Brevet FR2279593A1 — publié le 19760220

La présente invention concerne une triple-valve pour installations de freins de véhicules sur rails, du type comportant un piston principal commandé par la pression de la conduite générale, relié à une soupape tubulaire portant un autre piston et sur laquelle est fixée une membrane annulaire, élastique, chargée par un ressort et dont la partie périphérique extérieure est serrée entre deux parties du carter de la triple-valve, susceptibles d'être vissées entre elles, l'une des parties dudit carter formant au moins une première chambre reliée au cylindre de frein ou à un volume de commande ou de contre et séparée à l'aide de la membrane d'une chambre reliée à l'atmosphère , prévue dans l'autre partie dudit carter. On connaît des triple-valves de ce genre qui coagissent avec des soupapes de relais pour comnander les pressions qui règnent dans les cylindres de frein. La membrane qui est située entre les deux parties du carter de la triple-valve, et qui est chargée par la pression qui règne dans le cylindre de frein peut venir porter contre un épaulement intérieur prévu sur l'une des deux parties du carter de la triple-valve. Cet épaulement intérieur du carter est réalisé de telle façon qu'il sert de surface de guidage à glissement pour la membrane élastiquement déformable. I1 est évident que l'efficacité de cette surface de guidage par glissement peut exercer une influence décisive sur la durée de vie de la membrane. Mais souvent les carters de la triple-valve doivent Entre réalisés avec des matériaux qui ne présentent pas de bonnes propriétés de guidage par glissement pour une membrane élastiquement déformable, en sorte que la durée de vie de celle-ci s'en trouve diminuée. Pour des questions d'économie de poids, on fait souvent appel à l'aluminium pour fabriquer le carter, alors méme que l'on sait que l'aluminium possède de très mauvaises qualités de guidage par glissement. Ceci est non seulement vrai pour les mouvements de glissement de la membrane dans la zone où elle est pincée entre deux parties du carter de la triple-valve, mais également pour des mouvements, dans un élément de carter cylindrique, du piston fixé à la membrane. La présente invention a pour objet une triplevalve du genre rappelé en tette du présent mémoire, dont la membrane possède une durée de vie améliorée, même dans le cas où l'on utilise pour réaliser le carter un métal tel que l'aluminium possé dant, lors du contact avec des membranes élastiquement déformables, de mauvaises propriétés de guidage par glissement, alors méme que le guidage de pistons de membrane dans des éléments cylindriques du carter est également peu satisfaisant. A cet effet, la triple-valve selon l'invention, qui est du genre rappelé en tete du présent mémoire, est essentiellement caractérisé par le fait que l'on prévoit,entre la membrane et un épaulement de la partie du carter comportant la chambre reliée à l'atmosphère et servant d'appui à la membrane quand celle-ci est chargée en pression, une bague intermédiaire adaptée à la forme dudit épaulement et faite avec un matériau possédant, pour la membrane élastique, des propriétés maximales de guidage par glissement, ladite bague intermédiaire coiffant ledit épaulement intérieur et présentant extérieurement un profil adapté à un bon guidage par glissement. La triple-valve conforme à l'invention est avantageusement réalisée de telle façon que la bague intermédiaire s'étend axialement au-delA du bord intérieur de l'épaulement du carter par une section annulaire cylindrique intérieure servant au guidage axial du piston porté par la membrane. De cette manière, la bague intermédiaire sert avantageusement non seulement pour le guidage de la membrane mais également pour celui du piston annulaire porté par la membrane, ce qui permet d'augmenter la durée de vie de la triple-valve et d'étaler davantage dans le temps les interventions d'entretien. Un avantage important de l'objet de l'invention réside dans le fait que l'on peut souvent utiliser, sans modification sensible, des triple-valves connues et ayant fait leur preuve, étant donné qu'il suffit de coiffer l'épaulement intérieur prévu sur l'une des parties du carter de la triple-valve d'une bague intermédiaire de faible hauteur, ce qui peut titre exécuté avec des moyens de montage tres faibles.On peut, sans difficulté, équiper des moyens de l'invention esanent des soupapes de type connu surface de pression efficace réduite, que l'on obtient de ce fait et qui conduit à une pression plus faible dans le