Brevet FR2162487A1 — publié le 19730720

La présente invention concerne un dispositif de freinage par fluide sous pression pour véhicules, en particulier pour véhicules sur rails, comprenant un cylindre de frein avec accumulateur élastique dont le piston est soumis d'un côté à la force d'un ressort et de l'autre côté I la pression d'un luide admis dans une chambre de commande et agissant dans le sens correspondant au desserrage des freins, ladite chambre de commande étant reliée à la sortie d'une soupape de retenue à double effet dont une des entrées communique, éventuellement par l'intermédiaire d'une soupape de freinage, avec une source ou un réservoir de fluide sous pression tandis que l'autre entrée communique avec une pompe à fluide sous pression actionnable sur intervention volontaire. Dans les dispositifs de freinage connus du type précité, la chambre de commande du cylindre de frein avec accumulateur élastique est, lorsque les freins sont à l'état desserré et prets à entrer en fonctionnement, alimentée en fluide sous pression à partir d'une source ou autre réservoir de fluide sous pression. En cas de défaillance de cette source ou de ce réservoir, et par conséquent de la pression d'alimentation, le fluide sous pression contenu dans la chambre de commande du cylindre de frein avec accumulateur élastique s'échappe lui aussi, soit immédiatement, soit selon le mode de construction adopté pour le dispositif de freinage, lors de l'actionnement de la soupape de freinage qui y est éventuellement prévue. L'accumulateur élastique du cylindre de frein provoque alors le serrage des freins du véhicule. Pour redesserrer ultérieurement les freins malgré l'absence de pression de la source ou du réservoir de fluide, par exemple lorsqu'il s'agit de manoeuvrer ou de remorquer le véhicule, la chambre de commande du cylindre de frein avec accumulateur élastique peut être à nouveau alimentée en fluide sous pression à partir de la pompe à fluide actionnable sur intervention volontaire.La soupape de retenue à double effet change alors de position et interrompt la communication entre la chambre de commande du cylindre et la source ou le réservoir de fluide sous pression. Au terme de la manoeuvre ou du remorquage du véhicule, il est nécessaire dans les dispositifs de freinage connus de purger à nouveau par l'actionnement d'une soupape la chambre de commande du cylindre de frein avec accumulateur élastique, car autrement, une fois la source ou le réservoir de fluide sous pression réparé et rechargé, le dispositif de freinage du véhicule pourrait faillir à sa fonction; dans le cas en effet où la pression établie dans la chambre de commande du cylindre par l'actionnement de la pompe à fluide sous pression manoeuvrable sur intervention volontaire aurait atteint une valeur supérieure à la valeur de la pression régulée de la source ou du réservoir de fluide sous pression, la soupape de retenue à double effet conserverait même après le rechargement de la source ou du réservoir de fluide sous pression la position dans laquelle elle isole cette source ou ce réservoir, si bien qu'une nouvelle chute de pression éventuelle dans cette source ou ce réservoir de fluide sous pression ne se communiquerait pas à la chambre de commande du cylindre;Le cylindre de frein avec accumulateur élastique conserverait donc en ce cas, malgré la défaillance de la source ou du réservoir de fluide sous pression, sa position correspondant au desserrage des freins et ne pourrait plus provoquer le serrage de ces derniers même si l'on actionne la soupape de freinage éventuellement prévue à cette fin. La présente invention s'assigne pour but de concevoir un dispositif de freinage par fluide sous pression du type précité, qui remédie aux défauts ci-dessus mentionnés des dispositifs de freinage connus, et qui garantisse ainsi que, lorsque la source ou le réservoir de fluide sous pression sont convenablement chargés ou lorsque la soupape de freinage éventuellement prévue est correctement actionnée, un freinage ait toujours lieu nonobstant une éventuelle opération antérieure de desserrage des freins à partir de la pompe à fluide sous pression actionnable sur intervention volontaire. