Brevet FR2326624A1 — publié le 19770429

La présente invention concerne un dispositif de réglage pour le piston de commande d'un cylindre de frein à milieu sous pression, plus particulièrement pour des freins à sabots ou à disques dtun véhicule sur rails, commandés par voie hydraulique, du type comprenant une broche disposée coaxialement dans le piston de commande de manière à pouvoir tourner uniquement lors d'un rappel manuel, mais habituellement empêché de tourner, et sur laquelle est déplaçable un écrou à filetage non auto-bloquant chargé par un ressort dans la direction du réglage, ledit écrou étant, dans la direction qui correspond à l'actionnement du frein, susceptible d'être accouplé par friction ou par formes complémentaires avec des faces du fond du piston, dans la plage qui correspond au jeu du desserrage, alors que ladite broche est susceptible d'être chargée avec le milieu sous pression et est de ce fait susceptible d'être déplacée axialement, contre l'action d'un ressort. Le jeu au desserrage du frein est souvent déterminé par le jeu entre les flancs des filets de la broche filetée et de l'écrou, mais il peut également être dû à d'autres causes. On a déjà décrit un dispositif de réglage ou de rattrapage des jeux du genre susmentionné, dans lequel la broche filetée est déplacée au freinage par le milieu sous pression dans le même sens que le piston de commande, contre la force d'un ressort, en sorte qu'un post-réglage de l'écrou est empêché et que le jeu au desserrage au frein ne peut pas être influencé par la course élastique de freinage. Afin que pendant la course de freinage le mouvement de la broche filetée ne soit pas en retard sur celui du piston de commande, la force de rappel du ressort qui charge la broche filetée doit être réglée avec précision.Par ailleurs, il est difficile de loger ce ressort dans le carter du cylindre de frein et de le régler avec précision (voir demande de brevet en Allemagne publiée avant examen sous le numéro 2 028 540). Aussi, la présente invention a-t-elle pour objet un dispositif de réglage du genre rappelé en tête du présent mémoire, qui soit de construction simple, facile à monter et d'un fonctionnement sûr. En outre, ce dispositif de réglage doit éventuellement permettre le rappel habituel par une rotation manuelle de la broche et/ou par la disposition d'un dispositif de serrage mécanique agissant, de manière connue, sur le piston de commande, par l'intermédiaire de la broche filetée et de l'écrou. Pour résoudre ce problème, le dispositif de réglage susmentionné est, conformément à l'invention, essentiellement caractérisé par le fait que l'écrou est relié à un élément d'accouplement empêché de tourner par rapport à lui, mais pouvant être déplacé axialement, et bloqué en rotation lors du déplacement de la broche filetée quand celle-ci est chargée par le milieu sous pression. Suivant une variante, il est avantageux que la broche filetée, lorsqu'elle est chargée en milieu sous pression, se déplace en sens inverse de la direction de déplacement du piston de commande et bloque, ce faisant, ltélé ment d'accouplement entre une collerette et une butée antagoniste fixe. Il en résulte, de la manière la plus simple, que le blocage de l'écrou de réglage à partir d'une certaine pression de freinage, et cela, indépendamment du fait que ledit écrou soit encore accouplé ou non à la face du fond du piston de commande. Suivant une autre forme de réalisation de l'objet de l'invention, la face frontale de la broche filetée, qui se situe dans le piston de commande, est chargée en milieu sous pression, et la force du ressort est calculée de telle manière que ladite broche se déplace lorsque la pression du milieu sous pression atteint une certaine valeur qui est suffisante pour l'application du frein. Etant donné que la broche filetée et le piston de commande se déplacent en sens inverse l'un de l'autre, c'est l'ensemble de la face du piston de commande qui est chargé en milieu sous pression, la force de commande dudit piston ne s'en trouve pas diminuée. Avantageusement, l'écrou