Brevet FR2263420A1 — publié le 19751003

La présente invention se rapporteà un cylindre de frein comprenant un circuit de freinage à accumulateur à ressort agissant indirectement et un circuit de reinage de service agissant di rectement, le piston de l'accumulateur à ressort chargé par un ressort à accumulation d'énergie,foemant le carter pour le piston de frein de service et les deux pistons agissant simultanément sur une tige de manoeuvre du frein. On connaft déjà des cylindres de frein qui comprennent un circuit de freinage à accumulateur à ressort agissant indirectement et un circuit de freinage de service agissant direc tement. plais ces cylindres de frein connus présentent llinconvé- nient qui réside dans le fait qu'ils sont de constitution très complexe et que, par ailleurs, les forces fournies par les deux systètes de freinage s'ajoutent sur la tige de manoeuvre du frein. Dans une proposition antérieure, mais non encore publiée, on a proposé un cylindre de frein du genre susmenti né mais dans lequel des forces fournies par les deux systèmes de freinage ne s'ajoutent plus sur la tige de manoeuvre du frein. Mais un tel dispositif présente llinconvénient qui réside dans le fait que l'air comprimé pour le cylindre de frein de service est amené par le milieu du c8té de l'enceinte de l'accumulateur à ressort, qu'unie membrane pour le piston de l'accumulateur à ressort du circuit de freinage de service est insuffisamment guidée dans un carter commun pour les deux circuits de freinage et qu'un dispositif de desserrage mécanique pour rappeler le piston de l'accumulateur à ressort à l'encontre de la force du ressort de l'accumulateur ne peut pas etre prévu.Finalement, la charge, en air comprimé, du piston de l'accumulateur à ressort doit s'opérer par l'intermédiaire d'une membrane maintenue dans le carter. La présente invention a pour objet un cylindre de frein du genre mentionné en tette du présent mémoire, qui est beaucoup plus simple et plus str dans son fonctionnement, et dont le piston de l'accumulateur à ressort est guidé de façon impecca ble > ledit cylindre de frein poussant en outre être combiné avec un dispositif de desserrage mécanique. De plus, on doit pourvoir, dans un cylindre de freinage selon l'invention, charger directement et sans interposition d'un piston constitué par une membrane, le piston de ltaccumulateur à ressort à l'aide d'air comprimé à une pression réglée et provenant d'un reservoir de réserve. Le cylindre de frein conforme à l'invention est, à cet effet, essentiellement caractérisé par le fait que le piston de l'accumulateur à ressort comporte, dans des surfaces de guidage extérieures,une gorge pourvue d'au moins une ouverture de passage pour l'air comprimé pour le piston de frein de service et limitée par deux bagues d'étanchéité, la longueur axiale de cette gorge correspondant au moins à la longueur de la course du piston de l'accumulateur à ressort, alors que la paroi latérale pour le piston de l'accumulateur à ressort comporte, dans la plage des déplacements de la gorge, un raccord pour le passage de l'air comprimé pour le piston de l'accumulateur à ressort. D'autres caractéristiques et particularités de l'objet de l'invention sont indiquées dans les revendications annexées au présent mémoire dont elles font partie mais dans lequel elles n'ont pas été reproduites afin d'éviter des longueurs inut A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté, en coupe, au dessin annexé une forme de réalisation de l'objet de l'invention. Le cylindre de frein selon l'invention est constitué par un carter cylindrique 1 en forme de pot, fermé par un couvercle 2 qui est pourvu d'un dispositif de desserrage 3. Le carter 1 forme, avec un piston creux 4 de l'accumulateur à ressort, un cylindre de frein à accumulateur à ressort, ledit piston 4 étant chargé par un ressort accumulateur cylindrique 5 qui prend appui contre la face intérieure du couvercle 2 et contre le piston de l'accumulateur à ressort. Le piston creux 4 forme le carter ou bottier pour un cylindre de frein de