Brevet FR2316105A1 — publié le 19770128

La présente invention concerne un cylindre ou un vérin à fluide sous pression, notamment un cylindre de frein pneumatique du type comportant un corps, un piston partageant l'enceinte du corps en une chambre active et une chambre inactive, et une tige de piston. L'invention concerne, plus particulièrement, un cylindre de frein pneumatique muni d'un dispositif combiné de respiration et d'évacuation d'eau. Sur un véhicule pourvu d'un système de freinage pneumatique, il s'accumule parfois de l'eau de condensation dans la chambre active des cylindres de frein, c'est-à-dire dans la chambre dont on fait varier la pression pour produire le freinage la condensation s'élimine cependant automatiquement à l'échappe- ment. Par contre, l'eau accumulée dans la chambre inactive, c'està-dire dans la chambre non sollicitée par la pression de commande, notamment par suite d'un défaut d'étanchéité de gaine ou de la présence d'un orifice de respiration reliant l'atmosphère extérieure à la chambre inactive, éprouve des difficultés à s'évacuer. C'est en particulier le cas lorsque le cylindre de frein est monté incliné sur un véhicule qui vient de traverser un gué ou de subir une projection d'eau ou de boue. L'invention a donc notamment pour but d'éliminer l'eau ou la boue introduite dans la chambre inactive d'un cylindre de frein pneumatique pour véhicule routier ou ferroviaire. Pour un cylindre du type susmentionné, ce but est atteint, conformément à l'invention, du fait que le dispositif d'évacuation d'eau constitué par un conduit débouchant, d'une part, à-l'intérieur de la chambre inactive en un point bas de celle-ci par un tronçon dudit conduit intérieur à la chambre inactive, et d'autre part, à l'extérieur du corps de cylindre, ledit conduit faisant ainsi communiquer la chambre inactive avec l'atmosphère extérieure pour expulser l'eau de la chambre inactive sous l'effet de la surpression-temporaire produite dans celle-ci par l'actionnement du piston. Avantageusement, le dispositif d'évacuation joue également le roule d'un dispositif de respiration constituant le passage principal entre la chambre inactive et l'atmosphère extérieure et susceptible de laisser échapper à l'atmosphère l'air de la chambre inactive lors du serrage du frein et de réintroduire de l'air dans ladite chambre lors du desserrage du frein. Le conduit est, de préférence, un tube souple1 par exemple de forme sensiblement hélicotdale afin de permettre comme pour un ressort à boudin une déformation de l'hélice à la suite du déplacement du piston vers sa position de serrage du frein à friction. Le conduit peut aussi comprendre un canal ou un tube intérieur à la tige de piston et qui traverse la paroi tubulaire de celle-ci pour déboucher à l'extérieur. Lorsque le conduit est un tube souple, il peut être armé d'une gaine ou d'un fil développant une élasticité suffisante pour contribuer au rappel du piston en position inactive. Par ailleurs, une queue souple ou rigide peut contenir ou prolonger le débouché du conduit à l'atmosphère en-dessous du cylindre pour expulser à distance du cylindre le jet de l'évacua- tion de l'eau et maintenir éventuellement un effet de siphon visà-vis de l'eau stagnant dans la chambre inactive. Une patte de fixation de l'extrémité du tube débouchant dans la chambre inactive et servant de prise d'eau peut être fixée ou soudée en un point bas du piston prèsde sa périphérie. Pour mieux conserver sa forme hélicoidale, le tube enroulé en hélice peut traverser la paroi de la chambre inactive ou s'y fixer selon une tangente à la ligne hélicoïdale d'enroulement du tube. Le tube enroulé en hélice peut entourer un ressort hélicoïdal de rappel du piston, ce ressort de rappel étant en appui, du côté de la sortie de la tige dé piston, à l'intérieur d'une bague annulaire dont la surface annulaire extérieure sert de guide intérieur au tube enroulé en hélice. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront mieux à la lecture de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs de divers modes de réalisation de l'invention - la figure 1 représente en perspective un cylindre de frein pour véhicule routier, ce cylindre butant muni du dispositif selon l'invention - les figures 2 et 3 montrent deux modes de réalisation de cylindres à tube souple de respiration et d'évacuation d'eau. Le cylindre de frein de la figure I comprend un corps 1, un piston 2 partageant l'enceinte du corps en une chambre active 3 et une chambre inactive 4, une tige - ou bielle - 5 fixée rigidement au piston. 