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grace au fait qu'est insérée dans la canalisation qui relie la pompe à fluide sous pression à la soupape de retenue à double effet une soupape de manoeuvre qui est commandée par la pression régnant dans la source ou le réservoir de fluide sous pression, et qui n'établit la communication à travers ladite canalisation que lorsque cette pression s'abaisse en dessous d'une certaine valeur de seuil , tandis qu'elle interrompt autrement cette communication et met en liaison l'élément de ladite canalisation qui la relie à la soupape de retenue à double effet avec l'atmosphère ou avec une ligne de retour de fluide qui est constamment sous pression nulle. L'invention sera expliquée plus en détail à la faveur de deux exemples de réalisation illustres psr le es~ivls ci-an ne és, en lesquels La figure 1 représente scll matiquement un irpositiF- de freinage par fluide sous pression pour véhicules selon l'invention, de nature pneumatique. La figure 2 représente schématiquement un dispositif de freinage analogue mais de nature hydraulique. Sur la figure 1, un réservoir d'air comprimé 1, qui est constamment chargé à partir d'un compresseur non représenté, est relié par une canalisation 2 à une entrée 3 d'une soupape de retenue à double effet . La seconde entrée 5 de cette soupape de retenue à double effet est elle-même raccordée par l'intermédiaire d'un élément 6 d'une canalisation 6, 7 à une entrée 8 d'une soupape de manoeuvre 9.La soupape de manoeuvre 9 est commandée par piston: lorsqu'une pression est appliquée à son entrée de commande 10, elle met en communication son entrée 8 avec un conduit de purgeage 11 et obture simultanément son orifice 12, tandis que, en l'absence de pression de commande appliquée à son entrée 10, un ressort 13 lui fait prendre automatiquement une position telle que les orifices 8 et 12 soient reliés l'un à l'autre tandis que le conduit de purgeage 11 est bloqué. L'élément 7 de la canalisation 6, 7 mène de l'orifice 12 de la soupape de manoeuvre 9 à une pompe à air 14 actionnable au pied ou à la main. La sortie 15 de la soupape de retenue à double effet 4 communique par l'intermédiaire d'une canalisation 16 avec la chambre de commande 17 d'un cylindre de frein 18 avec accumulateur élastique.Ce cylindre de frein 18 comprend un piston 20 qui limite la chambre de commande 17 et qui est chargé sur son autre face par un ressort d'accumulation 19, tandis que sur sa.tige 21 s!articule la timonerie non représentée d'actionnement des freins du véhicule. Partant de la canalisation 2, une canalisation de commande 22 mène à l'entrée de commande 10 de la soupape de manoeuvre 9. Le réservoir 1 étant supposé chargé en air comprimé, la canalisation 2 et la canalisation de commande 22 alimentent en air comprimé entrée de commande 10 de la soupape de manoeuvre 9 qui prend de ce fait la position représentée à la figure 1 des dessins à l'encontre de la force développée par le ressort 13. L'élément 6 de la canalisation 6, 7 se trouve ainsi relié au conduit de purgeage 11 et reste de ce fait hors pression indépendamment de l'actionnement éventuel de la pompe à air 14. Le piston d'obturation 23 de la soupape de retenue à doubleeffet4ooeupe la position représentée,pour laquelle ilbel'ément dela canalisation et relie l'une à l'autre les canalisations 2 et 16. Partant du réservoir d'air comprimé 1, le circuit constitué de la canalisation 2, de la soupape de retenue à double effet 4, et de la canalisation 16 alimente ainsi en air comprimé la chambre de commande 17 du cylindre de frein 18 avec accumulateur élastique, si bien que