service comportant un piston de frein de service, réalisé sous la forme d'une membrane 6 qui est serre ou sertie dans le piston 4 de l'accumulateur-d ressort.La membrane coopère avec un disque de pression 7 qui est attaqué par un tube 8 qui est guidé dans une douille de guidage 10' passant par une ouverture centrale 9 ménagée dans le piston 4, et solidaire d'une pièce de pression 10 dont l'extrémité arrière est accouplée à une tige de commande 11 du cylindre de frein. L'extrémité avant,non représentée,de la tige de commande est accouplée à la tringlerie de frein ou au frein. Dans le piston 4 prend appui un ressort 12 qui applique le disque de pression 7 contre la membrane. Le piston 4 de l'accumulateur à ressort est constitué par un fond 13 ayant la forme d'une cuvette et par un couvercle 14. Le fond 13 est entouré d'un élément de guidage cy lindrique 15 qui s'étend axialement et de façon sensible de part et d'autre du fond 13. Le piston 4 de l'accumulateur à ressort est guidé axialement dans le carter 1, le long des surfaces extérieurEs de l'élément de guidage qui forment une seule et meme pièce avec le fond 13. Le fond 13 en forme de cuvette est entouré du cOté voisin de la membrane 6, d'un bord circulaire 16 qui forme un êpat lement saillant pour le serrage ou le sertissage de la membrane G. Au bord circulaire 16 ou -à son épaulement se raccorde une s-urface de révolution 17, de forme conique,- dirigée vers l'extérieur et en retrait sur ledit bord, ladite surface de révolution 17 formant un angle aigu ck avec un plan radial passant par le bord 16. La surface annulaire ou de révolution 17 est limitée, du cOté extérieur, par une portion de surface cylindrique intérieure 18. La surface intérieure 19 du fond 13 en forme de cuvette, et qui s'incline en direction du bord 16, forme avec le plan radial passant par ledit bord, -un angle aigu déterminé La membrane 6 possède, à sa périphérie un bourrelet 20 qui s'élargit vers l'extérieur en forme de coin.De manière connue, la membrane est pourvue d'une armature qui, dans le cas présent, est réalisée de telle manière que le bourrelet annulaire 20 non chargé lorsqu'aucune pression de commande ne s'exerce sur la membrane, est incliné d'un angle qui est sensiblement égal à l'angle formé par la surface annulaire 17avec la surface intérieure 19. De cette manière, la membrane prend appui, par son bourrelet annulaire 20, sensiblement sans tension, contre les surfaces 17 et 19. Le couvercle 14 du piston 4 de l'accumulateur à ressort possède un bord 21, replié vers l'extérieur,appliqué contre le bourrelet annulaire 20 par une pièce de pression cunéiforme 22 attaquant la surface extérieure du bord susmentionné replié, en vue du serrage de la membrane. A cet effet, la pièce de pression cunéiforme est maintenue dans sa position de serrage au moyen d'une rondelle Grower 23 qui pénètre dans une gorge 24 me- nagée dans la face intérieure de la pièce de guidage 15. Dans la position de freinage représentée pour le piston 4 de l'accumulateur à ressort, le couvercle 14 porte contre les tettes 25 de vis 26 qui paasepar le carter 1 et qui servent à la fixation du cylindre de frein. Le couvercle est pourvu de plusieurs - ondulations 27 qui servent à limiter la course du disque 7 de la membrane. Dans la face extérieure de la pièce de guidage on a ménagé une gorge annulaire 28 dont la longueur radiale correspond sensiblement à la longueur de la course h du piston de l'accumulateur à ressort. La gorge circulaire 28 est délimitée par deux anneaux d'étanchéité 29 et 30 disposés dans des gorges correspondantes ménagées de part et d'autre de la gorge 28, lesdits anneaux d'étanchéité fermant de façon étanche la chambre annulaire formée par la gorge 28 et par la paroi intérieure du carter 1. Entre la face extérieure du fond 13 et la face intérieure de la pièce de guidage 15, on a prévu des ailettes de renforcement 31. Dans le voisinage de ces ailettes de renforcement, on a prévu un perçage 32 qui raccorde la gorge annulaire 28 à l'en- ceinte ou chambre pour le cylindre de frein de