Brevet FR2332461A1 — publié le 19770617

La présente invention se rapport à un cylindre à accumulateur à ressort , plus partieulièrement pour des véhicules snr rails, du type comprenant un piston susceptible d'être chargé par la pression de desserrage, à l'encontre de la force dlun ressort accumulateur . ainsi qu'une tige de piston. Les installations de freinage de ce genre se pretent, en plues de l'installation de freinage à lamait, de meilleure façon que des cylindres de freins chargés par air comprimé, pour être utilisés comme frein dlarret ou de blocage, en raison de leur effet d'armement pratiquement illimité dans le temps. En plus de cette caractéristique avantageuse du cylindre à accumn- lateur à ressort , et concernant l'état de freinage, il est souhaitable, pour des motifs qui tiennent au fonctionnement, de disposer, de plus, d'un accroissement des forces de la tige de piston de ees dispositifs. Une telle nécessité peut se présenter si le frein de service, réalisé sous la forme d'un frein électrique tel qu'utilisé par exemple dans le cas de trains locaux, fait défaut et doit être remplacé immédiatement par un autre frein qui peut alors être un frein d'arrêt ou de blocage réalisé sous la forme d1un cylindre à accumulateur à ressort . pans ce cas, on exige, en admettant éventuellement un chauffage excessif du disque de frein du frein d'arrêt ou de blocage, que ce dernier autorise une marche de sécurité du vébi- cnle concerné pendant une durée limitée.Cela signifie, en raison de la distance d'arrêt ou du chemin de freinage nécessaire et non modifiée, que la charge du freinage, assumée normalement par le frein de service, doit entierement être prise en charge par l'effet de freinage du cylindre à accumulateur à ressort Dans les cylindres à accumulateur à ressort du genre mentionné en tête du présent mémoire,la force de la tige de piston dépend de la force du ressort à accumulateur , si lton fait abstraction des pertes par friction dans les organes de transmission. L'importance de cette force dépend de la force de desserrage qui peut être obtenue pendant le fonctionnement (force de desserrage "cl'), c'est-à-dire de la force dont on peut disposer pour armer le ressort à accumulateur.Cette force de desserrage est le produit de la pression d'air de desserrage "ct' par la surface chargée du piston r c étant donné que ces grandeurs ne peuvent, dans la pratique, avoir des grandeurs importantes. quelconques, certaines limites sont imposées à l'accroissement de la force de desserrage et, par voie de conséquence,à la force que-plus tard peut fournir le ressort accumulateur. La présente invention a pour objet un cylindre à accumulateur à ressort du type rappelé en' têtue dn présent mémoire qui permettrait un accroissement notable de la force fournie par la tige de piston, sans pour cela nécessiter une pression de serrage plus élevée, une surface de piston plus importante et, au moins dans certaines formes de réalisation, un ressort accumulateur plus fort. Par ailleurs, l'objet d l'invention doit permettre de réduire la pression de desserrage, sans que cela entrat- ne une diminution de la force de la tige du piston.Bans la réalisation d un tel cylindre à accumulateur à ressort , il convient de respecter les dimensions habituelles ou de ne pas les dépasser de façon notable, une modification des possibilités d'incorporation,existant 3usqulici,du cylindre à accumulateur à ressort dans le eadre du dispositif de frein étant exclue. Aussi , le cylindre à accumulateur a ressort selon l'invention, et qui est, comme cité ci-dessus, du type rappelé en tête du présent mémoire, est essentiellement caraetérisé-par le fait que le piston du ressort à accumulateur et la tige de piston sont accouplés entre eux, pour un accroissement de la force, à l'aide d'une transmission à leviers connue. Dans un cylindre à accumulateur à ressort dont le piston comporte une partie susceptible d'être chargée par la pression de desserrage et une partie de plateau de ressort , séparée spatialement de ladite partie de piston, et chargée par le ressort à accumulation , il est avantageux, selon l'invention, que la transmission à leviers accouple l'élément de piston avec l'élément de plateau de ressort , et que la tige de piston soit reliée à l'élément de plateau de ressort , et que, suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la transmission à levier accouple directement 11 élément de piston à la tige de piston et que la tige de piston soit reliée à l'élément de plateau de ressort Selon une autre forme de réalisation de l'invention, il est avantageux de relier l'élément de piston et l'élément de plateau de ressort par un poussoir et d'utiliser la transmission à leviers pour accoupler l'élément de plateau de ressort et la tige de piston. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessus et représenté au dessin annexé une forme de réalisation de ltobjet de l'invention. Les figures 1 à 8 représentent respectivement une coupe longitudinale dans le cylindre à accumulateur à ressort selon les formes de réalisation de l'invention, la représentation étant sehématique. Les formes de réalisation représentées à titre d'exemple dans les figures 1 à 8, mis à part quelques éléments supplémentaires mais peu nombreux et qui seront signalés en temps utile, sont-toutes du même genre et de ce fait les éléments identiques sont désignés par les mêmes références, la desoription des figures ne s'attachant pas à des détails de chaque exemple qui ressortiront des descriptions données ci-desus du mode de fonctionnement. En principe, le cylindre à. accumulateur à ressort comporte un boitier de cylindre 2, un couvercle 3 dont la paroi intérieure est désignée par 4 et un fond de cylindre 6. Dans le boitier de cylindre 2 sont logés un élément de piston 8, un ressort accumulateur 10 et une tige de piston 12 présentant, à son extrémité sortant du couvercle 3, un moyen d'accrochage 14 pour une transmission à leviers 16. Par l'intermédiaire d'un raccord 18 on peut appliquer la pression de desserrage "c" à une chambre 20 susceptible d'être chargée en air comprimé. Le ressort accumulateur 10 se situe dans une chambre à ressort 22.La transmission à leviers 16 présente aux extrémités de ses différents leviers, des moyens de glissement ou de roulement venant porter contre des emplacements d'appui correspondants 24, 24', et 26, 26'. le passage étanche de la tige de piston 12 dans le couvercle 3 est assuré par un premier moyen d'étanchéité 28 et le passage à travers l'élément du piston 8 (figures 3, 7, 8) est assuré par un second moyen d'étanchéité 30. pans la figure 2, on a représenté la façon dont les emplacements d'appui 26, 26' pour un côté de la transmission à leviers 16 sont formés sur une paroi de séparation fixe 32. Dans les figures 2, 6, 7 et 8, la tige de piston est reliée directement à l'élément'de plateau de ressort 34, alors que dans la figure 5, l'élément de plateau de ressort 34 est relié à l'élément de piston 8 par l'intermédiaire d'un poussoir 36. Dans les exemples d'exécution selon les figures 2, 5, 6, 7 et 8, on prévoit, en plus de la chambre 2Q susceptible d'être chargée en air comprimé et de la chambre à ressort (22),également une chambre neutre 40. La tige de piston 12 porte, à son extrémité qui s'étend au-delà du boîtier 2, un oeillet 38 destiné à recevoir un boulon servant à établir la liaison avec des organes de manoeuvre de frein , non représentés. pans la description des exemples d'exécution on a groupé d'une part les formes de réalisation dans lesquelles on obtient, après abaissement d'une pression de desserrage constante c , et à l'aide du ressort accumulateur une force de tige de piston qui est augmentée du rapport de transmission i de la transmission à levier , et par ailleurs des exemples d'exécution dans lesquels la force de la pression de desserrage permet, directement à l'aide de la transmission de démultiplication , l'armement d'un ressort accumulateur dont la force est augmentée du rapport de multiplication . Ians ce dernier cas, il est possible, avec une pression de desserrage faible, d'armer un ressort accumulateur avec une force de ressort plus faible que celle utilisée dans les premiers exemples d'exécution. Les exemples d1exécution dans lesquels la force de la pression de desserrage c est égale à la force P f du ressort accumulateur, sont repre- sentés dans les figures 1, 3, 4 et 5. La pression de desserrage c amenée par le raccord 18 à la chambre 20 permet d'armer le ressort accumulateur 52, à l'aide de l'élément de piston B ou, comme dans la figure 5, à l'aide de lle lément de piston et de l'élément de plateau de ressort 34. Tant que l'élément de piston 8 est chargé avec la pression de desserrage, le ressort accumulateur 10 reste sous tension.La fonetion décrite jusqu'ici est le mode de fonctionnement normal connu d'un cylindre à accumulateur à ressort Si pour introduire une opération de freinage, on réduit la pression de desserrage c , la force X transmise à la tige de piston 12 par l'lster- médiaire de la transmission à leviers 16 est, selon l'invention, égale à la force du ressort d'accumulation Pf augmentée du rapport de transmission i du mécanisme de transmission à leviers 16.En d'autres termes, on a les relations suivantes (a) ) 9 Pf x i , avec (b) Pf = c x r0 , r0 étant la surface active du piston, ce qui donne par substitution (c) KK = c x- Fc x i . Les avantages qui s'attachent à ces exemples d'exécution sont les suivants Pour une surface de piston chargée Xc peu importante, on peut produire, avec des-ressorts accumulateurs relativement petits, des forces de tige de piston E importantes. Cela permet une construction eompacte, plus particulièrement lorsqu'on utilise un ressort accumulateur