, réglable à l'aide d'un outil adapté, ou bien pourvue d'un moyen de préhension tel qu'une molette ou une manette pouvant être manipulée sans outil.
[0033] Le dispositif de détente 44 peut être directement connecté au dispositif de réglage 45. Alternativement, un socle de détente 46, fixé de manière mobile dans la chambre de précédence 42 peut maintenir le dispositif de détente 44 et faire l'objet d'un réglage de position au moyen du dispositif de réglage 45.
[0034] Le dispositif de détente 44 dénote tout système mécanique élastique. Il peut prendre la forme d'un ressort de compression dont la taille et le nombre de spires sont adaptés à l'énergie de précédence requise. Un tel ressort peut être conique ou droit. Un ensemble de plusieurs ressorts peut faire office de dispositif de détente 44. L'extrémité libre du dispositif de détente peut être en appui direct sur la surface extérieure de la tête 41a de l'élément poussoir 41. Alternativement, un élément intermédiaire (non représenté) peut être fixé à l'extrémité libre du dispositif de détente 44 et actionner l'élément poussoir 41. Le système de détente 44 permet de s'affranchir des faiblesses usuelles des systèmes fluidiques, qu'ils soient hydrauliques ou pneumatiques. La détente mécanique du dispositif de détente 44 permet ainsi un freinage rapide et direct. Il permet en outre des réglages aisés. De préférence le dispositif de détente 44 exclut tout système basé sur des flux de fluides tels que de l'air comprimé ou un fluide hydraulique.
[0035] Grâce au dispositif de réglage 45, les performances de la vanne hydropneumatique 1 peuvent être modulées même après son montage sur le véhicule V1. Le réglage de la vanne hydropneumatique 1 peut être effectué en fonction de l'usage habituel prévu pour le véhicule V. Alternativement ou en plus, il peut être effectué en fonction de caractéristiques spécifiques telles que la charge du véhicule tracté et/ou son tonnage ou d'autres paramètres tels que le terrain sur lequel évolue le véhicule. Il peut être prévu plusieurs positions de réglage prédéfinies de sorte que l'utilisateur puisse facilement régler le freinage de précédence en fonction de paramètres préétablis tels que le tonnage, la charge ou les dimensions du véhicule tracté.
[0036] Le dispositif de réglage 45 peut être protégé par un cache amovible 5. Le cache amovible 5 peut être aisément enlevé ou ouvert par un utilisateur de sorte à pouvoir effectuer un réglage manuel via le dispositif de réglage 45. Alternativement, le cache amovible 5 peut être verrouillé de sorte à ne pouvoir être retiré ou ouvert que par une personne autorisée à effectuer un réglage via le dispositif de réglage 45. La chambre de précédence 42, et de fait le module de précédence 4, ainsi que le dispositif de détente 44 sont ainsi avantageusement disposés à une extrémité de la vanne hydropneumatique 1, de sorte à faciliter l'accès au dispositif de réglage 45 depuis l'extérieur de la vanne et avec un minimum de manipulations. Il est entendu que la disposition de l'organe de détente 44 au contact de la tête du piston 41a à l'opposé de la tige du piston 41b facilite son réglage depuis l'extérieur de la vanne 1.
