Brevet FR2377917A1 — publié le 19780818

La présente invention concerne un cylindre de freinà accumulateur à ressorts et à dispositif de desserrage d'urgence, du type constitué par un cylindre, par un piston, par un ressort qui charge le piston dans la direction d'actionnement du frein, à l'encontre de la pression d'un fluide, et par une broche reliée, par l'intermédiaire d'un dispositif de rattrapage de jeu, au pison de manière à pouvoir tourner par rapport à ce dernier, ladite broche étant reliée à la tête de la tige du piston à l'aide d'un accouplement susceptible d'entre dégagé à l'encontre de la force exercée par le ressort. Pour le freinage de véhicules sur rails, on met en oeuvre, de façon avantageuse, ce que l'on convient de désigner par des cylindres à accumulateurs à ressorts, dans lesquels la force de freinage est fournie par un ressort. L'air comprimé agit à l'encontre du ressort et sert à desserrer le frein. Le frein à accumulateur à ressort fonctionne~de ce fait de façon indirecte : la force de freinage agit avec d'autant plus de force que l'on délabre davantage le cylindre de freins. Si, lors du dételage d'un véhicule, on interrompt l'alimentation en air comprimé, les freins sont appliqués. Afin de pouvoir ranger un véhicule dételé, il faut pouvoir à nouveau desserrer les freins. A cet effet, il est nécessaire de disposer d'un dispositif de desserrage d'urgence particulier. Suivant un mode de construction très largement utilisé, les forces provenant des ressorts à accumulation du cylindre de freins å accumulateur àressort sont transmises, par l'intermé- diaire d'un tube de piston,de l'écrou de décalage d'un organe de réglage du jeu et d'une broche de rattrapage des jeux, à la tête de la tige de piston.Celle-ci est reliéedirectement ou indirectement, et par l'intermédiaire de la tringlerie du frein, d des mâhoires de freins conformées de façon correspondante. La broche de rattrapage du jeu est pourvue d'un filetage non auto-bloquant qui co-agit avec l'écrou de réglage sus-mentionné. Lors d'une usure progressive des garnitures du frein, cet écrou tourne de façon correspondante de manière à assurer pour le frein un jeu qui reste constant. Dans un cylindre de frein à accumulateur à ressort de ce genre, on a déjà proposé (voir brevet français No. 1.550.756) de prévoir, entre la tête de la tige de piston solidaire en rotation de la tringlerie du frein et entre la broche un accouplement qui est susceptible d'être dégagé de l'extérieur par une manoeuvre manuelle, à l'encontre de la force du ressort, la broche pouvant tourner librement par rapport à la tête de la tige de piston. Ainsi donc, en l'absence d'air comprimé, les freins doivent être desserrés, on actionne l'accouplement ce qui conduit au fait que la broche se visse par rapport à l'écrou de réglage, sous l'action de la force du ressort du cylindre à accumulateur à ressort qui se détend, aucune force ne s'exerçant alors sur la tringlerie du frein et, par voie de conséquence, sur les mâchoires de frein. Dans ce genre de dispositif, il est connu de fixer,à l'extrémité de la broche qui est voisine de la tête de la tige du piston, un pignon qui test susceptible de co-agir avec une cheville de blocage qui est charge par un ressort et qui est déplaçable axialement dans le carter. Tant que la cheville de verrouillage ou de blocage pénètre dans une dent de la roue dentée ou du pignon, celui-ci ne peut pas tourner par rapport à la tête de la tige du piston, ce qui correspond à la fonction normale de freinage ou de rattrapage du jeu. Si les freins doivent être desserrés sans mise en oeuvre d'air comprimé, la cheville de blocage est dégagée et la broche tourne en s'engageant dans le carter du cylindre jusqu'à ce que la force de freinage se soit abaissée à une valeur nulle. On a également proposé de monter un accouplement à friction dans la tringlerie qui mène d'un cylindre à accumulateur à ressort distinct du cylindre de frein normal, et