service, constitué par le fond 13 et par le couvercle 14. Le perçage 32 débouche dans la paroi-intérieure du fond 13 qui est pourvue, pour l'appui de la membrane, de minces nervures d'appui 33 qui assurent que 1 'ouver- ture du perçage 32 dans la paroi intérieure du fond ne peut pas titre obturée directement par la membrane. Dans la paroi cylindrique du carter 1, on a prévu deux raccords 34 et 35 pour l'air comprimé. Le raccord 35 situé du c8té du fond du carter 1 sert à amener l'air comprimé à partir d'un réservoir de réserve non représenté. Lorsque lepiston 4 de l'accumulateur à ressort est chargé avec de l'air comprimé amené par le raccord, le piston est déplacé, à l'encontre de la force exercée par le ressort 5, de sa position de freinage représentée dans la position de desserrage. L'anneau d'étanchéité 30 qui peut présenter éventuellement un profil particulier, empoche que l'air comprimé pénètre dans le cylindre de frein de serdhe, par l'intermédiaire de la gorge annulaire 28 et du perçage 32. Le raccord 34 est prévu dans une position glace à laquelle la gorge 28 lui est reliée pour toutes les positions que peut assumer le piston de l'accumulateur à ressort. Lorsque de l'air comprimé est admis dans le cylindre de frein de service, par l'intermédiaire du raccord 34, de la gorge 28 et du perçage 32 (dont on peut en prévoir un plus grand nombre),les anneaux d'étanchéité 29 et 30 empochent que l'air comprimé s'échappe latéralement dans l'atmosphère ou dans le cylindre de l'accumulateur à ressort pour y charger le piston de ce dernier. I1 est à noter que l'on peut supprimer l'anneau d'étanchéité 29 si la bague 29' logée dans la gorge 36 prévue dans la partie périphérique de la pièce de guidage 15 et dans le voisinage de son extrémité proche du couvercle, peut en outre assumer la fonction d'étanchéité qui est nécessaire. Pour permettre le glissement dans un sens et dans l'autre du piston de l'accumulateur à ressort sur la paroi intérieure du carter 1, on a prévu, dans la face extérieure de l'elE; ment de guidage 15, des moyens de glissement aide gidage particuliers 37 et 38 qui, par un épaississement intérieur 39 sont enclenchés dans des gorges correspondantes prévues dans la face extérieure de l'élément de guidage 15, et qui peuvent titre remplacés très facilement. Le tube 8 soudé au disque de pression 7 de la membrane, possède, dans le voisinage de la soudure, un perçage 40 par l'intermédiaire duquel peut être évacué vers l'extérieur, l'air refoulé par la membrane se déplaçant vers la droite dans le dessin lors de l'alimentation du cylindre de frein de service en air comprimé.Inversement, de l'air de l'atmosphère peut pénétrer dans le cylindre de frein de service lorsque la membrane est ramenée dans la position représentée par le ressort, lors de l'évacuation de l'air comprimé. A cet effet, la pièce de pression 10 présente, dans sa périphérie, plusieurs nervures 41 parallèles à I'axe. Au moins un perçage radial ménagé dans la pièce de pression débouche dans un perçage central 43 dont le diamètre est inférieur au diamètre intérieur de la douille de guidage 10', grace à quoi on forme un épaulement intérieur-43' servant de butée pour le tube ou conduit 8. De l'air peut de ce fait s'échapper d'un atmosphère, en passant par le perçage 40 par le tuyau 8, par les perçages 43, 42 et par les gorges axiales 41. La pièce de pression 10 est mobile dans une douille coaxiale au tube 8, ladite douille étant soudée de façon étanche à la face extérieure du couvercle 14. Dans la position représentée dans laquelle le piston de frein de service n'est pas chargé en air comprimé, la pièce de pression 10 se trouve , dans la douille 44, ramenée en arrière jusqu' à sa butée intérieure 44, la douille de guidage 10' s'étendant jusqu'à une position située à l'avant du perçage 40, alors que le tuyau 8 porte contre I'épaulement 43'. Lorsque le cylindre de frein de service est chargé complètement, la pièce de pression est déplacée à l'aide du tube 8 jusqu'à l'extrémité antérieure de la douille 44, par la membrane 6 et la plaque