le piston 20 se trouve appliqué à l'encontre de la force du ressort 19 dans sa position extrême gauche, illustrée à la figure 1, pour laquelle il maintient desserrés les freins du véhicule. I1 va de soi que le véhicule est en outre équipé d'un autre frein à air comprimé, non représenté à la figure 1, et alimenté de préférence à partir du réservoir d'air comprimé 1, ce frein de construction usuelle servant de frein de service. Si le réservoir d'air comprimé 1 vient à manquer de pression par suite d'uneararie ou pour toute autre raison, l'air comprimé s' échappe également de la chambre de commande 17, et le ressort d'accumulation 19 repousse à présent le piston 20 vers la droite de la représentation de la figure 1, ce qui a pour effet d'actionner les freins du véhicule par l'intermédiaire de la tige de piston 21. On est ainsi assuré que le véhicule soit freiné en cas de défaillance de l'alimentation en air comprimé.En même temps que le réservoir d'air comprimé 1, l'entrée de commande 10 de la soupape de manoeuvre 9 se trouve également privée de pression si bien que le ressort 13 bascule la soupape de manoeuvre 9 dans la position qui isole l'élément 6 de la canalisation du conduit de purgeage 11 et qui relie l'un à l'autre les deux éléments 6 et 7 de cette canalisation et rétablit ainsi la communication à travers cette canalisation. Au cas où le véhicule ainsi freiné doit être manoeuvré ou remorqué , il est possible d'alimenter à nouveau en air comprimé la chambre de commande 17 du cylindre de frein en actionnant convenablement la pompe à air 14, ceci grâce au circuit comprenant la canalisation 6, 7 et la soupape retenue à double effet 4 (laquelle change de position du fait de l'arrivée d'air comprimé refoulé par la pompe 14 vers entrée 5 et du déplacement qui en résulte du piston 23 vers sa position gauche) ainsi que la canaligation 16; la pression montant dans la chambre de commande 17, le piston 20 est à nouveau repoussé contre la force du ressort d'accumulation 19 vers la gauche, ce qui a pour effet de desserrer les freins du véhicule. La soupape de tenue a dou- ble effet 'r s'oppose à un reflux de l'air comprimé Il de la cnam- bre de commande 17 en direction de la canalisation 2, et une soupape de retenue incorporée à la pompe à air 1;-, non représentée, empêche pareillement un reflux de l'air comprimé z travers cette pompe 14. Le véhicule peut dans ces conditions être déplacé. Si les freins du véhicule doivent être à nouveau actionnés après avoir été desserrés comme indiqué ci-dessus grâce à l'actionnement de la pompe à air 1, celle-ci est amenée dans une position de manoeuvre qui provoque l'ouverture de la soupape de retenue non illustrée qui y est incorporée, et qui permet à l'air comprimé contenu dans la chambre de commande 17 de s'échap- per à l'atmosphère à travers la soupape de retenue à double effet 4, la soupape de manoeuvre 9, et la pompe à air 1. Au cas où cette pompe à air 14 ne comprendrait pas de dispositif incorporé permettant l'ouverture de sa soupape de retenue, il serait possible, comme indiqué en traits ponctués à la figure 1 des dessins, d'obtenir le même résultat par une brève ouverture d'un robinet d'isolement 25 disposé dans un conduit 2s relIant l'élément 7 de la canalisation C, 7 à l'atmosphère. La chambre de commande 17 se trouvant ainsi à nouveau purgée, la force du ressort d'accumulation 19 actionne à nouveau les freins du véhicule. Si, après un desserrage des freins obtenu de la façon précédemment décrite grâce à l'actionnement de la pompe à air 14, le réservoir à air comprimé 1 est de nouveau chargé en air comprimé, ce dernier parvient par la canalisation 2 et la canalisation de commande 22 à l'entrée de commande 10 de la soupape de manoeuvre 9 qui se trouve de nouveau basculéecontre la force du ressort 13. L'élément 5 de la canalisation ó, 7 se trouve de ce fait à nouveau isolé de 1' élément 7 et mis en communication