Brevet FR2111809A1 — publié le 19720609

L'invention concerne une soupape de pesée pour régulateurs d'effort de freinage en fonction de la charge dans les freins à fluide sous pression de véhicules, en particulier de véhicules ferroviaires, qui comporte une soupape régula-5 trice de pression disposée dans un boîtier qui supporte la charge du véhicule et servant à régler une pression de commande proportionnelle à la charge du véhicule, la soupape régulatrice de pression étant commandée, par l'intermédiaire d'une suspension et d'une transmission réductrice mécanique, par une frac- 10 tion de la charge du véhicule, contre la force de rappel d'une membrane qui subit la pression de commande. Dans les soupapes de pesée déjà connues du genre ci-dessus, la transmission réductrice est réalisée sous forme d'une transmission à leviers, articulée d'une part à la 15 suspension de véhicule qui s'appuie contre une boîte d'essieu d'une roue de véhicule, montée de façon pivotante dans sa région centrale sur le châssis du véhicule et accouplée par sa deuxième extrémité à la membrane. La suspension élastique de la soupape est assurée par la suspension du véhicule et par l'élasticité 20 de la transmission à leviers. Etant donné le rapport élevé de démultiplication qui est exigé, les dimensions de la transmission réductrice ne peuvent pas être inférieures à un minimum déterminé, pour des raisons de construction ; ainsi, c'est seulement dans des cas exceptionnels quel'on peut la loger dans le 25 corps de la soupape de pesée et la soupape de pesée devient alors grande et coûteuse en conséquence. Toutefois, par suite de la suspension élastique et du frottement de la transmission à levier, il se produit une hystérésis dans le comportement de commande de la soupape de pesée relativement à la pression de 30 commande, de sorte que des processus de commande par la soupape de pesée étaient occasionnés seulement en cas de variations de charge du véhicule, mais pas par des cahots de sorte que la consommation d'air comprimé de la soupape de pesage est réduite comme cela est souhaitable. 35 L'invention a pour but de réaliser une soupa pe de pesée du genre indiqué plus haut dans laquelle la suspension et la transmission réductrice puissent être robustes, simples et de petite dimension, et dans laquelle la fabrication et le montage de la soupape de pesée soient en conséquence moins 11 o coûteux. 71 37980 2 2111809 Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que la suspension et la transmission réductrice sont constituées par un ressort en forme de plaque qui subit d'une part en son centre la force de rappel et qui est soutenu par son 5 bord contre le boîtier, ou bien qui est appuyé en son centre contre le boîtier et qui subit sur son bord la force de rappel, et qui, d'autre part, subit dans une région annulaire intermédiaire la charge du véhicule. Toujours selon l'invention, il est avantageux 10 que le ressort en forme de plaque soit constitué de plusieurs plaques séparées empilées l'une sur l'autre. En choisissant l'épaisseur et le nombre des plaques, on peut régler l'élasticité et le frottement interne de la plaque de suspension à des valeurs qui sont optimales quant à l'hystérésis de la réponse 15 de la soupape de pesée. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté en coupe au dessin annexé une forme de réalisation de la soupape de pesée selon l'invention. Dans un boîtier 1 destiné à être relié au 20 châssis non représenté d'un véhicule se trouve une chambre 3 limitée par une membrane 2 et communiquant avec une tubulure de raccordement k. Contre la membrane 2 est appliqué, du côté opposé à la chambre 3> un plateau 5 qui, par l'intermédiaire d'un élément de pression 6 et d'une bille 7 encastrée dans celui-ci, 25 s'appuie contre un ressort en forme de plaque circulaire 8 formée de deux plaques séparées posées l'une sur l'autre. L'élément de pression 6 est monté de manière à pouvoir coulisser dans une portion annulaire 9 du boîtier qui est située entre le plateau 5 et la plaque de ressort 8. La cavité 10 du boîtier 1, qui 30 contient le plateau 5i l'élément de pression 6 et la plaque de ressort 8, communique avec l'atmosphère par un perçage 12 muni d'un filtre à air 11. Du côté de la bille 7» la plaque de ressort 8 s'applique près de son bord contre un élément annulaire 13 de préférence en acier à ressort qui, d'autre part, s'appuie contre 35 la portion 9 du boîtier près de la transition entre celle-ci et une portion cylindrique 14 du boîtier qui entoure avec un faible jeu la plaque de ressort 8. La portion 1^ du boîtier maintient l'élément annulaire 13 dans une position concentrique à la bille 7. D'autre part, dans une région annulaire intermédiaire mais 40 proche de son bord, la plaque de ressort 8 s'applique contre un 71 37980 3 2111809 élément annulaire 15 qui est également de préférence en acier à ressort. L'élément annulaire 15» plus petit que l'élément annulaire 13» est placé dans une gorge annulaire d'une plaque de pression 16 et