de pression 7.Lorsque le piston de frein de service n'est pas chargé en air comprimé, la pièce de pression peut égale ment être déplacée, à l'aide d'un frein à main non représenté, jusqu à l'extrémité antérieure de la douille 44, la plaque de pression 7 et son tube 8 restant dans leur position représentée au dessin. La douille 44 est mobile dans une pièce de guidage étanche 46 qui est insérée dans un manchon 45 pénétrant dans une ouverture centrale 47 ménagée dans le carter 1 et soudée à ce dernier. La tige de commande portée par la pièce de pression 10 possède, à son extrémité arrondie, une gorge annulaire 48 dans laquelle est insérée une bague 51 en matière plastique ou en caoutchouc, et qui déborde la gorge annulaire. La pièce de pression 10 possède un trou borgne central 49 à surfaces d'appui inclinée contre lesquelles porte lrextrémité arrondie de la tige de commande ou de manoeuvre 11. En face de la gorge annulaire 51 et à l'extrémité de la tige 11 on a prévu dans le perçage borgne une gorge annulaire 50 disposée près de son entrée. Les gorges annulaires 48 et 50 qui se font face sont limitées essentiellement par des parois radiales dans lesquelles pénètre simultanément l'anneau 51 qui ne peut quitter ces gorges que par cisaillement aux arêtes de celles-ci. Pour que l'anneau 51 monté dans la gorge 48 et ménagé à l'extrémité dé la tige de commande puisse s'emboîter dans la gorge annulaire 50 ménagée dans la pièce de pression 10, celleci possède à son extrémité antérieure des surfaces coniques et dirigées vers l'intérieur, le long desquelles l'anneau 51 peut autre amené dans sa position d'accouplement avec la pièce de pression, lors de l'insertion de la tige de commande 11, jusqu'A ce que l'anneau 51 vienne s'enclencher partiellement dans la gorge annulaire ouverte 50. Lorsque lton tire sur la tige de commande 11, plus particulièrement lors de travaux de montage et de réparation, ou lors d'un freinage manuel, il n'est pas possible, sans autre, de séparer la tige de commande de la pièce de pression. Pour protéger cet assemblage contre toute souillure, une extrémité d'un soufflet 53 est fixée à la face extérieure du manchon 45, l'autre extrémité de ce soufflet étant fixée à la tige de commande 11. Le dispositif de desserrage 3 est constitué par une pièce tubulaire dont la section tranversale présente intérieurement l'allure d'un six pans. La pièce tubulaire 54 pénè tre coaxialement dans le carter 1 et elle est montée par l'une de ses extrémités dans une ouverture centrale 55 du couvercle 2 du carter de façon à pouvoir subir une rotation à partir de l'extérieur, à l'aide d'un outil. Dans la pièce tubulaire 54 s'adapte, par exemple un écrou à six pans 56 monté sur ure broche 57. L' écran à six pans et la broche filetée sont pourvus d'un filetage autobloquant.La broche se termine par une tête dont la face frontale plane avant prend appui sur une bague en caoutchouc ou en une matière synthétique, ladite bague étant mise en place dans une gorge annulaire 60 ménagée dans le fond 61 dtune ouverture centrale prévue dans la face extérieure du fond 13 du piston 4 de l'accumula- teur à ressort. L'assemblage est réalisé de telle façon qu'il subsiste entre le fond 61 et la face frontale de la tête 58 un espace faible en sorte que la broche 57 puisse assumer avantageusement une position inclinée parrapport au piston de l'accumulateur à ressort. La broche 57 comporte après la tête 58 une section de retenue à six pans 62 qui pénètre dans une ouverture hexagonale 63 d'un disque 64 qui est monté dans une ouverture centrale ménagée dans le fond 13 et qui est maintenu sans pouvoir y tourner. Le disque 64 prend appui derrière la tette 58 qui ne peut étre détachée du fond 13 qu'avec le disque. Si, pour réaliser un desserrage du cylindre de frein à accumulateur à ressort, la douille est entratnée en rotation, l'écrou 56 se déplace jusqutà venir buter contre l'extrémité avant de la douille ou pièce tubulaire 54. Si l'on continue à tourner, la broche 57 pénètre dans la douille 54. Le piston 4 de l'accumulateur à ressort