est entouré, par formes complémentaires, par une douille qui déborde l'écrou dans la direction inverse à celle du réglage, et ledit écrou porte à son extrémité un flasque radial qui pénètre dans une fente annulaire qui est formée par la collerette- de la broche filetée et par la butée antagoniste. Par le déplacement de la broche filetée, la largeur de la fente annulaire est diminuée, et le flasque qui pénètre dans cette fente est bloqué. De ce fait, l'écrou est bloqué contre toute autre rotation sur la broche filetées quelle que soit la distance qui sépare l'écrou de l'élément de fond du piston de commande. Avantageusement on prévoit sur la broche filetée une butée qui est appliquée, par un ressort, contre un épaulement fixe, ce qui permet de détemi- ner la largeur de la fente annulaire. Avantageusement, une cuvette de ressort, de forme annulaire, et chargée par un ressort, porte contre la butée. Cela donne une disposition simple du ressort. Pour la fermeture de la fente annulaire et, par voie de conséquence, pour le blocage de l'élément d'accouplement de écrou, il est simplement nécessaire de déterminer la force de réponse du ressort en fonction de la pression qui agit sur la broche filetée. Après fermeture de l'accouplement, les rapports entre ces deux forces ne présentent plus aucune importance, tant que la force qui agit sur la broche filetée est supérieure à la force de rappel du ressort. L'avantage particulier du dispositif selon l'invention réside dans la possibilité de réaliser une combinaison avec un cylindre de frein à deux chambres, dans lequel un ressort à accumulation d'énergie est mis sous pression par la pression de freinage, par l'intermédiaire d'un piston tendeur. Le ressort-accumulateur tendu est bloqué par un verrou, jusqu'au déclenchement. Les verrous peuvent présenter une course morte que l'on doit surmonter lorsque l'on tend le ressort. Si le contre-appui est prévu sur le piston-tendeur, il est possible, avec le dispositif de réglage ou de rattrapage des jeux selon l'invention, d'éviter un réglage excessif qui pourrait intervenir par une compression trop importante du ressort-accumulateur. Le dispositif permet de diminuer le Jeu de desserrage prévu pour le frein, c'est-à-dire par exemple la distance entre les flancs du filetage de la broche et du filetage de l'écrou à par exemple 0,5 mm, alors qu'elle est normalement de 2 mm, ce qui permet de diminuer considérablement les bruits provenant des chocs. La course pour l'application des sabots peut être constante ou encore être inférieure à celle des dispositifs connus, ce qui conduit à une réponse plus rapide du frein. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé une forme de réalisation du dispositif selon l'invention. La Figure 1 est une demi coupe axiale du dispositif de réglage selon l'invention. La Figure 2 est une coupe de la Figure 1 le long de la ligne A-. pans le carter 1 du cylindre de frein est monté un piston de commande 2 qui y est maintenu, par des moyens non représentés, de façon à ne pas pouvoir tourner, ledit piston 2 comportant une ouverture s'élargissant vers son extrémité arrière et dans laquelle pénètre une broche filetée 4 tourillonnée dans le carter 1, ladite broche filetée comportant un filetage non auto-bloquant sur lequel est vissé un écrou de réglage 6. Entre les flancs des filets de la broche filetée 4 et de l'écrou de réglage 6 est prévu un certain jeu. Avec des surfaces antérieures obliques et dentées 7 de 1' écrou de réglage 6, celui-ci est susceptible d'être accouplé par des surfaces antagonistes prévues sur un appendice saillant 8 de la surface de fond de 1' ouverture du piston de commande 2. partir de son extrémité antérieure qui est en contact avec la surface de fond de 1' ouverture ménagée dans le piston de commande 2, écrou de réglage 6 présente un diamètre réduit dans une mesure telle qu'une surface d'appui est formée pour un ressort 10 qui l'entoure et qui, par ailleurs,prend appui sur un roulement axial 12 qui est porté par un disque annulaire 14 maintenu en