est maintenu par celle-ci dans une position con-5 centrique à l'élément annulaire 13 et à la bille 7» La plaque de pression 16 est montée a ans la portion 14 du boîtier, parallèlement à la plaque de ressort 8 et de manière à pouvoir coulisser axialement ; entre le bord de la plaque de pression 16 et une bague 17 encastrée dans la portion 14 du boîtier et fai-10 sant saillie radialeinent vers l'intérieur est serré un anneau de caoutchouc 18. Par une portion centrée 19 soumise à la pression et située du côté opposé à la plaque de ressort 8, la plaque de pression 16 s'applique, avec interposition d'une suspension non représentée du véhicule sur une boîte 15 d'essieu, non représentée également, d ; une roue du véhicule. Dans la chambre 3 est appliqué de façon centrée contre i-a membrane 2 un poussoir £0 qui se termine par un siège de soupape 21, en faf:e d'un double cxapet 22» Un ressort 20 23 comprimé entre le corps i ec le poussoir 20 pousse le poussoir 20 contre la membrane 2. Avec un siège de soupape 24 solidaire du boîtier, le double clapet 22 forme une soupape 24, 22 qui contrôle la communication entre une cavité 25 et la chambre 3. Dans lu cavité 25 débouche un conduit 27 qui mène à une 25 tubulure de raccordement 26. La double clapet 22 est maintenu dans une monture 28 qui est guidée eï peut coulisser de façon étanche dans une pièce rapportée 29 qui limite la cavité 25. La pièce rapportée 2Q est maintenue de façon immobile et étanche dans un alésage 31 du boîtier 1, qui est isolé de l'atmosphère 30 par un capuchon de désaération 30 « Le double clapet 22 et la monture 28 sont munis d'un perçage axial 32 qui présente un plus petit diamètre que le siège de soupape 21. Le perçage axial 32 débouche dans une cavité 33 prévue dans la pièce rapportée 29 et communiquant avec l'alésage 31» Dans la cavité 33 se trouve un 35 ressort 34 s'appuyant contre la pièce rapportée 29 et poussant la monture 29 contre le siège de soupape 24. Le boîtier 1 est divisé dans le plan de la membrane 2 et maintenu assemblé par des vis 35. A l'aide des trous 36, le boîtier 1 peut se fixer au châssis du véhicule. 40 A la tubulure de raccordement 26 peut être BAD ORIGINAL 71 37980 k 2111809 reliée une source d'air comprimé et à la tubulure de raccordement k peut être reliée l'entrée de pression de commande du régulateur de force de freinage, non représenté. Dans l'état assemblé, la soupape de pesée est 5 soumise à la charge du véhicule destinée à être supportée par la roue du véhicule. Dans la cavité 25 règne la pression de la source de fluide sous pression et on supposera que dans la chambre 3» il règne une pression de commande correspondant à la charge du véhicule. Les soupapes 21, 22 et 2k, 22 sont fermées. 10 La boîte d'essieu ou la suspension du véhicule pousse l'élément annulaire 15» par l'intermédiaire de la plaque de pression 16, contre la plaque de ressort 8 qui transmet la majeure partie de la force de pression, par l'intermédiaire de l'anneau de ressort 13, au boîtier 1 et donc au châssis du véhicule. Une partie de 15 la force de pression exercée par l'élément annulaire 15 est transmise de lia. claque de ressort 8, par la bille 7/ l'élément de pression 6 et le plateau 5, à la membrane 2 qui subit d'autre part exactement la même force provenant de la pression de commande qui règne dans la chambre 3. Par suite de sa sollicitation, 20 la plaque de ressort 8 fléchit légèrement, en prenant en section une forme ondulée. Si la plaque de pression 16 subit de brèves variations de charge comme celles qui sont causées par exemple par les cahots, la plaque de ressort 8 se comporte comme une 25 plaque rigide par suite du frottement de ses plaques élémentaires l'une contre l'autre. Les variations de charge sont donc transmises, sans variation de forme de la plaque de ressort 8, de l'élément annulaire 15 par la plaque de ressort 8 à l'élément annulaire 13 et donc au boîtier 1. La partie centrale de la 30 plaque de ressort 8 et donc l'élément de pression 6 conservent leur position relativement au boîtier 1 et les deux soupapes 21, 22 et 2k, 22 restent fermées. Par suite du frottement des deux plaques élémentaires l'une contre l'autre, les variations de charge ne peuvent donc pas communiquer de vibrations à la plaque 35 de ressort 8, même à la fréquence propre de celle-ci. Ainsi, la soupape de pesée n'exécute aucun processus de commande. Si la charge du véhicule diminue, par exemple par suite du déchargement du véhicule, et aussitôt qu'un certain degré de déchargement est atteint, la membrane 2 peut enfoncer 4-0 la plaque de ressort 8, par l'intermédiaire de l'élément de BAD ORIGINAL 71 37980 5 2111809 pression 6 et de la bille 7, en écartant les deux éléments annulaires 13 et 15. Sous la force du ressort 23, le poussoir 20 suit le mouvement de la membrane 2 et le siège de soupape 21 s'écarte du double clapet 22. Alors, de l'air comprimé s'échappe 5 de la chambre 3 vers l'atmosphère par la soupape ouverte 21, 22, le perçage 32, la cavité 33, l'alésage 31 et