2 et un dispositif combiné 6 de respiration et d'évacuation d'eau logé dans la chambre inactive. Le corps 1 comprend un pot cylindrique la et une paroi de fond lb. Le dispositif 6- comprend essentiellement un conduit forme par un tuyau souple 7 qui présente, d'une part, à l'intérieur du cylindre un tronçon se terminant par une extrémité 7a s'ouvrant en-7b et, d'autre part, å lTatmosphère, une extrémité s'ouvrant en 7d. Le tube 7 est réalisé en matière plastique, par exemple, en une matière connue sous le nom commercial de "Rilsan". Il peut également entre armé ou gainé d'une matière plastique ou métallique assurant une forte élasticité pour contribuer notamment au rappel du piston 2. L'extrémité 7a du tuyau 7 estainjie fixe contre le piston 2 au moyen d'une patte 8 soudée à la tête du piston 2. L'autre extrémité 7c du tuyau souple 7 travèrse le fond lb du corps de cylindre 1 à travers un orifice 9 de ce corps et se prolonge à l'extérieur par une queue 10. Cette ; eue 10 est destinée à rejeter l'eau à distance et en-dessous du corps 1 du cylindre. Elle est métallique et rigide, mais pourrait aussi bien être souple pour se courber dans le sens de la marche du véhicule. Il doit entre noté que le tube souple 7 a sensiblement ne forme d'hélice et entoure le ressort hélicotdal de rappel hl wu piston 2 sans apporter aucune gêne au mouvement de ce dernier. Une remarque peut être faite au sujet du montage du tube 7 son extrémité 7a est située tangentiellement à un cercle concen trique au piston 2 (position horizontale sur la figure 1), tandis que son autre extrémité 7c traverse perpendiculairement la paroi de fond lb du cylindre par l'orifice 9 (verticalement sur la figure 3) ménagé dans la partie latérale cylindrique de ladite paroi lb. Le cylindre de frein pneumatique illustré par la figure 2 est à grand débattement, c'est-à-dire que la bielle 5 qui est solidaire du piston 2 peut être déplacée suivant le débattement angulaire autorisé par la garniture à lèvre 2a du piston 2. Le tube 7 est logé dans la chambre inactive 4 du cylindre et son extrémité 7a est placée au point bas de la chambre 4. Selon un mode de réalisation non représenté,le tube 7 traverse en oblique (tangentiellement) le fond lb du corps 1 par l'orifice 9 ; de la sprte, quand le piston 2 se déplace, le comportement mécanique du tube 7 reste satisfaisant. L'étanchéité de la chambre 4 est assurée entre le fond lb du corps et la bielle 5 par une membrane roulante 12 occupant au repos une position rentrée, telle que représentée à la figure 2. Le cylindre de frein de la figure 3 comprend en outre une coupelle annulaire 13 fixée au fond lb du cylindre. Cette coupelle 13 a plusieurs fonctions : son ouverture centrale de diamètre suffisant permet le débattement de la bielle 5 ; la coupelle 13 sert d'appui à la gaine dsétanchétté 12, centre le ressort de rappel 11 du piston 2 et repousse le tube 7 par contact avec la zone en forme de virole 14 de ladite coupelle 13 de manière à donner au tube 7 une forme sensiblement héiicotdale bien qu'il traverse normalement la paroi de fond lb par l'orifice 9. Une autre particularité réside dans la disposition d'une queue métallique et rigide 10 qui est soudée sur l'orifice 9, et est incurvée dans le sens de la marche du véhicule de manière à assurer l'évacuation de l'eau à distance du corps 1 et en-dessous de lui 1'immobilisation de l'extrémité 7c du tube 7. Celui-ci se prolonge en effet dans la queue 10, son extrémité s'ouvrant à l'atmosphère par l'orifice 7c dépassant en dehors de la queue 10. La fixation du tube 7 est effectuée par un simple écrasement en 15 sur l'extrémité libre de la queue 10 on forme ainsi un bec - ou buse d'extrémité - dont l'ouverture est une fente de faible largeur, ce bec interdisant l'entrée de boue dans le tube 7. Un filtre peut être annexé au tube 7. Les modes de réalisation des figures 2 et 3 conviennent lorsque le cylindre de- frein est monté à axe oblique tel que le niveau de l'eau introduite accidentellement dans le cylindre est susceptible d'atteindre la surface 16. Le fonctionnement du cylindre de frein selon l'invention est expliqué ci-dessous en référence à la figure 3. Le piston 2 du-cylindre de frein est représenté dans cette figure en position de repos. Quand le conducteur du véhicule commande un freinage, la pression d'air augmente dans la chambre active 3 et le piston 2 se déplace vers la gauche , la bielle 5 solidaire du piston 2 peut prendre l'angle de débattement autorisé par le joint à lèvre 2a du piston 2 puisqu'elle traverse avec un intervalle suffisant la coupelle 13. Si l'on suppose que de l'eau s'est introduite dans la chambre inactive 4 par exemple par l'orifice 7d, le niveau d'eau atteint par exemple le plan 16 51 le cylindre est monté incliné. Lors du freinage, l'eau piégée dans la chambre inactive 4 est entraidée par le piston 2 tandis que la pression monte légèrement dans cette chambre 4 ; cette augmentation de pression suffit à faire monter l'eau depuis l'orifice 7b dans le tube 