position à l'extrémité arrière de l'ouverture du piston de commande 2, par une bague de sécurité. La distance entre le roulement axial 12 et l'appui du ressort 10 sur l'écrou 6 est choisie de manière que le ressort 10 soit sous tension. La broche filetée 4 présente, à partir de sa partie filetée vers l'arrière, un diamètre réduit de manière à former une collerette circulaire 16. La broche filetée 4 est en outre montée dans le carter 1 de façon à y être mobile axialement, et elle est soumise en permanence, dans la direction du réglage, à la tension d'un ressort 18. Le ressort est disposé coaxialement à la broche filetée dans une ouverture ménagée dans un élément entourant ladite broche filetée 4 et appuyé contre le carter, au moins à l'encontre de la direction de la commande du frein. Si l'on se reporte au dessin , cet élément est constitué par un piston, tendeur 32 qui sera décrit plus loin; toutefois, et selon une variante, cet élément peut faire directement partie du carter 1, et le pistontendeur 32 sera de ce fait considéré, dans ce qui suit, et en vue d'une explication simplifiée du dispositif de réglage suivant l'invention, comme un élément solidaire du carter 1. Le ressort 18 prend appui d'une part sur une bague 20 solidaire du carter, et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un plateau de ressort annulaire 21, sur une butée 22 fixée dans une gorge de la broche filetée 4.La butée 22, et , par voie de conséquence, la broche filetée 4, sont appliquées, par le ressort 18, contre un épaulement fixe 23 du carter 1. le cette manière, on limite la course de la broche filetée 4 dans la direction ou dans le sens du réglage, ou du rattrapage du jeu. Ainsi que cela est visible en Figure 2, l'écrou de réglage 6 de profil extérieur à six pans, est entouré par une douille 24 de forme complémentaire. La douille 24 est plus longue que l'écrou de réglage 6, et elle s'étend vers l'arrière au-delà de ce dernier et de la partie filetée de la broche 4. A l'extrémité de la douille 24 est fixé un flasque 26 dirigé radialement vers l'intérieur et pénétrant dans une fente annulaire qui est formée entre la collerette 16 de la broche filetée et une paroi fixe du carter 27. La largeur de la fente annulaire est légèrement supérieure à l'épaisseur du flasque 26, en sorte que ce dernier peut tourner, sans obstacle, dans la fente annulaire. La douille 24 s'étend sur l'écrou à six pans de telle façon que celui-ci peut se déplacer axialement par rapport à la douille, sans toutefois pouvoir tourner par rapport à cette dernière. Par l'intermédiaire du raccord 28, l'ensemble de ltouverture ménagée dans le piston de commande 2 est chargé en milieu sous pression utilisé pour le freinage. Par l'intermédiaire d'ouvertures ménagées à la périphérie de l'écrou de réglage 6, la pression peut également s'établir dans la chambre 30 de l'ouverture du piston de commande 2, située en avant de la face frontale de la broche filetée 4. Le dispositif de réglage ou de rattrapage de jeu qui vient d'être décrit fonctionne comme suit Lorsque le dispositif est chargé, par l'intermédiaire du raccord 28, avec du milieu sous pression, le piston 2 est déplacé de sa position de desserrage représentée dans sa position de freinage, vers la gauche. Dans la position de desserrage, l'écrou de réglage 6 chargé par le ressort 10 est accouplé, de manière à ne pas pouvoir tourner1 par l'intermédiaire de la surface oblique dentée 7 de l'écrou et de la surface 8 du piston 2. Lors du déplacement vers l'avant du piston chargé en milieu sous pression, l'écrou de réglage 6 accouplé au piston ne peut suivre ce dernier, sous l'action de la force déployée par le ressort 10, que jusqu'à ce que le jeu entre les flancs des filets de la broche 4 et de l'écrou de réglage 6 soient rattrapés.Si le piston de commande 2 continue à se déplacer, l'accouplement entre l'écrou de réglage 6 et le piston 2 se trouve dégagé en sorte que l'écrou de réglage 6 chargé en permanence par le ressort 10 dans le sens du réglage, tourne sur la broche 4 empêchée de tourner par rapport