le capuchon de désaération 30, jusqu'à ce qu'il se soit produit dans la chambre 3 une diminution de pression correspondant à la diminution de charge du véhicule. La plaque de ressort 8 peut alors du fait 10 de sa tension propre, repousser à la position initiale la membrane 2 et le poussoir 20, par l'intermédiaire de la bille 7 et de l'élément de pression 6, pour fermer la soupape 21, 22. Si la charge du véhicule, appliquée à la soupape de pesée, est accrue dans une mesure qui dépasse un minimum 15 déterminé, les deux éléments annulaires 13 et 15 peuvent enfoncer la plaque de ressort 8 en direction de la bille 7. La bille 7, l'élément de pression 6 et le plateau 5 sont alors déplacés en direction de la chambre 3 et la membrane 2 est poussée dans la chambre 3» La membrane 2 entraîne le poussoir 20 qui, par 20 l'intermédiaire de son siège de soupape 21, écarte le double clapet 22 du siège 24. Alors, de l'air comprimé venant de la source d'air comprimé afflue par la cavité 25 et la soupape ouverte 24, 22 à la chambre 3 jusqu'à ce que soit atteint, dans celle-ci, un niveau de pression suffisant pour repousser à la 25 position primitive relativement au boîtier 1, au moins la portion centrale de la plaque de ressort 8, par l'intermédiaire de la membrane 2, du plateau 5, de l'élément de pression 6 et de la bille 7. Les ressorts 23 et 34 repoussent le poussoir 20 et la monture 28 à leur position initiale, la soupape 24, 22 se 30 referme et l'amenée d'air comprimé à la chambre 3 est ainsi interrompue. Dans la chambre 3, il règne alors une pression correspondant à la nouvelle charge du véhicule. Ainsi, la plaque de ressort 8 joue le rôle d'une transmission réductrice élastique amortie qui ne transmet 35 à la membrane destinée à être maintenue en équilibre par la pression de commande qu'une fraction déterminée de la charge du véhicule, destinée à être subie par la soupape de pesée,et assure en même temps que la soupape de pesée n'exécute pas de processus de commande inutiles causant une forte consommation 40 d'air comprimé. 71 3798Û 6 2111809 Selon une variante de l'exemple d'exécution décrit, il est possible aussi d'appuyer la plaque de ressort 8 en son centre contre le boîtier 1, par l'intermédiaire de pièces appropriées, et d'appuyer son bord contre le plateau 5- Alors, l'élément annulaire 15 doit présenter un diamètre notablement plus petit qu'il n'est indiqué dans l'exemple d'exécution. Il est possible aussi de remplacer les éléments annulaires 13 et 15 par des saillies annulaires, en forme de bourrelet ou de couteau, faisant corps avec le boîtier 1 ou la plaque de pression 16. 71 37980 7 2111809 REVENDICATIONS 1. Soupape de pesée pour régulateurs -d'effort de freinage en fonction de la charge dans les freins à fluide sous pression pour véhicules, en particulier pour véhicules ferroviaires, qui comporte une soupape régulatrice de pression disposée dans un Loitier qui supporte la charge du véhicule et servant à régler une pression de commande proportionnelle à la charge du véhicule, la soupape régulatrice de pression étant commandée, par 1 * intermédiaire d'une suspension et d'une transmission réductrice mécanique, par une fraction de la charge du véhicule, à 11 encontre de la force de rappel d'une membrane qui subit la pression de commande, caractérisée par le fait que la suspension et la transmission réductrice soj constituées par un ressort en forme de plaque qui subit d'une part en son centre la force de rappel et qui est appuyé par son bord contre le boîtier, ou bien qui est appuyé en son centre coacre le boîtier et qui subit sur son bord la force de rappel, et qui, d * autre part, subit c'ans une régioa annulaire intermédiaire la charge du véhicule, 2. Soupapç seicn la revendication 1, caractérisée par le fait que le ressort en forme de plaque se compose de plusieurs plaques se.: tirées empi Âées l'une sur l'autre. 3. 2o;ipape selc.i la revendication 1, caractérisée par le fait que le ressort en forme de plaque présente un contour circulaire. 4. Soupape selon l'une des revendications 1, 2 ou 3» caractérisée par le fait que dans le boîtier est montée, de façon en elle-même connue, de manière à pouvoir coulisser une plaque de pression supportant la charge du véhicule et contre laquelle la plaque de ressort parallèle à la plaque de pression s'applique, par sa région annulaire intermédiaire, avec interposition d'un élément annulaire posé à plat. 5. Soupape selon la revendication 4, caractérisée par le fait que contre le ressort en forme de plaque s'appliquent, du côté opposé à la plaque de pression,, dans sa zone marginale un élément annulaire qui s'appuie d'autre pari contre le boîtier et dans sa région centrale une bille qui s'appuie d'autre part contre la membrane. 6. Soupape selon la revendication 4, caractérisée pur le fait qu'un anneau de caoutchouc swrré entre 71 37980 8 2111809 la plaque de pression et une portion annulaire du boîtier qui s'applique par dessus la plaque de pression du côté opposé à la plaque de ressort.