à compression ayant la forme dlun barillet ou tonneau. Les forces L de la tige de piston sont variables par le choix du rapport de multiplication i correspondant, bien que lton puisse main- tenir constante la pression de desserrage. Les exemples d'exécution du second groupe sont représentés dans les figures 2, 6, 7 et 8. Si l'élément de piston 8, présentant la surface P 1est chargé, la pression de desserrage c peut, par l'intermédiaire c de la transmission à leviers 16 prenant appui contre l'élément de piston, armer avec la force Pf un ressort accumulateur dont la force est mn1ti- pliée par le rapport de transmission i .Si cette pression de desserrage est abaissée en vue de provoquer un freinage, ce ressort accumulateur surdimensionné transmet, sans l'appui de la transmission à leviers et par l'intermédiaire de l'élément de plateau de ressort , sa force Pf à la tige de piston qui exerce la force Kk On a dans ce cas : (a) KK = Pf (b) Pf = e x -P0 xi Les exemples relatifs au second mode d'exécution présentent les avantages suivants Lors d'une défaillance de la transmission à leviers 16, on peut disposer encore sur la tige de piston de la totalité de la force du cylindre à accumulateur à ressort Pour une force de ressort accumulateur Pf donnée, la force de de la tige de piston est déterminée. Par le choix de la transmission i , il est possible, en maintenant une pression de desserrage c prédéterminée et pour une surface de piston y constante, de mettre en oeuvre une force qui est nécessaire c pour armer un ressort accumulateur Pf plus fort et adapté aux exigences du moment. Toutefois, si on ne dispose que de deux pressions de desserrage c qui sont plus faibles que d'habitude, il ntest pas nécessaire de Te- noncer à des forces X de la tige de piston de valeurs habituelles. il est bien entendu que les exemples d'exécution qui ont été décrits permettent l'incorporation des dispostifs de rattrapage de jeu de la tringlerie, servant à maintenir le jeu au desserrage. BE V E B D I O N S 1 - Cylindre à accumulateur à ressort , plus particulièrement pour des véhicules sur rails, du type comprenant un piston à ressort à accumulateur susceptible d'être chargé par la pression de desserrage, à ltencontre de la force d'un ressort accumulateur, ainsi qu'une tige de piston, caractérisé par le fait que ledit piston et ladite tige sont accouplés entre eux pour la transmission de l'effort, à ltaide d'un mécanisme de transmission à leviers. 2 - Cylindre à accumulateur à ressort suivant la revendication 1, dans lequel ledit piston présente un élément de piston chargé par la pression de desserrage et un élément de plateau de ressort chargé par ledit ressort et séparé spatialement dudit élément de piston, caractérisé par le fait que la transmission du mécanisme à leviers (16) accouple ltélément de piston (8) à l'élément de plateau de ressort (34) et que la tige de piston (12) est reliée à l'élément de plateau de ressort (34). 3 - Cylindre à accumulateur å ressort suivant la revendication I, dans lequel le piston à accumulateur à ressort présente un élément de piston susceptible d'être chargé par la pression de desserrage et un élément de plateau de ressort qui- est séparé spatialement et qui est chargé par le ressort accumulateur , caractérisé par le fait que le mécanisme à leviers (16) accouple directement l'élément de piston (8) à la tige de piston (12) et que cette dernière est reliée à l'élément de plateau de ressort (34). 4 - Cylindre à accumulateur à ressort selon la revendication 1, dans le- quel le piston de ressort à accumulation présente un élément de piston susceptible d'être chargé par la pression de desserrage ainsi qu'un élément de plateau de ressort qui en est séparé spatialement et qui est chargé par ledit ressort, caractérisé par le fait que l'élément de piston (8) et ltélément de plateau de ressort (34) sont reliés entre eux par un poussoir ou une entretoise (36) et que la transmission du mécanisme à leviers (16) accouple l'élément de plateau de ressort (34) à la tige de piston (12). 5 - Cylindre à accumulateur à ressort selon la revendication 3, caractérisé par le fait que 11 élément de piston (8) qui forme avec le fond du cylindre (6) la chambre (20) susceptible d'être chargée avec la pression, forme, sur sa face- arrière, le premier appui (24) du mécanisme à leviers (16) présentant, de manière connue, son moyen d'accrochage (14) à l'extrémité de la tige de piston (12), et que son second appui (26) est formé sur une paroi (32) solidaire de l'enveloppe ou du boitier de cylindre, paroi de séparation formant, par sa face arrière et avec le couvercle (3) du cylindre, une cbam- bre à ressort (22) traversée par la tige de piston (12), et que la paroi intérieure (4) du couvercle (3) du boîtier, ainsi qu'un élément de plateau de ressort (34) fixé sur la tige de piston (12), constituent les points d'appui pour les deux extrémités du ressort à accumulateur (10). 