Brevet FR2098201A1 — publié le 19720310

La présente invention concerne un appareil destiné à fournir sous forme de variations de pression des signaux dépendant de forces variables de compression exercées sur l'appareil qui comprend un dispositif hydraulique comportant une chambre de pression rem-5 plie de fluide hydraulique et un dispositif destiné à exercer une pression variable sur ledit fluide proportionnellement aux forces de compression, un dispositif de régulation de pression commandé par le dispositif hydraulique et destiné à créer lesdites variations de pression, et un dispositif de circulation de fluide comprenant 10 un réservoir de fluide hydraulique et un dispositif de pompage sensible aux fluctuations des forces de compression et destiné à faire circuler le fluide hydraulique du réservoir à la chambre de pression. On utilise habituellement un tel appareil sur les véhicules de chemin de fer et d'autres véhicules, les variations de pression 15 étant utilisées comme signaux transmis à des dispositifs d'un système de réglage automatique des rapports de démultiplication d'un ensemble de freinage en fonction de la charge du véhicule; lorsque ce dernier circule, des irrégularités de la voie provoquent des fluctuations des forces de compression subies par l'appareil. 20 Dans un tel appareil connu, des variations de la pression du fluide contenu dans la chambre sont utilisées pour commander un dispositif de circulation de fluide comprenant un piston de pompe mobile dans un alésage d'une paroi de la chambre, et repoussé par un ressort placé dans le réservoir. Le fonctionnement normal du 25 dispositif de circulation dépend donc d'une pression variant suffisamment dans la chambre. L'invention concerne un appareil perfectionné dans lequel le rôle normal du dispositif de circulation est rempli indépendamment de la pression qui existe dans la chambre. 30 Plus précisément, l'invention concerne un appareil fournissant sous forme de variations de pression, des signaux dépendant de forces variables de compression exercées sur l'appareil ; celui-ci comprend un dispositif hydraulique comportant une chambre sous pression remplie de fluide hydraulique et un dispositif desti-35 né à exercer une pression variable sur ledit fluide, proportionnellement aux forces de compression, un dispositif de régulation de pression commandé par un dispositif hydraulique et destiné à créer ! BAD ORIGINAL ^ 71 20647 2098201 lesdites variations de pression et un dispositif de circulation de fluide comprenant un réservoir et un dispositif de pompage sensible aux fluctuations des forces de compression et destiné à faire circuler le fluide du réservoir à la chambre. Cet appareil se caracté-5 rise de plus en ce que le dispositif de pompage est monté dans un piston dont le rôle est de transmettre la force totale de compression d'un dispositif élastique monté dans le réservoir à ladite chambre. De préférence, le dispositif de régulation de pression 10 comprend une vanne commandée par le dispositif hydraulique destinée à régler l'introduction et l'évacuation d'un espace d'air comprimé provenant d'une réserve à pression constante, de manière que l'air placé dans ledit espace subisse lesdites variations de pression. L'appareil de l'invention a l'avantage que, lorsqu'on 15 l'utilise sur un véhicule mobile, le piston provoque le pompage désiré lorsqu'il subit les fluctuations maximales de charge, indépendamment de la présence de fluide dans la chambre sous pression et de toute fuite qui pourrait exister dans l'appareil. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 20 ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé dont la figure unique représente une coupe' verticale d'un appareil selon l'invention. L'appareil représenté comprend une butée 1 destinée à être supportée par un ressort hélicoïdal de compression (non représenté) 25 qui repose sur une boîto^raisSq/d'un véhicule' (non représentée). Un couvercle 2 est destiné à aider à supporter un châssis de boggie (non représenté). L'appareil est donc exposé à une force de compression qui varie avec la charge qui s'exerce sur le châssis du boggie, et qui est partiellement supportée par le ressort hélicoî-30 dal, et cette force, qui varie évidemment avec la charge totale du véhicule, est mise en oeuvre par l'appareil pour créer des signaux transmis à un système de régulation des forces de freinage exercées par les freins en fonction de la charge totale du véhicule. L'appareil comprend un carter 3 de forme générale cylindrique 35 creuse, avec une face interne cylindrique 4 revêtue d'une garniture 5 en matière à faible coefficient de frottement, par exemple en polytétrafluoréthylène ("Teflon"). Un premier piston creux 6 BAD ORIGINAL 71 20647 3 2098201 peut coulisser