[0037] En fonction de la pression d'air comprimé disponible et de l'énergie de précédence contenue dans le dispositif de détente, les dimensions de l'élément poussoir 41 peuvent être adaptées. En l'occurrence, le diamètre de la tige 41b de l'élément poussoir 41 peut être modulé en fonction de la transition de freinage désirée entre le freinage de précédence et le freinage hydraulique. Le rapport des diamètres de la tête 41a et de la tige 41b déterminent en outre la surface de la tête 41a en contact avec la pression d'air comprimé présent dans la chambre de précédence, dont dépend la force exercée sur le dispositif de détente 44 par l'élément poussoir 41. Selon un mode de réalisation, le diamètre de la tige 41b est constant sur toute sa longueur. En particulier, le diamètre terminal de la tige est égal à son diamètre au niveau de sa jonction avec la tête 41a. Alternativement le diamètre terminal de la tige 41b est différent, c'est-à-dire inférieur ou supérieur à son diamètre au niveau de sa jonction avec la tête 41a. En d'autres termes, les dimensions de l'élément poussoir 41 sont déterminées de sorte à permettre une transition progressive entre le freinage de précédence Fp et le freinage hydraulique Fh tout en permettant le maintien du dispositif de détente en position armée sous l'effet de la pression d'air comprimé dans la chambre de précédence 42. [0038] La vanne hydropneumatique 1 ici décrite peut en outre comporter une fonction de frein de parc. La fonction frein de parc peut être activée par un second dispositif d'activation. A cet effet, elle peut comprendre une seconde vanne électrique E2, faisant office de second dispositif d'activation, connectée à la commande de frein de parc du véhicule tracteur V1. La seconde vanne électrique E2 comporte une alimentation en air comprimé E2a et un échappement E2b. L'air comprimé est acheminé vers le piston pneumatique via une conduite 33 équipée de la seconde vanne électrique E2. La seconde vanne électrique E2 est alimentée électriquement lors du fonctionnement du véhicule V et en l'absence d'actionnement de la commande de frein de parc. Lorsqu'elle est sous tension, la seconde vanne électrique maintient la conduite 33 à pression atmosphérique. Lors de l'actionnement de la commande de frein de parc, l'alimentation électrique de la seconde vanne électrique E2 est coupée, permettant d'alimenter la conduite 33 en air comprimé et d'actionner le piston pneumatique 31a.
[0039] Alternativement, la fonction de frein de parc peut être réalisée par un moteur électrique W comportant au moins une partie mobile W20, un canal de frein de parc W21 d'admission de la pression pneumatique de service Ps et un échappement W30 (figures 5b, 5c). La partie mobile W20 est mobile entre une position dite fermée et une position dite ouverte permettant d'autoriser ou d'interrompre les flux d'air comprimé vers le frein de parc. Le canal de frein de parc W21 du moteur communique avec l'alimentation d'air comprimé 33 permettant d'activer le frein de parc. Par exemple, le canal de frein de parc W21 peut communiquer avec l'alimentation d'air comprimé 33 via un orifice W22. La partie mobile W20 peut prendre une position dite ouverte, laissant la pression de service transiter depuis canal de frein de parc W21 jusqu'à l'alimentation d'air comprimé 33. Dans ce cas, le frein de parc est activé. La partie mobile W20 peut prendre une position dite fermée, interrompant la pression de service. Dans ce cas, le frein de parc est inactif et la pression de service est dirigée vers l'échappement W30.
[0040] Il est entendu que les fonctions de précédence et de frein de parc peuvent indépendamment l'une de l'autre être mises en oeuvre par une vanne électrique telles que les première E1 et seconde E2 vannes électriques ou par un moteur tel que le moteur W. Le moteur W est de préférence un moteur électrique à déplacement linéaire. [0041] Selon un mode de réalisation particulier, le moteur W permet de mettre en oeuvre à la fois la fonction de précédence et la fonction de frein de parc. A cet effet, il comporte une première partie mobile W10 et une seconde partie mobile W20 (figures 4, 5a, 5b, 5c). La première partie mobile W10 permet d'autoriser ou interrompre le flux d'air comprimé vers le module de précédence, comme décrit plus haut. La second partie mobile W20 permet d'autoriser ou d'interrompre le flux d'air comprimé comme décrit plus haut. Le moteur W peut adopter une position de repos, dans laquelle ni la fonction de précédence ni la fonction de frein de parc ne sont activées (figure 5a). Dans ce cas, la première partie mobile W10 est dans une position dite ouverte et maintient une pression de service dans la chambre de précédence. La seconde partie mobile W20 est dans une position dite fermée, interrompant la pression de service vers le frein de parc. Le moteur W peut adopter une position de précédence, dans laquelle le freinage de précédence est activé alors que le frein de parc reste inactif (figure 5b). Dans ce cas, la première partie mobile W10 est dans une position dite fermée, interrompant la pression de service Ps vers la chambre de précédence 42 et permettant la détente du dispositif de détente 44. La seconde partie mobile W20 reste dans une position dite fermée. Le passage de la position de repos à la position de précédence du moteur est activé lors de l'activation de la pédale de frein du véhicule tracteur par le conducteur. Le moteur W peut prendre une troisième position de frein de parc, dans laquelle le freinage de précédence et le frein de parc sont activés conjointement (figure 5c). Dans ce cas, la première partie mobile W10 est en position dite fermée et la seconde partie mobile W20 est en position dite ouverte.