6 - Cylindre à accumulateur à ressort selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mécanisme à levies(l6) qui comporte, de manière connue, son articulation (14) à l'extrémité de la tige de piston (12) qui passe avec étanchéité par le couvercle (3) du cylindre,.;;possède son premier appui (26) sur-la paroi intérieure (4) du couvercle (3), délimitant la chambre (20) suseeptible autre chargée en pression, et son second appui (24) sur la face de l'élément de piston (8) qui est situé du côté de ladite chambre (20), et qu'entre la face arrière de cet élément de piston (8) et le fond du cylindre (6) prend appui le ressort accumulateur (10). N 7 - Cylindre à accumulateur à ressort selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mécanisme à leviers(16), comportant, de manière connue, son articulation (14) à l'extrémité de la tige de piston, possède ses deux appuis (26, 24) dans la chambre à ressort (22) située entre le fond (6) du cylindre et l'élément de piston (8), et que l'extrémité libre de la tige de piston (12) passe, avec étanchéité, aussi bien par élément de piston (8) que par le couvercle (3) formant,avec ledit élément de piston, ladite chambre (20) susceptible être chargée en pression. 8 - Cylindre à accumulateur à ressort selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de piston (8) mobile dans la section du cylindre situé du côté de son fond, présente sur le côté susceptible dtêtre chargé en pression et éloigné du fond du cylindre, un poussoir (36) passant avec étanchéité par une paroi de séparation (32) formant la chambre (20) susceptible d'être chargée en pression, poussoir dont l'extrémité libre passant par le ressort accumulateur (10) et portant un élément de plateau de ressort appliqué contre ledit ressort (10) et dont la face arrière et la face intérieure (4) du couvercle (3), et servant à déterminer la chambre neutre (40) porte les appuis (26, 24) pour le mécanisme à leviers (16) dont l'ar ticulation (14) est portée par la tige de piston (12) pénétrant de l'extérieur dans ladite chambre neutre (40) en passant par le couvercle (3). 9 - Cylindre à accumulateur à ressort selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'articulation (14) du mécanisme à leviers(16) se situe sur une paroi de séparation (13) disposée transversalement à peu près au milieu du cylindre, mécanisme à leviers(16) dont le premier appui (24) se situe sur un côté de l'élément de piston (8) dont 11autre coté forme avec le fond (6) du cylindre la chambre (20) susceptible d'être chargée en air comprimé, que le second appui (26) du mécanisme à leviers(163 se situe sur le cté de liélésent de plateau à ressort (34) mobile dans le cylindre et tourné du côté de ladite paroi de séparation (13), la tige de piston (12) traversant le couvercle (3) étant fixée à la face arrière dudit élément de plateau de ressort, et que le ressort accumulateur (10) est disposé dans la chambre à ressort (22) située entre la paroi de séparation (32) et l'élément de plateau à ressort (34). 10 - Cylindre à accumulateur à ressort selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'articulation (14) du mécanisme à leviers (16) est située sur une section de la tige de piston située dans la chambre (10) susceptible d'être chargée en air comprimé et formée par l'élément de piston (8) et le couvercle (3), ladite section de tige de piston traversant avec étanchéité ledit couvercle (3), et par le fait que le mécanisme à leviers(16) possède son premier appui (24) sur l'élément de piston (8) et son second appui (26) sur la paroi intérieure (4) du couvercle (3), alors que la tige de piston (12) qui passe avec 'étanchéité par l'élément de piston (12) porte à son extrémité l'élément de plateau de ressort (34) entre la face arrière duquel et le fond (6) du cylindre prend appui le ressort (10). il - Cylindre à accumulateur à ressort selon l'une ou- l'autre des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'articulation (14) du méca nisme à leviers (16) se situe au milieu de l'emplåcement de liaison de l1ex- trémité de la tige de piston à l'élément de plateau de ressort (34), qu'entre le fond (6) du cylindre et l'élément de plateau de ressort(34) prend appui le ressort accumulateur (10), que le mécanisme à levier5(16) possède son premier appui (26) sur le fond du cylindre (6), son second appui (24) sur l'élément de piston (8) traversé de façon étanche par la tige de piston (12) et que la chambre (20) susceptible d'être chargée en air comprimé est formée par l'élément de piston (8) et le couvercle (3) du boiter 12 - Cylindre à accumulateur à ressort selon l'une quelconque des revendications 1à 11, caractérisé par le fait que le ressort accumulateur (io) est constitué par un ressort à disques ou un ressort de compression en forme de barillet ou de tonneau.