est amené dans sa position de desserrage, à l'encontre de la force exercée par le ressort accumulateur 5. Le cylindre d frein selon l'invention comportant un piston d'accumulateur à ressort et un piston de frein de service intégré dans le piston à accumulateur à ressort, fonctionne comme suit Dans le dessin, le cylindre de frein à accumulateur à ressort de même que le cylindre de frein de service ne sont pas chargés en air comprimé. Si, pour le desserrage du frein, de l'air comprimé est amené à partir d'un réservoir de réserve et par l'intermédiaire d'une soupape au raccord 35, le piston 4 de l'accumulateur à ressort est déplacé, en fonction de la pression réglée et à l'encontre de la force du ressort, vers la gauche du dessin, la douille 44 coulissant dans l'élément d'étanchéité 46 étant entraînée à l'intérieur du carter 1.La douille 44 est d'une part soudée de façon étanche au couvercle 14 du piston 4 de l'accumulateur à ressort et d'autre part elle est guidée avec étanchéité dans l'élément d'étanchéité et de guidage 46, en sorte que le milieu sous pression ne peut pas s'échapper de façon sensible dans l'atmosphère. En raison de l'existence de l'anneau d'étanchéité 30 sur l'élément de guidage 15 du fond 13, le milieu sous pression ne peut pas nàn plus passer par la gorge 28 et l'ouverture 32 dans le cylindre de frein de service. En raison du déplacement du piston de l'accumulateur à ressort sous l'effet de la pression réglée et amenée par l'intermédiaire du raccord 35, la tige de commande 1l,qui est accouplée par l'intermédiaire de la pièce de pression 10 au tube 8 de la plaque de pression7, est également entraînée vers la gauche dans le dessin, ladite plaque de pression 7 étant maintenue par le ressort 12 dans la position non chargée du cylindre de frein de service, dans laquelle la membrane s'applique intimement contre la paroi intérieure 19 du fond 13. Si la pression baisse dans le cylindre de frein à accumulateur à ressort, le ressort 5 devient efficace pour déplacer le piston 4 et la tige de commande 11 qui lui est reliée, dans la direction du freinage. Si par l'intermédiaire d'une soupape appropriee de l'air comprimé pénètre, par l'intermédiaire du raccord 34, de la gorge 28 et du passage 32, dans le cylindre de frein de service, la membrane 6, et avec elle le disque de pression 7 et le tube 8 relié à la tige de manoeuvre sont déplacés vers la droite dans le dessin. Les circuits à accumulateur à ressort et de frein de service agissent indépendamment l'un de l'autre, et les forces provenant de ces deux systèmes sont appliquées à la tige par l'intermédiaire de dispositifs différents et séparés. Si le piston 4 du frein à accumulateur à ressort assume la position de freinage représentée au dessin et si on règle une pression de freinage dans le cylindre de frein de service, une force de freinage maximale fournie par la tige de commande n'est pas dépassée car un équilibre s'établi entre la foroe du ressort qui maintient le piston de l'accumulateur à ressort dans la position de freinage et la pression de freinage réglée dans le cylindre de frein de service.Si on dépasse une force de freinage maxima déterminée qui agit sur la tige de commande ou de manoeuvre, le piston 4 de l'accumulateur à ressort est déplacé en direction de sa position de desserrage, à l'encontre de la force du ressort accumulateur 5. I1 résulte de ce qui précède que les forces fournies à la tige de commande ou de manoeuvre par le cylindre ac cumulateur à ressort et par le cylindre de frein de service ne s'ajoutent pas. Un autre avantage du dispositif décrit réside dans le fait que l'évacuation de l'air comprimé du cylindre de frein de service peut se faire axialement à travers sa tige de pression et-que l'alimentation en air comprimé des deux circuits de freinage peut s'opérer au niveau du diamètre extérieur du carter commun. Il est en outre important de constater que le serrage de la membrane du cylindre de frein de service s'effectue sans bande de serrage ou collier de fixation et que la tige de commande ou de manoeuvre