[0042] A cet effet, le moteur W peut comporter un axe central le long duquel peuvent se déplacer indépendamment l'une de l'autre la première W10 et la seconde W20 parties mobiles, de sorte à obturer ou ouvrir l'une ou l'autre des alimentations de précédence W11 et de frein de parc W21. Alternativement, l'axe central du moteur entraîne la première W10 et la seconde W20 parties mobiles pour les positionner chacune dans l'une des positions fermée ou ouverte. Le moteur W comporte les dispositifs d'étanchéité nécessaire tels que des joints ainsi que tout dispositif de rappel nécessaire tels que des ressorts. Le moteur W peut en outre comporter d'autres éléments mobiles coopérant avec l'une ou l'autre des première W10 et seconde W20 parties mobiles. Le moteur W est de préférence un moteur de type électrique à déplacement linéaire. Le déplacement linéaire peut être effectué pas à pas ou pour des positions prédéterminées. Alternativement, le déplacement linéaire peut être continu.. Le moteur W peut être intégré à la vanne hydropneumatique 1, par exemple dans la partie module de précédence 4, ou à proximité du module de précédence 4. Les canaux d'alimentation et d'échappement peuvent être intégrés dans le corps de la vanne. Selon un arrangement particulier, le moteur W peut être inséré dans une cavité spécifiquement aménagée dans le corps de la vanne hydropneumatique 1. Dans ce cas, le moteur W peut prendre la forme d'une capsule comportant les connexions électriques nécessaires, et les orifices de connexion fluidiques adaptés pour permettre les flux d'air comprimés adéquats avec les autres éléments de la vanne hydropneumatique 1, tels que le module de précédence 4 et le frein de parc, une fois le moteur inséré dans la vanne hydropneumatique 1. Des moyens de fixation et de verrouillage peuvent être prévus pour maintenir le moteur W en bonne position. Cette disposition permet par exemple en cas de défaillance du moteur, de le remplacer facilement sans devoir changer la vanne hydropneumatique 1. [0043] La présente invention couvre tout véhicule ou train de véhicules équipé d'une vanne hydropneumatique 1 avec module de précédence 4, telle que décrite ici. Tout véhicule tel que les tracteurs, les véhicules de manutention, les véhicules de terrassement sont particulièrement concernés, qu'ils soient équipés d'usine ou bien équipés après leur conception par un équipementier avec la vanne hydropneumatique. De façon plus générale la présente invention ne se limite pas aux véhicules agricoles mais couvre également les véhicules routiers comportant un véhicule de tête équipé d'un système de freinage hydraulique et un ou plusieurs véhicules tractés équipés d'un système de freinage pneumatique. [0044] La présente invention couvre également une méthode de freinage permettant d'optimiser ou d'améliorer le freinage d'un train de véhicules V dont le véhicule tracteur V1 est pourvu d'un système hydraulique et dont le véhicule tracté V2 est pourvu d'un système pneumatique. La présente méthode comporte en particulier l'activation du système de freinage pneumatique du véhicule tracté V2 au moyen de la vanne hydropneumatique 1 ici décrite. L'activation du module pneumatique 3 est effectuée par l'activation simultanée du module hydraulique 2 et du module de précédence 4, lors de l'actionnement de la commande de frein PV1 du véhicule tracteur V1. L'activation simultanée implique à la fois la ligne de commande hydraulique L1 et la ligne de commande électrique L2. La méthode de freinage selon la présente invention comporte une phase de freinage de précédence obtenue par la détente d'un dispositif de détente mécanique 44. La phase de freinage de précédence commence dès l'actionnement de la commande de frein et perdure jusqu'à ce que le taux de freinage résultant de l'activation du module hydraulique corresponde aux valeurs préconisées. La méthode comporte une phase de freinage régulier, qui résulte entièrement de la pression hydraulique exercée par le module hydraulique 2.