cylindre de frein , fournit en meme temps la possibilité, par le choix de l'épaisseur de la bague intermédiaire1 de pouvoir transformer des triple-valves d'un type connu, pour leur utilisation avec une pression de cylindre de frein plus famie,sans que l'on soit obligé de modifier quoi que ce soit au carter de la triple-valve. La seule opération à envisager consiste à ajuster de façon correspondante la périphérie du piston porté par la membrane. Mais cela conduit simultanément à l'avantage d'un meilleur guidage dans le sens indiqué ci-dessus. Finalement, des triple-valves selon l'invention peuvent avantageusement etre à l'avance conçues de telle façon qu'en fonction du choix de la bague intermédiaire mise en place et possédant une épaisseur de paroi déterminée, on peut fabriquer des types pour toute pression de cylindre de frein désirée, sans que l'on soit obligé de procéder à des modifications du carter. Méme la membrane n'a pas besoin d'entre mddifiée. Seul le diamètre du piston porté par la membrane doit etre adapté au diamètre de la bague intermédiaire, ce qui peut titre réalisé facilement, par une opération au tour. Avantageusement, laLbague intermédiaire peut etre faite avec un acier ou avec une matière synthétique ou encore avec une matière synthétique pourvue d'un revêtement métallique. Mais il convient de noter que l'invention n'est pas limitée à un choix particulier de matière pour la fabrication de la bague intermédiaire. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé une fonne de réalisation de l'objet de l'invention. La figure I est une vue schématique d'une triplevalve connue. La figure 2 est une vue partielle, à plus grande échelle, de la triple-valve selon la figure I. La figure 3 représente la méme vue partielle que celle de la figure 2,mgis dans le cadre d'une triple-valve conforme à l'invention. La triple-valve connue, telle que représentée dans la figure 1, est constituée par un carter 1 fait en plusieurs parties,et comprenant une chambre 2 qui, par l'intermédiaire d'un raccord 3, est reliée à un réservoir d'air de réserve non représenté. A la chambre 2 fait suite une chambre 4 qui est reliée, par l'intermédiaire d'un raccord 5, au cylindre de frein ou à un volume de contrôle ou de commande. Entre les deux chambres 2 et 4 est prévue une soupape double 6 comportant un plateau de soupape 7 qui, dans la chambre 2, est chargé par un ressort 8 contre un siège de soupape extérieur 9qpirelie, en position d'ouverture, les deux chambres 2 et 4 entre elles.Un siège de soupape intérieur 10 de la double soupape 7 est constitué par l'extrémité libre d'un tube 11 qui est mobile axialement dans la chambre 4, et qui pour l'ouverture de la soupape extérieure, dégage le plateau de soupape 7 du siège de soupape extérieur 9, à l'encontre de la force du ressort 8, l'application du plateau de soupape 7 contre le siège de soupape intérieur 10 fermant la soupape intérieure de la soupape double 7. Le tuyau 11 est pourvu d'un piston 12 auquel est fixée une membrane annulaire 13 par sa périphérie intérieure, alors que la périphérie extérieure de cette membrane est serrée entre les deux parties de carter 14 et 15 afin de séparer la chambre 4 d'une chambre 16 reliée à l'atmosphère, chambre 16 dans laquelle débouche librement le tuyau 11. La membrane 13 est chargée par un ressort 13' qui tend à déplacer dans la position d'ouverture le tuyau 11 avec le siège de soupape 10. La chambre 16 est séparée à l'aide d'une paroi 17 d'une chambre 18 qui comporte un raccord 19 pour sa liaison à la conduite générale. A travers la paroi 17 est guidée, avec étanchéité, l'extrémité 19' du tuyau 11, qui est pourvue d'un plateau de soupape 20 servant à commander une soupape d'accélération connue.Le plateau de soupape 20 est relié à un piston 22 situé d'un cCté d'une membrane 23 qui sépare la chambre 18 d'une chambre de contrôle 24 pourvue d'un raccord à la conduite de commande. La triple-valve 1, qui vient d'entre décrite, fonctionne comme suit Dans la position de la triple-valve 1, telle que représentée dans la figure 1, le cylindre de frein est dans la position de desserrage. I1 règne dans la chambre 18 la pression totale dè la conduite générale. La membrane qui commande le piston 22 assume une position pour laquelle le tuyau 11 relie la chambre 4 à la chambre 16 reliée à l'atmosphère, la chambre 2 étant de ce fait isolée de la chambre 4. Lors d'un freinage, la pression qui règne dans la conduite générale est abaissée, en sorte que la membrane est soulevée par la pression qui règne dans la chambre