commune peut étre maintenue en place par une liaison par enclenchement. Il convient finalement de noter que le piston à accumulateur à ressort agissant indépendamment du cylindre de frein de service peut titre pourvu d'un dispositif de desserrage mécanique. REVENDICATIONS 1. Cylindre-de frein comprenant un circuit de freinage à accumulateur à ressort et à action indirecte ainsi qu'un circuit de frein de service à action directe, du type dans lequel le piston de l'accumulateur à ressort, chargé par un ressort à accumulation d'énergie, constitue le carter pour le piston de frein de service, les deux pistons agissant sur une tige de commande de manoeuvre du frein commun, caractérisé par le fait que le piston (4) de l'accumulateur à ressort comporte, dans des surfaces de guidage extérieures (15),une gorge (28) limitée par deux anneaux d'étanchéité (29, 30) et possédant, en direction axiale, une longueur au moins égale à celle de la course (h) du piston de l'accumulateur à ressort, ainsi qu'au moins un perçage (32) destiné à charger en air comprimé le piston de frein de service, alors que la paroi latérale du carter pour le piston de l'accumulateur à ressort comporte, dans la plage les déplacements de ladite gorge, un raccord (34) pour le passage de l'air comprimé en direction du piston de l'accumulateur à ressort. 2. Cylindre de frein selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le piston (4) de l'accumulateur à ressort est constitué par un fond (13) comportant les faces de guidage (15) et par un couvercle 14 relié à une douille centrale (44), un piston de frein de service, réalisé sous la forme d'une membrane(6) étant serré entre ledit fond et ledit couvercle alors qu'une pièce de pression (10) reliant la tige de pression d'un disque de membrane (7) déplacé par la membrane avec la tige de manoeuvre du frein (11), est guidée dans la douille qui est mobile axialement et de façon étanche dans une ouverture centrale (47) du carter (1). 3. Cylindre de frein selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la pièce de pression (10) comporte, sur sa périphérie, au moins une gorge axiale (41) pour l'évacuation de l'air secondaire du piston (4) de l'accumulateur à ressort. 4. 4. Cylindre de frein selon les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que la tige de pression est constituée par un tube (8) disposé à l'intérieur du piston (4) de l'ac cumulateur à pression et est pourvue d'une ouverture (40) de dégagement de l'air comprimé, laquelle ouverture (40) est reliée, par l'intermédiaire d'ouvertures axiales et radiales (42, 43) ménagées dans la pièce de pression (10), avec la gorge (41) ménagée dans la pièce de pression qui est pourvue d'une douille de guidage (10') pour la tige de pression. 5. Cylindre de frein selon la revendication 2, caractérisé par le fait que dans ltouverture centrale (47) du carter (l) est inséré de façon fixe un manchon de guidage et d'étanchéité (45) dans lequel est mobile axialement et de façon étanche la douille (44). 6. Cylindre de frein selon la revendication I, caractérisé par le fait que la face du piston (4) de l'accumulateur à ressort qui est charge par le ressort accumulateur (5) est reliée à un dispositif de desserrage mécanique (3) porté par le couvercle (2) du carter (1). 7. Cylindre de frein selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le fond (13) du cylindre de l'accumula- teur à ressort présente des surfaces intérieures en forme de pot, contre lesquelles s'appuie la membrane (6) en position qui correspond à l'absence d'air comprimé, que le fond (13) forme une seule et mEme pièce avec Itélément de guidage cylindrique (15) présentant par rapport à un épaulement (16, 17) limitant intérieurement le fond, des surfaces intérieures (18) en retrait vers l'extérieur et contre lesquelles est maintenue une pièce de pression cunéiforme (22) maintenant le bord (21) replié vers l'extérieur, du couvercle (14) dans sa position qui correspond au serrage du bourrelet périphérique (20) de la membrane (6) entre ledit bord et ledit épaulement.