avec le conduit de purgeage 11.Cet élément de canalisation w est ainsi déchargé si bien que l'air comprimé en provenance du réservoir 1 qui parvient à l'entrée 3 de la soupape de retenue à double effet 4 peut renvoyer son piston 23 vers la position terminale de droite représentée à la figure 1 des dessins, et pour laquelle l'élément G se trouve séparé de la canalisation 1G, tandis que cette dernière est mise en communication avec la canalisation 2. Cette manoeuvre rétablit automatiquement l'état de fonctionnement normal du dispositif de freinage par fluide sous pression; même un excès de charge de la chambre de commande 17 pendant le processus de desserrage des freins par actionnement de la pompe -, air ne peut faire échec à ce retour à l'état de fonctionnement normal. Le dispositif de freinage hydraulique de la figure 2 comprend une cuve à huile 30, à partir de laquelle une pompe 31 envoie de l'huile sous pression dans une canalisation 32 qui représente ainsi une source de guide sous pression. Branchée en dérivation sur la canalisation 32, une soupape de trop plein 33 réglée sur une valeur de pression déterminée ramène l'huile en excédent vers la cuve 30, ceci afin d'éviter une surcharge de la canalisation 32. Cette dernière mène à une soupape de freinage 34 au moyen de laquelle peut être mise volontairement sous pression une canalisation 35. Une canalisation de retour 36 ramène huile de la soupape de freinage 34 à la cuve 30.Cette canalisation 35 est raccordée à l'entrée 3' de la soupape de retenue à double effet 4', dont la sortie 15' est elle-même reliée par l'intermé- diaire de la canalisation 16' à la chambre de commande 17' du cylindre de frein 18' avec accumulateur élastique. La seconde entrée 5' de la soupape de retenue à double effet 4' est reliée, par l'inttrmédiaire de la canalisation 6', 7', à la pompe 14' accionnable sur intervention volontaire par l'intermédiaire d'une soupape de manoeuvre 9', laquelle fonctionne de la même manière que la soupape de manoeuvre 9 décrite à propos de la figure 1. La pompe 14' est choisie du type à autoamorçage; son orifice d'aspiration est relié par une canalisation de retour 37 à la cuve à huile 30. L'orifice de sortie 11' de la soupape de manoeuvre 9' est relié par une canalisation 38 à la canalisation de retour 37. Entre l'élément 7' de la canalisation 6', 7' et la canalisation de retour 37 est interposé un robinet d'isolement 25'. Partant enfin de la canalisation 35, une canalisation de commande 22' aboutit à l'entrée de commande 10' de la soupape de manoeuvre 9'. Les freins étant en position dés serré et prêts au fonctionnement, la pompe 31 envoie de l'huile sous pression dans la canalisation 32, puis, sous le contrôle de la soupape de freinage 34, dans la canalisation 35, la soupape de retenue à double effet 4', la canalisation 16' et 1-a chambre de commande 17' du cylindre de frein 18' avec accumulateur élastique, lequel occupe par conséquent sa position de desserrage des freins. La soupape de manoeuvre 9' met en communication l'élément 6' de la canalisation 6', 7' avec la canalisation 38, la canalisation de retour 37, et la cuve à huile 30. Pour freiner le vé.licule, on abaisse la pression régnant dans la cannlistion 5 et par conséquent dans la chambre de commande 17' grâce à une manoeuvre appropriée de la soupape de freinage 3 qui provoque un éC,rEp?ement d 'ffiuile à travers la canalisation de retour .6 en direction de la cuve à huile 30, ce qui permet au ressort d'accumulation du cylindre de frein 13' de provoquer le serrage des freins du véhicule en réponse à cette réduction de pression dans la chambre de commande 17'.Pour desserrer à nouveau les freins, la pression dars la chambre de commande 17' est rétablie à la pleine valeur de réglage au moyen d'une action inverse sur la soupape de freinage 3. En cas de défaillance de la pompe 31 ou de la soupape de freinage 34, la canalisation 