au carter 1, soit par des forces de frottement ou par d'autres moyens non représentés, et ledit écrou se déplace donc axialement jusqu'à venir porter contre la surface de fond du piston 2.Si les garnitures de frein non représentées sont usées et si le jeu entre les flancs des filets correspond à un jeu de desserrage prédéterminé, le piston 2 est déplacé au-delà du jeu qui existe entre les filets, et l'écrou de réglage 6, après avoir parcouru un chemin qui correspond au jeu, est déplacé axialement, par rotation sur la broche filetée 4, d'une quantité qui correspond à l'usure des garnitures de frein Lorsque le frein est appliqué, la pression qui agit sur le piston 2 croit très rapidement. Ce dernier continue à être déplacé en direction du frein de la course élastique susmentionnée. Celle-ci est due à la déformation élastique et éventuellement au jeu des paliers dans la tringlerie de frein non représentée.Mais étant donné que la face frontale de la broche filetée 4 est chargée par le milieu sous pression, ladite broche est soumise à une force de pression qui croît constamment et qui est dirigée en sens inverse à la force du ressort 18. Lors du dépassement d'une pression limite qui est supérieure à une certaine pression qui est nécessaire pour l'application des freins, la broche filetée 4 se déplace vers la droite de la figure 1 et provo que un rétrécissement de la fente annulaire qui existe entre la collerette 16 et la paroi 27 du carter. Le flasque 26 de la douille 24 se trouve bloqué ou coincé et empêche toute rotation ultérieure de l'écrou de réglage 6,sous l'action du ressort 10.Bien que l'accouplement entre l'écrou de réglage 6 et le piston de commande 2 soit dégagé, l'écrou n'est soumis à aucun autre réglage, quelle que soit l'importance de la course élastique du piston 2. L'avantage particulier de la disposition qui vient d'être décrite réside dans le fait que dès que l'écrou de réglage 6 est empêché de tourner par le fait que le flasque 26 est coincé, et que la force de poussée du ressort 10 exerce un couple de rotation sur la broche filetée 4, lorsque l'écrou de réglage est dégagé du piston 2, ladite broche est accouplée à la paroi du carter 27, par l'intermédiaire de la collerette 17 et du flasque 26 et est ainsi empêchée de tourner. Une rotation fortuite de la broche filetée 4 est ainsi exclue. Lorsqu'une pression limite est atteinte, le dispositif de réglage est en quelque sorte mis hors service, et les déformations élastiques du mécanisme de freinage ne peuvent avoir aucune influence sur les jeux au desserrage. Un autre avantage particulier réside dans le fait que le blocage de l'écrou de réglage 6 est indépendant du fait que l'écrou reste en contact avec le fond du piston de commande 2. De ce fait, le dispositif de réglage peut également être utilisé dans des cylindres de freins dans lesquels un ressortaccumulateur disposé dans une seconde chambre peut être armé par le pistontendeur, déjà mentionné, sous l'effet de la pression de freinage. Dans la Figure 1 un tel cylindre à deux chambres a été représenté. Le cylindre-tendeur ou d'armement 32, mobile dans le carter 1, et qui arme le ressort-accumulateur 34,est guidé axialement sur la broche filetée 4, avec étanchéité. La fente annulaire dans laquelle est bloqué le flasque 26 est formée, dans ce cas, entre la collerette 16 et une section 27 de la surface de fond du piston-tendeur 32. Le ressort-accumulateur 34 est monté, avec tension, entre le piston 32 guidé sans pouvoir se déplacer et un écrou de tension 35 vissé sur le piston 32 à l'aide d'un filetage non auto-bloquant, et prenant appui vers l'arrière contre le carter 1. A l'aide d'un accouplement en roue libre , non représenté, et susceptible d'hêtre commandé à volonté, l'écrou de tension 35 peut être vissé par rapport au carter 1 soit uniquement dans la direction de serrage du ressort-accumulateur 34, soit dans les deux directions, et, de ce fait, par rapport au piston 32. Etant donné que le verrou du ressort-accumulateur, dont la constitution et le mode de fonctionnement