7 et ce jusqu'à l'orifice de sortie 7d. Dès lors, il se manifeste un effet de siphon et toute l'eau piégée dans la chambre 4 est évacuée jusqu'à ce que le niveau revienne affleurer l'orifice 7b. L'éjection de l'eau peut être aidée par un effet de capiliarité. Il est évident que l'on peut apporter des modifications à l'appareil décrit sans pour autant sortir du domaine de l'invention. Le cylindre de frein muni du dispositif de respiration et d'évacuation d'eau peut être un cylindre pour double circuit ou pour freinage de service et freinage de parc , il peut également être constitué par un vase à diaphragme. De plus, la coupelle 13 indiquée pour dévier le tube souple 7 en lui donnant l'angle de l'hélice peut être remplacée par une butée quelconque fixée au corps ou à la bielle. Enfin, selon un mode de réalisation non dessiné le conduit du dispositif 6 peut être intérieur à la bielle : ce mode de réalisation est plus simple mécaniquement, mais entraine une éjection de l'eau moins bonne puisque eette éjection se produit en un point mobile avec la bielle. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Cylindre ou vérin à fluide sous pression, notamment cylindre de frein pneumatique du type comportant dans un corps, un piston partageant l'enceinte intérieure du corps en une chambre active susceptible a tetre reliée à une source d'air comprimé et une chambre inactive reliée à l'atmosphère, caractérisé par un dispositif d'évacuation d'eau constitué par un conduit débouchant, d'une part, à l'intérieur de la chambre inactive-en un point bas de ceile-ci par un tronçon dudit conduit intérieur à la chambre inactive et, d'autre parte à l'extérieur du corps de cylindre, ledit conduit faisant ainsi communiquer la chambre inactive avec l'atmosphère extérieure pour expulser l'eau de la charre inactive sous l'effet de la surpression temporaire produite dans-celle-ci par l'actionnement du piston. 2) Cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d-'évacuation joue également le rôle d'un dispositif de respiration constituant le passage principal de liaison de la chambre inactive avec 1 1atmosphère extérieure, de manière que la surpression temporaire produite dans la chambre active lors de l'actionnement du piston Provoque l'expulsion vers l'extérieur, à travers le conduit, de l'eau stagnant éventuellement dans la partie basse de la chambre inactive et de l'air de respiration du cylindre. 3) Cylindre selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par la fait que le conduit est un tube souple. 4) Cylindre selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le.tube souple est enroulé selon une hélice, entoure à distance la tige du piston et, pour déboucherfà l'extérieur, traverse la paroi de la chambre inactive dans une zone qui n'est jamais parcourue par le piston. 5) Cylindre selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le tube souple est armé d'une gaine ou d'un fil développant une élasticité suffisante pour contribuer au rappel du pison en position inactive. 6) Cylindre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'extrémité du conduit débouchant dans la chambre inactive est fixée au piston en un point bas de celui-ci. 7) Cylindre selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le conduit ou le tube souple est porté par la tige du piston et traverse la paroi tubulaire de la tige de piston pour déboucher à l'extérieur. 8) Cylindre selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que-le conduit est muni, à son extrémité débouchant dans l'atmosphère, d'une queue souple ou rigide débouchant en-dessous du cylindre pour expulser à distance du cylindre le jet d'évacuation de l'eau et maintenir un effet de siphon éventuel. 9) Cylindre selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'extrémité extérieure du tube souple se prolonge à l'intérieur de la queue et est fixée par écrasement de l'extré-mité de celle-ci. 10) Cylindre selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'extrémité du conduit débouchant dans la chambre inactive est reliée au piston par l'intermédiaire d'au moins une patte de fixation soudée ou fixée près de la périphérie du piston en un point bas de celui-ci. 11) Cylindre selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé par le fait que le tube enroulé en hélice traverse la paroi de la chambre inactive ou s'y fixe selon une tangente à la ligne hélicoidale d'enroulement du tube. 12) Cylindre selon l'une des revendications 4 à 11, caractérisé par le fait que le tube enroulé en hélice entoure un ressort hélicoïdal de rappel du piston, ce ressort de rappel étant en appui, du côté de la sortie de la tige de piston, à l'intérieur d'une bague annulaire dont la surface annulaire extérieure sert de guide intérieur au tube enroulé en hélice.