25 et avec elle la chambre de commande 17' du cylindre de frein 13' se trouvent déchargées et les freins du véhicule se trouvent par conséquent actionnés au plus tard lorsque lton manoeuvre la soupape de freinage 34. Pour obtenir volontairement le desserrage des freins, on peut à nouveau pomper de huile sous pression en direction de la chambre de commande 17' grâce à la pompe 14', le robinet d'isolement 25' étant alors fermé, et cette huile parvenant à la chambre de commande par l'intermédiaire de la canalisation o', 7' ouverte par le basculement de la soupape de manoeuvre 9' ainsi que de la soupape de retenue à double effet 4' à présent elle aussi basculée. Après un tel desserrage des feins, l'ouverture du robinet d'isolement25' permet de purger à nouveau volontairement la chambre de commande 17' en vue d'actionner les freins. Au cas cependant où, les freins étant encore desserrés volontairement, de l'huile sous pression peut être à nouveau introduite dans la canalisation 35 à partir de la pompe 31 et de la soupape de freinage 34, cette huile sous pression parvient également par la canalisation 22' à l'entrée de commande 10' de la soupape de manoeuvre 9' qu'elle ramène à sa position de manoeuvre représentée à la figure 2 des dessins. L'élément o' de la canalisation 6', 7' se trouve ainsi relié dans tous les cas à la cuve à huile 30, et de ce fait déchargé; ceci permet à la pression d'huile régnant dans la canalisation 35 de rebasculer la soupape retenue à double effet dans sa position initiale et de rétablir ainsi la communication avec la canalisation 16'. Ainsi se trouve également rétabli de façon automatique l'état de fonctionnement normal du dispositif de freinage hydraulique. Grâce à l'interposition de la soupape de manoeuvre 9 ou 9' dans la canalisation 6, 7 ou 6', 7', on est ainsi assuré que, lors du rétablissement de la pression dans le réservoir d'air comprimé 1 ou dans la canalisation 35, la soupape de retenue à double effet 4 ou 4' revienne à sa position de manoeuvre normale, pour laquelle cette soupape relie le réservoir d'air comprimé 1 ou la pompe 31 (par l'intermédiaire de la soupape de freinage 34) à la chambre de commande 17 ou 17' du cylindre de frein 18 ou 18'. R E V E s D I C A T I O .. S 1. Dispositif de freinage par fluide sous pression pour véhicules, en particulier pour véhicules sur rails, comprenant un cylindre de frein avec accumulateur elstlqu dont le piston est soumis'm côté à la force d'un ressort et C l'autre côté à la pressior 'un fluide admis dans une chambre de commande et agissant dans le sens correspondant au (esscrraOe des freins, ladite chambre de commande étant reliée ^ la sortie d'une soupape de retenue à double effet dont une des entrées communique, éventuellement par l'intermédiaire d'une soupape de freinage, avec une source ou un réservoir de fluide sous pression tandis que l'autre entrée communique avec une pompe à fluide sous pression actionnable sur intervention volontaire, caractérisé par le fait qu'est inséréedans la canalisation qui relie la pompe à fluide sous pression à la soupape de retenue à double effet une soupape de manoeuvre qui est commandée par la pression régnant dans la source ou le réservoir de fluide sous pression et qui n'établit la communication à travers ladite canalisation que lorsque cette pression s'abaisse en-dessous d'une certaine valeur de seuil, tandis qu'elle interrompt autrement cette communication et met en liaison l'élément de ladite canalisation qui la relie à la soupape de retenue à double effet avec l'atmosphère ou avec une ligne de retour de fluide qui est constamment sous pression nulle. 2. Dispositif de freinage par fluide sous pression selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'unie canalisation de commande relie la source ou le réservoir de fluide sous pression à l'entrée de commande de la soupape de manoeuvre actionnable par pression de fluide..