par l'intermédiaire d'un organe de réglage comportant une broche ainsi qu'un écrou monté sur celle-ci, vers le frein, ledit accouplement à friction pouvant éventuellement être commandé à la main et rendant ainsi possible un desserrage des freins. Les deux solutions rappelées ci-dessus présentent l'incon vénient qui réside dans le fait que les dispositifs qu'elles mettent en oeuvre sont encombrants et nécessitent un espace de montage considérable, alors que par suite de leur constitution englobant un grand nombre d'éléments individuels, ces dispositifs sont compliqués à fabriquer et sont souvent sujets à des perturbations. Par ailleurs, la commande manuelle présente des difficultés tant du point de vue de sa disposition que des moyens à mettre en oeuvre pour sa commande. La présente invention a pour objet un dispositif de desserrage d'urgence pour un cylindre de frein à accumulateur à ressort, du type rappelé en tête du présent mémoire et qui serait susceptible d'être intégré, du point de vue de la construction, dans les éléments que possède normalement le cylindre de frein à accumulateur a ressort, le dispositif de desserrage étant, de plus, dunecommande plus facile et de fonctionnement plus sûr. A cet effet, le cylindre de frein à accumulateur à ressort selon 7'invention est essentiellement caractérisé par le fait que l'accouplement est réalisé sous la forme d'un accouplement à griffes axial, disposé dans la tête de la tige du piston et susceptible d'êtredégagé à l'aide d'une unité piston-cylindre disposée dans la tête de la tige de piston. 4k ce à cette réalisation, la tête de tige du piston peut être solidarisée en rotation, de façon certaine avec la broche, car l'accouplement à griffes peut posséder un diamètre important sans obligation d'agrandir de ce fait la tête de la tige de piston. De ce fait, il n'est pas nécessaire de prévoir des groupes d'éléments séparés qui limiteraient encore davantage l'emplacement disponible pour le montage des freins. Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, on dispose dans la tête de la tige de piston un piston annulaire qui est susceptible d'une part d'être chargé avec un fluide sous pression, de préfêrencé avec de l'air comprimé et qui, par un appendice périphérique s'étendant radialement vers l'intérieur et en forme de flasque, entoure un flasque radial relié à la broche, ledit flasque radial et ledit appendice portant des griffes antagonistes qui, lorsque la pression du fluide baisse, co-agissent entre eux sous l'action d'un ressort d'enclenchement. Grâce à la réunion d'un disque de l'accouplement à griffes avec le piston de l'unité piston-cylindre, on peut obtenir un mode de construction particulièrement ramassé. Des formes de réalisation particulièrement avantageuses du point de vue de la construction résultent, suivant d'autres Caractéristiques de l'invention, du fait que le piston annulaire et l'appendice sont reliés à l'aide de chevilles parallèles à la broche.et du fait que le piston annulaire et la tête de la tige de piston comportent des ouvertures alignées dans lesquelles se trouvent des pices coulissantes, ainsi que du fait qu'on prévoit, de plust entre la broche et la tête de la tige de piston, radialement à l'intérieur de l'accouplement à griffes, un palier à roulement axial. Avantageusement, le volume recevant l'unité piston-cylindre est relativement faible. Ceci permet d'actionner le dispositif de desserrage d'urgence à l'aide d'une pompe manuelle. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté aux dessins annexés différentes formes de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 est une section transversale d'un cyclindre de frein à accumulateur à ressort. La figure 2 est une partie à grande échelle de la section transversale de la figure 1, le dispositif de desserrage d'urgence et d'accouplement se trouvant dans la position active. La figure 3 représente la même section transversale que celle représentée en figure 2, le dispositif de desserrage diur- gence et l'accouplement se trouvant en position inefficace ou désaccouplée. Le cylindre de frein à accumulateur à ressort représenté dans la figure 1 est constitué par un cylindre 2, par un piston 4 et par des ressorts accumulateurs d'énergie 6. Le piston 4 est soudé à un tube-piston 8 qui co-agit avec un dispositif de rattrapage de jeu 10. L'élément essentiel de ce dernier dispositif est constitué par un écrou de réglage 12 qui est vissé sur une broche de réglage 14. La pente du filetage est choisie de telle manière que ce dernier n'est pas auto-bloquant. La broche 14 pénètre dans une tête de tige de piston 16. Dans cette tête 16 est disposée une unité piston-cylindre 20 qui est reliée à un accouplement à griffes 18, ladite unité pistoncylindre reliant la tête de tige de piston 16 à la broche 14 de manière à ne pas pouvoir tourner par rapport à cette dernière. Un oeillet de la tête de tige de piston 16 est attaqué de façon habituelle, non représenté, et par l'intermédiaire d'un boulon transversal, par la tringlerie de frein, ou par la mâchoire de frein, grâce à quoi la tête de tige de piston 16 est maintenue de façon à ne pas pouvoir tourner. Dans les figures 2 et 3 on a représente de façon plus détaillée la constitution du dispositif de desserrage d'urgence dans deux positions de fonctionnement. La tête de la tige de piston 16 est constituée par deux parties vissées entre elles, lesquelles parties entourent une chambre de cylindre 22 dans laquelle est guidé un piston annulaire 24, sur une course axiale faible X. Dans la chambre de cylindre 22 pénètre un flasque radial 26 solidaire en rotation de la broche 14 et à la périphérie extérieure duquel sont disposées des griffes axiales. Le piston annulaire 24 porte, à l'aide de chevilles 25 parallèles à l'axe de la broche 14, un appendice 28 en forme de flasque et s'tendant radialement vers l'intérieur, lequel appendice 28 entoure un flasque radial 26, et à l'extrémité intérieure duquel sont également prévues des griffes qui se situent en face des griffes du flasque radial 26, qui sont complémentaires à ces dernières griffes et qui forment avec celles-ci l'accouplement à griffes 18. Le piston 24 peut être chargé, par l'admission 30, avec un fluide sous pression, et peut, dans le dessin, se déplacer vers la gauche, d'une course maximale désignée par X. Le piston 24 est par ailleurs charge par un ressort Belleville 32 qui est comprimé lors d'un déplacement vers la gauche. Le ressort 32 agit comme un ressort assurant la fermeture de l'accouplement à griffes 18. Entre le flaque radial 26 et la tête de tige de piston 16 on a prévu, radialement à l'intérieur de l'accouplement à griffes 18, un palier axiàl 34 par l'intermédiaire duquel les forces axiales de la broche 14 peuvent être transmises à la tête de la tige du piston 16. Le piston annulaire 24 et la tête de tige de piston 16 comportent, dans des surfaces radiales qui se font face, des ouvertures alignées 36, 38 dans lesquelles sont engagées des pièces coulissantes 39 qui rendent le piston annulaire 24 solidaire en rotation de la tête de tige de piston 16, tout en leur permettant de se déplaceraxialement. Dans la tête de tige de piston 16 ainsi que dans le piston annulaire 24 on prévoit des moyens d'étanchéité qui assurent l'étanchéité de la chambre de cylindre d'une part entre le piston annulaire 24 et le flasque radial 26 et d'autre part entre ce dernier et la tête de tige de piston 16. La figure 3 représente un autre état de fonctionnement du dispositif de desserrage d'urgence. Le piston 24 est chargé, par l'intermédiaire de l'admission 30, avec un fluide sous pression, et il 8 'applique pleinement contre le flasque radial 26. I1 s'est déplacé vers la gauche d'une quantité X (figure 2), et la rondelle Belleville 32 a été comprimée de façon correspondante. Le déplacement du piston annulaire 24 de la quantité X suffit pour dégager les griffes de