sont sans intérêt dans le cadre du dispositif décrit, peut présen ter une course morte, la course de tension du piston-tendeur 32 est supérieure à la course utile, ce qui revient à dire que le piston 32 peut se déplacer vers la droite au-delà de la position de la vis représentée, en cas de charge élevée en milieu sous pression. L'écrou de réglage 6 est en tout cas retenu par la douille 24 et le flasque 26, quelle que soit llimpor- tance de la course ou dans le cas d'un déplacement axial de la broche filetée 4,en fonction de la course de compression du ressort 34. Le danger d'un réglage trop important qui pourrait conduire éventuellement à un blocage du frein n'est pas à craindre. il convient toutefois de noter que le dispositif de réglage fonctionne indépendamment du fait qu'il est incorporé dans un cylindre à deux chambres du genre représenté dans la Figure 1 ou dans un cylindre à chambre unique qui est un cas dans lequel le piston 32 forme une partie fixe du carter du cylindre. A l'extrémité arrière de la broche filetée 4 qui sort du carter, on peut prévoir une section profilée 36 à l'aide de laquelle, lorsque le frein est desserré, on peut faire tourner la broche filetée 4 pour renvoyer dans sa position initiale 1' écrou de réglage 6, par exemple lorsqu'on souhaite remplacer des garnitures de frein usées. REVENDICBSIONS 1 Dispositif de réglage ou de rattrapage de jeu pour le piston de commande d'un cylindre de frein à milieu sous pression, plus particulièrement pour des freins à sabots ou à disques d'un véhicule sur rails, commandés par voie hydraulique, du type comprenant une broche disposée coaxialement dans le piston de commande de manière à pouvoir tourner uniquement lors d'un rappel manuel, mais habituellement empêchée de tourner, et sur laquelle est déplaçable un écrou à filetage non auto-bloquant chargé par ce ressort dans la direction du réglage, ledit écrou étant, dans la direction qui correspond à l'actionnement du frein, susceptible d'être accouplé par friction ou par formes complémentaires avec des faces du fond dudit piston, dans la plage qui correspond au jeu de desserrage, alors que ladite broche est susceptible d'être chargée avec du milieu sous pression et est de ce fait susceptible d'être déplacée axialement, contre l'action d'un ressort, caractérisé par le fait que l'écrou (6) est relié à un élément d'accouplement (24, 26) empêché de tourner par rapport à lui, mais pouvant être déplacé axialement, et bloqué en rotation lors du déplacement de la broche filetée (4) quand celle-ci est chargée par le milieu sous pression. 2. Dispositif de réglage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que lorsqu'elle est chargée par du milieu sous pression, la broche filetée (4) se déplace en direction inverse du piston de commande (2) et bloque ou coince l'élément d'accouplement (24, 26) entre une collerette (16) et une butée antagoniste. 3. Dispositif de réglage suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la face frontale de la broche filetée (4) qui est située dans le piston de commande (2) est chargée en milieu sous pression et que la force du ressort est telle que ladite broche se déplace pour une pression du milieu sous pression qui est suffisante pour l'application des freins. 4. Dispositif de réglage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'écrou (6) est entouré d'une douille (24) de forme complémentaire, debordant ledit écrou dans le sens inverse à celui du réglage, ladite douille portant à son extrémité un flasque radial(26) qui pénètre dans une fente annulaire formée entre la collerette (16) de la broche filetée (4) et ladite butée antagoniste (27). 5. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la broche filetée (4) porte une butée (22) ap pliquée, par un ressort (18), contre un épaulement fixe (23) du carter, ce qui détermine la largeur de ladite fente annulaire. 6. Dispositif de réglage selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'une cuvette annulaire de ressort (21), chargée par un ressort (18) porte contre la butée (22).