de contrôle 24. De ce fait, le piston 22 ainsi que le tube 11 qui lui est relié sont déplacés vers le haut en sorte que le plateau de soupape 7 se dégage du siège de soupape 9, l'air en provenance du réservoir de réserve pouvant pénétrer dans le cylindre de frein. La chambre 4 est chargée à la pression qui règne dans le cylindre de frein, pression qui agit également sur la membrane 13. Un desserrage du frein par suite d'un accroissement de la pression dans la conduite générale et le déplacement vers le bas qui en résulte pour le tuyau 11 conduit à une dés aération de la chambre 4 avec isolement simultané de la chambre 2. Pour la compréhension de l'invention il n'est pas nécessaire de détailler davantage le fonctionnement connu d'une triple-valve. Il est clair que la surface active de la membrane 13 doit avoir une valeur telle qu'à une chute déterminée de la pression dans la conduite générale correspond un accroissement déterminé de la pression dans le cylindre de frein. La figure 2 représente, à plus grande échelle, une partie de la triple-valve de la figure 1, montrant le montage de la membrane 13 entre les moitiés de carter 14 et 15 ainsi que la fixation de cette membrane au piston 12. Dans cette figure 2, les éléments identiques à ceux de la figure 1 portent les mêmes références. Il est évident que les bords opposés et intérieurs des moitiés de carter 14 et 15 sont aplanis de telle manière dans la partie qui intéresse le serrage de la membrane que celle-ci ne peut pas être détériorée lorsqu'elle exécute ses différents mouvements. Plus particulièrement, le bord intérieur de la partie de carter 15 forme un épaulement plan 15' qui est tel que les mouvements de glis- sement de la membrane sur ces épaulements n'imposent à celle-ci qu'une faible fatigue. La figure 3 montre une partie de la triple-valve selon l'invention qui correspond à la partiede Btriple-valve représentée à la figure 2, les mêmes éléments des figures 2 et 3 étant désignés par les mêmes références. Par opposition à la triple-valve connue, il est prévu, selon l'invention, de monter dans la partie de carter 15 une bague intermédiaire 26 qui coiffe l'épaulement intérieur 15' et qui, suivant l'épaisseur qui a été choisie pour ladite bague intermédiaire détermine la libre section de passage intérieure a de l'élément de carter 15 comme mesure pour la surface de pression efficace de la membrane 13. Avantageusement, la bague intermédiaire 26 est faite avec un matériau (métal ou matière synthétique, matière plastique) qui est tel , et sa surface est conformée de telle manière que lton obtient, pour la membrane 13, un guidage glissant maximum qui devient de ce fait beaucoup plus favorable que le guidage par glissement sur l'épaulement 15' dont les propriétés de surface sont déterminées par le matériau avec lequel est fabriqué le carter de la triple-valve. I1 est évident que le matériau utilisé pour fabriquer le carter de la triple-valve ne peut pas être principalement choisi en fonction des nécessités pour l'obtention d'un guidage glissant aussi favorable que possible pour la membrane. L'épaulement 15' du carter est déterminé de teUe manière que le simple montage de la bague intermédiaire 26 sur cet épaulement 15' détermine la section transversale de passage libre a de l'élément de carter et, par voie de conséquence, la surface active de la membrane chargée par la pression qui règne dans le cylindre de frein. Le choix de l'épaisseur de la bague intermédiaire permet donc d'utiliser le meme carter de triple-valve pour différentes pressions du cylindre de frein. Lorsqu'on utilise la même membrane 13 de laquelle est solidaire un piston, il suffit simplement de retoucher la périphérie de ce dernier lorsqu'on met en place une bague intermédiaire 26 plus épaisse.Suivant l'épaisseur des bagues intermédiaires utilisées, on peut adapter les mimes carters de triple-valves à différentes pressions de cylindre de frein et des triple-valves connues peuvent, par insertion d'une bague inter médiaire d'épaisseur déterminée, être transformées, sans que cela requiert des travaux importants, en une triple-valve conforme à l'invention utilisable pour une pression de cylindre de frein de valeur inférieure déterminée, étant entendu que si l'on utilise la meme membrane 13 il faut simplement procéder à une retouche de la périphérie du piston 12 afin que celui-ci puisse se déplacer avec un jeu suffisant dans la bague intermédiaire qui permet d'améliorer sensiblement le guidage à glissement de la membrane. Etant donné que pour des raisons