au contact de la garniture 5 et il est directement au contact du couvercle 2. le piston 6 est fixé au couvercle 2 et comporte une face interne cylindrique portant une garniture 7 à faible coefficient de frottement le long de laquelle coulisse un second 5 piston creux 8. Un anneau souple et élastique 42 d'étanchéité est serré par ses bords d'une part entre le piston 6 et le couvercle 2 et d'autre part entre le carter 3 et un anneau 40 comportant des orifices. Deux rondelles belleville 9 supportent le second piston 8 dans le carter 3. Un fluide hydraulique remplit l'espace compris 10 entre les pistons 6 et 8. Un troisième piston 10 peut coulisser dans le piston 6, un presse-étoupe/étant monté entre eux. l'extrémité supérieure du piston 10 est recouverte d'une membrane souple et élastique 12 serrée par son bord entre le couvercle 2 et le piston 6. le côté supérieur de la membrane 12 subit une pression exercée 15 par de l'air comprimé alors que l'espace qui se trouve sous la membrane 12 est en liaison avec l'atmosphère par tin passage 13- Comme on le verra plus loin, l'air comprimé provient constamment d'une réserve dans l'espace qui se trouve au-dessus de la membrane 12 par un alésage 28 et une vanne, de manière que la pression de l'air 20 dans cet espace dépende de la force de compression exercée sur l'appareil . la force de compression se transmet de la butée 1 au couvercle 2 par un trajet qui comprend les surfaces sphériques 41 de la butée-1-et du carter 3, les rondelles belleville 9, le piston 25 8, le fluide entre les pistons 8 et 6, le piston 6 et le couvercle 2. Cependant, une partie prédéterminée de la force se transmet du piston 6 au couvercle 2 par l'intermédiaire du piston 10 dont la face inférieure est exposée à la pression du fluide hydraulique qui communique avec l'espace placé entre les pistons 6 et 8 par un pas-30 sage 14 comportant un élément 15 de rétrécissement ou d'amortissement. la partie de la force transmise par le piston 10 est ensuite transmise par l'air comprimé agissant sur la face supérieure de la membrane 12 et sur la face inférieure du couvercle 2. Ainsi, la pression variable de l'air comprimé agissant sur la membrane 12 35 peut être utilisée comme un signal correspondant à la force totale de compression transmise. On peut mesurer cette pression variable ou l'utiliser de toute manière convenable, en la transmettant par BAD ORIGINAL 71 2Û647 . 2098201 • une tuyauterie (non représentée) associée à un raccord 16 du couvercle 2. La garniture 7 et le presse-étoupe 11 empêchent pratiquement toute fuite de fluide hydraulique. Certaines fuites sont évidemment 5 inévitables, et tout fluide qui a fui passe dans un réservoir formé par l'espace compris entre le piston 8 et le carter 3 ; ce réservoir est mis à l'atmosphère par un dispositif non représenté sur le dessin. Le piston 8 contient un manchon 17 ayant un alésage central 10 18 fermé par un clapet 19 repoussé par un ressort. Le manchon 17 contient aussi un piston creux 20 comportant un alésage central 21 fermé par un clapet 22 rèpoussé par un ressort. Le piston 20 comporte un support annulaire élastique 23 coopérant avec l'extrémité inférieure d'un ressort 24 de compression dont l'extrémité supé-15 rieure porte contre la face inférieure du piston 8. Ainsi, le piston 20 est repoussé vers le bas et vient au contact d'une surface de la partie inférieure du carter 3, cette surface comporte une rainure 25 formant un passage de l'alésage 21 au réservoir. Les deux clapets 19 et 22 agissent comme des clapets de non-retour, et 20 dans le cas de déplacements relatifs du piston 8 et du carter 3 provoqués par des variations de la force transmise (de telles variations provenant par exemple des variations de la voie sur laquelle circule le véhicule) les deux clapets 19 et 22 et le piston 20 fonctionnent comme une pompe assurant le passage de fluide hydrau-25 lique du réservoir à l'espace compris entre les pistons 6 et 8. Le débit dans cet espace est normalement supérieur aux fuites qui peuvent exister à ce moment, et en conséquence l'appareil comprend line soupape de décharge 26 de type connu montée dans le piston 6 et destinée à s'ouvrir lorsque ce dernier a atteint un certain niveau 30 par rapport au carter 3- Une partie de la soupape 26 vient au contact d'un rebord 27 fixé au carter 3 et le fluide hydraulique peut alors passer de l'espace compris entre les pistons 6 et 8 au réservoir par des canaux verticaux de la face interne du carter 3. Il faut noter que le fonctionnement du dispositif de pompage formé par. 35 les éléments 19, 22 et 20 est indépendant de la pression du fluide entre les pistons 6 et 8. Cette fonction de pompage dépend seulement de la compression variable des rondelles élastiques 9, 71 20647 5 