[0045] Selon un mode de réalisation, le module de précédence 4 reste actif durant toute la durée du freinage. En d'autres termes, le dispositif de détente 44 reste à sa position déployée tant que la commande de frein n'est pas relâchée par le chauffeur. Le dispositif d'activation est ainsi maintenu dans sa fonction de freinage de précédence. Dans le cas où le dispositif d'activation est une première vanne électrique E1, elle reste active, de sorte à laisser la chambre de précédence 42 à pression atmosphérique. La phase de freinage régulier résulte dans ce cas de l'action combinée des modules de précédence 4 et hydraulique 2. Dans le cas où le premier dispositif d'activation est un moteur W comprenant une première partie mobile W10, cette partie mobile W10 reste dans une position propre à maintenir le freinage de précédence..
[0046] Selon un autre mode de réalisation, la présente méthode peut comporter une phase de désactivation automatique de la précédence pendant le freinage. A cet effet le premier dispositif d'activation est désactivé alors même que la commande de frein reste actionnée. Cela permet notamment de désactiver l'influence du module de précédence 4 pendant la phase de freinage régulier, qui résulte dans ce cas exclusivement de l'action du module hydraulique 2. Il peut être prévu que le premier dispositif d'activation soit temporisée de sorte à se désactiver automatiquement après une période prédéfinie. Si la pédale de frein reste activée au-delà de cette période prédéfinie, le premier dispositif d'activation se désactive automatiquement avant le relâchement de la pédale de frein. Alternativement, les capteurs déjà présents dans le système de freinage, notamment les capteurs de pression, de température ou d'autres capteurs, peuvent permettre de désactiver le module de précédence 4. Par exemple, la désactivation du module de précédence peut être conditionnée au fait que la pression hydraulique du module hydraulique est jugée suffisante. Dans ce cas, si l'un ou plusieurs des paramètres mesurés adoptent une valeur seuil prédéterminée, le premier dispositif d'activation se désactive automatiquement avant le relâchement de la pédale de frein. Cette disposition est applicable dans le cas où le premier dispositif d'activation est une première vanne électrique E1 ou un moteur W avec une première partie mobile W10. L'homme de métier comprend aisément que d'autres paramètres peuvent être considérés en plus ou alternativement, soit indépendamment soit en combinaison les uns avec les autres, pour la gestion de cette phase de désactivation du freinage de précédence durant la période de freinage.
[0047] Il est entendu que les termes « activation de la fonction de précédence », «activation du module de précédence », ou « activation du freinage de précédence » sont équivalents et qu'ils résultent de la détente du dispositif de détente 44. Cela ne préjuge en rien de l'état d'activation du dispositif d'activation. En l'occurrence, lorsque le premier dispositif d'activation est une première vanne électrique E1, le freinage de précédence est activé lorsque la vanne E1 est désactivée. Lorsque le premier dispositif d'activation est un moteur avec une première partie mobile W10, le freinage de précédence est activé lorsque la première partie mobile W10 est placée en position de précédence. Les termes « désactivation de la fonction de précédence » désignent l'opération inverse.