d'économie en poids, les bottiers ou carters de triple-valves sont généralement réalisés avec de l'aluminium, et que les surfaces d'aluminium présentent des propriétés relativement mauvaises de guidage de glissement pour des membranes en caoutchouc, l'utilisation d'aluminium pour la fabrication de carters de triple-valves est favorisée par la mise en oeuvre selon l'invention de bagues intermédiaires. Les bagues intermédiaires peuvent etre fabri quées par exemple avec de- l'acier ou encore avec une matière synthétique pourvue d'une couche métallique. Mais il est évident que l'invention ne se limite pas à un matériau déterminé. Avantageusement la bague intermédiaire peut présenter une forme telle que sa section cylindrique intérieure 26' s'étend de telle manière au-delà du bord de ltépaulement 15' qu'elle sert en même temps au guidage du piston 12, ce qui, à nouveau, présente un avantage particulier dans le cas de carters réalisés avec de l'aluminium. L'invention n'est pas limitée à la réalisation représentée ; plus particulièrement il n'est pas nécessaire que la bague intermédiaire soit constituée par un corps annulaire profilé en forme de disques, comme cela est représenté dans la figure 3, et présentant intérieurement un profil-adapté à celui de l'épaule- ment 15' et extérieurement un profil déterminé de surface de glissement. Il est évident que l'invention s'étend également au cas d'une bague intermédiaire présentant une section transversale cy cylindrique engagée à force dans une ouverture cylindrique de l'élé- ment de carter 15, et dont la face frontale supérieure possède un profil de surface de glissement correspondant à la bague intermédiaire 26 de la figure 3. Les surfaces cylindriques intérieures de cette variante de la bague intermédiaire forimsient alors les surfaces de guidage pour le piston 12. Une telle variante de bagues intermédiaires 26' est représentée en pointillé dans la figure 3. REVENDICATIONS 1, Triple-valve pour installations de freins de véhicules sur rails, du type comportant un piston principal commandé par la pression de la conduite générale, relié à une soupape tubulaire portant un autre piston et sur laquelle est fixée une membrane annulaire, élastique, charges par par un ressort et dont la partie péri- phérique extérieure est serrée entre deux parties du carter de la triple-valve susceptibles d'être vissée entre elles, l'une des parties dudit carter formant au moins une première chambre reliée au cylindre de frein ou à un volume de commande ou de contrôle et séparée à l'aide de la membrane d'une chambre reliée à l'atmosphère, prévue dans l'autre partie dudit carter, caractérisée par le fait que l'on prévoit entre la membrane (13) et un épaulement (15') de la partie (15) du carter comportant la chambre (16) reliée à l'atmosphère et servant d'appui à la membrane (13) quand celle-ci est chargée en pression, une bague intermédiaire (26) adaptée à la forme dudit épaulement (15') et réalisée avec un matériau possédant, pour la membrane élastique (13), des propriétés maximales de guidage à glissement, ladite bague intermédiaire (26) coiffant ledit épaulement intérieur (15') et présentant extérieurement un profil de guidage par glissement. 2. Triple-valve selon la revendication 1, caractérisée par le fait que par une section annulaire cylindrique in térieure (26') la bague intermédiaire (26) s'étend axialement audelà du bord intérieur de l'épaulement (15') pour le guidage axial du piston (12) porté par la membrane (13). 3. Triple-valve selon l'une ou l'autre des revaw dications 1 ou 2, caractérisée par le fait que la bague intermédiaire (26) possède une épaisseur déterminée pour le choix de la surface active de la membrane (13). 4. Triple-valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la bague intermédiaire (26) est faite avec de l'acier. 5.Triple-valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la bague intermédiaire (26) est faite avec une matière synthétique. 6. Triple-valve selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la bague intermédiaire (26) est pourvue d'un revêtement métallique au moins sur sa face voisine de la membrane (13). 7. Triple-valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que la bague intermédiaire cylindrique (26') est montée dans un dégagement cylindrique, la bague intermédiaire présentant un profil de guidage à glissement sur sa face frontale supérieure alors que sa surface cylindrique intérieure est conformée de marnière à constituer une surface de guidage pour le piston (12) porté par la membrane.