2098201 c'est-à-dire des variations de la distance entre le piston 8 et le bas du carter 3- De l'air comprimé parvient constamment par l'alésage 28 à une vanne de type connu et maintient à un certain niveau un clapet 5 29 reposant sur une vis 30 solidaire du piston 10. Bien que la vanne soit connue par elle-même et qu'elle ne fasse pas partie de l'invention, sa conception et son fonctionnement sont brièvement décrits plus loin. Le piston 10 est repoussé vers le haut par la pression 10 hydraulique agissant sur sa face inférieure, ainsi que par un ressort 31 de compression peu puissant. Le clapet 29 est repoussé vers le haut contre un siège de valve sur un autre clapet 32 comportant un alésage central 33 relié à l'atmosphère par un dispositif non représenté sur le dessin. Le clapet 32 est repoussé vers le bas par 15 un ressort 34 de compression prenant appui contre un bouchon fileté 35 du couvercle 2. Un manchon 36 comportant un siège 37 destiné à coopérer avec le clapet 32 se trouve dans l'alésage central du couvercle 2 au-dessous du bouchon 35. Cet alésage loge aussi un manchon 38 et un joint d'étanchéité 39 est serré à son bord externe 20 par les manchons 36 et 38, tout en assurant aussi l'étanchéité contre le clapet 32. Dans le cas oîi le piston 10 se déplace vers le haut du fait d'une augmentation de la charge du véhicule, provoquant l'élévation de la pression moyenne du fluide hydraulique, la vis 30 qui s'élève 25 coopère avec le clapet 29 et élève l'organe 32 en permettant à de l'air comprimé passant par l'alésage 28 de pénétrer dans l'espace d'air au-dessus du piston 10. Ceci provoque une augmentation de la pression de l'air au-dessus du piston 10 et éventuellement un mouvement vers le bas du piston 10 avec la vis 30 et le clapet 32 jus-30 qu'à ce que ce dernier vienne au contact du siège 37 et coupe ainsi l'entrée d'air comprimé. Dans le cas d'une diminution de la pression de fluide hydraulique, le piston 10 descend et le clapet/participe à cette descente. Un tel mouvement provoque une ouverture de la vanne entre 35 l'espace qui se trouve au-dessus du piston 10 et l'alésage 33. Ainsi, il existe un courant d'air de l'espace qui se trouve au- à 1'atmosphère dessus de la membrane 12 et du piston 10/ jusqu'à ce que ce dernier 71 20647 6 2098201 se soit déplacé vers le haut à nouveau et ait élevé le clapet 30 en fermant la connexion avec l'alésage 33. On peut ainsi noter que la pression de l'air dans l'espace qui se trouve au-dessus de la membrane 12 dépend de la force totale 5 de compression exercée sur l'appareil, et on peut utiliser les variations de cette pression d'air comme signaux, par exemple pour provoquer le fonctionnement de dispositifs sensibles à la pression et destinés à faire varier les rapports de démultiplication des ensembles de freinage du véhicule. 10 Les pièces 28 à 38 forment un dispositif de régulation de pression commandé par le dispositif hydraulique, et le dispositif de pompage 19, 20 et 22 est monté dans le piston 8 dont le rôle est de transmettre la force totale de compression provenant du dispositif élastique constitué par les rondelles 9 montées dans le réser-15 voir hydraulique à une chambre sous pression placée entre les pistons 8 et 6. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs 20 sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. 71 20647 7 2098201 REVENDICATIONS 1 - Appareil destiné à fournir des signaux variables de pression en fonction de forces variables de compression exercées sur lui, du type qui comprend un dispositif hydraulique comprenant 5 une chambre sous pression remplie de fluide hydraulique et un dispositif destiné à exercer une pression variable sur ledit fluide proportionnellement aux forces de compression, un dispositif de régulation de pression commandé par le dispositif hydraulique destiné à créer des variations de pression constituant les signaux, et un 10 dispositif de circulation de fluide comprenant un réservoir et un dispositif de pompage sensible aux fluctuations desdites forces de compression et destiné à faire circuler le fluide hydraulique du réservoir à la chambre sous pression, ledit appareil étant caractérisé en ce que le dispositif de pompage est monté dans un piston 15 destiné à transmettre la force totale de compression d'un dispositif élastique monté dans le réservoir du fluide hydraulique à ladite chambre sous pression. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de régulation de pression comprend une vanne 20 commandée par le dispositif hydraulique et destinée à réguler l'entrée dans un espace et la sortie de cet espace d'air comprimé provenant d'une réserve à pression constante, de manière que lesdites variations de pression soient créées dans l'air qui se trouve dans ledit espace.