[0048] Il est entendu que la présence d'une temporisation n'exclut pas la détermination d'un ou plusieurs paramètres et réciproquement. La désactivation automatique du freinage de précédence peut ainsi être pilotée par la combinaison des deux, de sorte à garantir toute défaillance.
[0049] Tout au long de la présente description, les termes « précédence », « module de précédence », « freinage de précédence » et les termes associés sont relatifs à l'application d'une force de freinage précoce ou un taux de freinage précoce, par rapport au freinage pneumatique résultant de l'activation du système de freinage hydraulique. Le terme « précédence » est équivalent à « prédominance ». La précédence ou la prédominance s'entend donc comme une activation précoce du système de freinage pour au moins contrebalancer les éventuelles forces de résistances et les inerties inhérentes à l'ensemble de systèmes de freinage hydraulique et pneumatique.
Numéros de référence employés sur les figures
V Train de véhicules
V1, V2 Premier et second véhicule L1,L2,L3 Lignes de commande, hydraulique, électrique et pneumatique
X Zone de transition
FV1 Système de frein du premier véhicule PV1 Commande de frein FV2 Système de frein du second véhicule E1, E2 Vannes électriques E1a, E2a Alimentation en air comprimé E1b, E2b Echappement 1 Vanne hydropneumatique
11 Corps de vanne
2 Module hydraulique
21a, 21b Piston hydrauliques 22a, 22b Conduites d'alimentation hydrauliques
3 Module pneumatique
4 Module de précédence
41 Elément poussoir 41a Tête 41b Tige
42 Chambre de précédence
43 Conduite d'air comprimé
44 Dispositif de détente
45 Dispositif de réglage
46 Socle de détente
5 Élément protecteur
W Moteur
W10 Première partie mobile
W11 Alimentation de précédence
W20 Seconde partie mobile
W21 Alimentation de frein de parc
W30 Echappement

Claims

Revendications
1. Vanne hydropneumatique (1) comprenant un module hydraulique (2) et un module pneumatique (3) contenus dans un corps de vanne (11), le module hydraulique (2) comportant au moins un piston hydraulique (21a) alimenté en fluide hydraulique par une conduite (21b) et le module pneumatique comportant une alimentation en air comprimé et un piston pneumatique actionnable par le au moins un piston hydraulique, caractérisé en ce qu'elle comprend en outre un module de précédence (4) comportant un élément poussoir (41) mobile en translation dans une chambre de précédence (42) alimentée de manière continue en air comprimé et au moins un premier dispositif d'activation permettant d'activer ou de désactiver l'alimentation d'air comprimé, l'élément poussoir étant disposé dans l'alignement du au moins un piston hydraulique (21a) et en contact avec un dispositif de détente (44) mécanique, où ledit élément poussoir comporte une tige (41b) et une tête (41a) plus large que la tige et correspondant aux dimensions de la chambre de précédence (42), où la surface interne de la tête, connectée à la tige, est en contact avec l'air comprimé de la chambre de précédence, et où la surface externe de la tête, fait face à l'élément de détente (44).
2. Vanne hydropneumatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de détente (44) est en position armée lorsque le au moins un premier dispositif d'activation permet l'alimentation d'air comprimé dans la chambre de précédence (42) et en position déployée lorsque le au moins premier dispositif d'activation interrompt l'alimentation d'air comprimé.
3. Vanne hydropneumatique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le module de précédence (4) comporte un dispositif de réglage (45) permettant de prédéterminer l'énergie de précédence de l'élément de détente (44), accessible depuis l'extérieur de la vanne.
4. Vanne hydropneumatique selon la revendication 3, le module de précédence (4) étant disposé à une de ses extrémités, laquelle comporte en outre un cache amovible (5) protégeant ledit dispositif de réglage.
5. Vanne hydropneumatique selon l'une des revendications 3 et 4, ledit dispositif de réglage comportant plusieurs positions de réglage préétablies déterminées en fonctions de paramètres prédéterminés.
6. Vanne hydropneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite vanne hydropneumatique est adaptée pour être montée sur un véhicule pourvu d'un système de freinage hydraulique et d'une commande de frein, de sorte que le au moins un premier dispositif d'activation est activable par l'actionnement de ladite commande de frein.
7. Vanne hydropneumatique selon la revendication 6, caractérisée en ce que le au moins un premier dispositif d'activation est adapté pour désactiver le freinage de précédence lors du relâchement de la commande de frein.
8. Vanne hydropneumatique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ledit dispositif d'activation comprend ou est associée à un dispositif de déclanchement automatique.
9. Vanne hydropneumatique selon la revendication 8, où le dispositif de déclanchement automatique comprend une temporisation, ou bien est connectée à un ou plusieurs capteurs dont un ou plusieurs paramètres seuils prédéterminés déclenchent automatiquement ledit dispositif d'activation.
10. Vanne hydropneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un second dispositif d'activation, permettant d'activer le frein de parc.
11. Vanne hydropneumatique selon l'une des revendications 1 à 10, dans laquelle ledit au moins un premier dispositif d'activation est une première vanne électrique (E 1 ) permettant l'alimentation d'air comprimé dans la chambre de précédence (42) lorsqu'elle est sous tension et interrompant l'alimentation d'air comprimé dans la chambre de précédence (42) lorsqu'elle est électriquement désactivée.
12. Vanne hydropneumatique selon la revendication 10, dans laquelle ledit second dispositif d'activation est une seconde vanne électrique (E2) permettant d'actionner le module pneumatique lorsqu'elle est désactivée.
13. Vanne hydropneumatique selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel le au moins un premier dispositif d'activation est un moteur (W) comportant une première partie mobile (W10) et une alimentation d'air comprimé (W11) en communication fluidique avec la chambre de précédence (42), la première partie mobile étant mobile entre une position ouverte, autorisant l'alimentation de la chambre de précédence en air comprimé, et une position fermée, interrompant l'alimentation de la chambre de précédence en air comprimé.
14. Vanne hydropneumatique selon la revendication 10, dans laquelle les premier et second dispositifs d'activation sont un moteur (W) comprenant une alimentation de précédence (W10) et une alimentation de frein de parc (W21), une première partie mobile (W10) adaptée pour moduler la pression d'alimentation de précédence, et une seconde partie mobile (W21) adaptée pour moduler la pression de frein de parc.
15. Vanne hydropneumatique selon la revendication 14, dans laquelle ledit moteur (W) peut prendre une position de repos, une position de précédence, ou une position de frein de parc.
16. Vanne hydropneumatique selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que les dimensions de l'élément poussoir (41) sont déterminées de sorte à permettre une transition progressive entre le freinage de précédence (Fp) et le freinage hydraulique (Fh).
17. Véhicule ou train de véhicule équipé de la vanne hydropneumatique 1 selon l'une des revendications 1 à 16.
18. Méthode de freinage d'un train de véhicules (V) comprenant un véhicule tracteur (V1) équipé d'un système de frein hydraulique et un ou plusieurs véhicules tractés (V2) équipé d'un système de frein pneumatique, comprenant une phase de freinage de précédence (Fp), initiée dès l'activation de la commande de frein du véhicule tracteur (V1) par un dispositif de détente mécanique (44).
19. Méthode selon la revendication 18, où le taux de freinage durant la période de précédence s'inscrit dans les limites minimale (M1) et maximale
(M2) préconisées.
20. Méthode selon l'une des revendications 18 et 19, ladite phase de freinage de précédence (Fp) étant interrompue dès le relâchement de la pédale de frein dudit véhicule tracteur (V1).
21. Méthode selon l'une des revendications 18 à 20, comprenant en outre une étape de désactivation automatique de la phase de freinage de précédence (Fp) avant le relâchement de la pédale de frein si celui-ci survient après un délai de temporisation prédéterminé et/ou si des valeurs seuil de paramètres prédéterminés sont entretemps atteintes.
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