l'accouplement à griffes 18. Le flasque radial 26 peut de ce fait tourner librement dans la tête de la tige de piston 16, grâce à quoi la tête de la tige de piston 16 et la broche 14 ne sont plus solidaires en rotation, en sorte que la broche 14 peut se dévisser dans le cylindre 2 sous l'effet d'une pression correspondante qui s'exerce en direction axiale. A partir de l'admission 30, un tuyau souple non représenté et servant au passage de l'air, mène par une pièce coudée non représentée, à une pompe à main qui peut être fixée en un emplacement quelconque à l'intérieur ou à l'extérieur du véhicule. La consommation en air pour le déplacement du piston annulaire 24 est de l'ordre de 15 cm3 pour une pression de 4 bars. Dans l'état de fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsqu'on dispose d'assez d'air comprimé, l'accouplement à griffes 18 est en prise, c'est-à-dire qu'il se trouve dans l'état représenté dans la figure 2. La broche 14 et la tête de tige de piston 16 sont solidaires en rotation. La tête de tige de piston 16 est déplacée dans un sens et dans l'autre en fonction du déplacement du piston 4 et du fonctionnement du dispositif de rattrapage de jeu 10. Le passage de la force de la broche 14 à la tête de tige de piston 16 passe par l'intermédiaire d'un palier de butée 34 et la liaison par formes complémentairg entre la broche 14 et la tête de tige de piston 16 est surée par l'intermédiaire de l'accouplement à griffes 18. Si l'air comprimé qui charge le piston 4 vient à manquer, le piston 4, et avec lui la tête de tige de piston 16, se déplace vers la gauche; ce qui actionne les freins. Si l'on doit déplacer le véhicule, les freins doivent à nouveau être desserrés. A cet effet, le piston annulaire 24 est chargé en air comprimé. Ceci peut être effectué soit à l'aide d'une pompe à main, non représentée, soit à l'aide d'un second circuit à air comprimé que l'on pourrait prévoir et qui serait raccordé à un réservoir d'air comprimé de réserve correspondant. Le piston 24 se déplace sous la compression de la rondelle Belleville 32 vers la gauche, les griffes de l'accouplement à griffes 18 se dégagent les unes des autres et la broche 14 peut tourner par rapport à la tête de tige de piston 16. Sous l'action de la force axiale qui est exercée par les ressorts à accumulation d'énergie 6 sur la broche et sur la tête de tige de piston 16, la broche se visse dans le tubepiston 8 jusqu'à ce que la force des ressorts 6 soit épuisée. Une rotation en sens inverse de la broche ne peut pas être empêchée par l'écrou de réglage 12 car cette dernière co-agit avec la broche par l'intermédiaire d'un filetage non-auto-bloquant. Aprds la remise en service du système à air comprimé, l'accouplement à griffes 18 peut à nouveau s'enclencher sous l'action du ressort 32, après désaération de l'air ayant servi au desserrage. Pour une nouvelle charge du piston 4 et pour son refollement contre le ressort 6, le dispositif de rattrapage du jeu est à nouveau ajuste au niveau des garnitures de friction, et l'état de fonctionnement normal se trouve rétabli. Pour amortir le mouvement de détente du piston 4, après dégagement dé l'accouplement à griffes 18, il peut être avanta geux de supprimer le palier axial 34, et le remplacer par un montage à friction Par ailleurs on peut prévoir dans l'évacuation de l'air à partir du cylindre de frein à accumulateur à ressort, un étranglement, ce qui introduit un coussin d'air qui amortit le déplacement du piston. REVENDICATIONS 1. Cylindre de frein à accumulateur à ressort du type comportant un dispositif à desserrage d'urgence, constitué par un cylindre, par un piston, par un ressort qui charge le piston dans la direction de la commande du frein, à l'encontre d'une pression de fluide et par une broche tournante, reliée au piston par l'intermédiaire d'un dispositif de rattrapage de jeu, laquelle broche est reliée à une tête de tige de piston par l'intermédiaire d'un accouplement susceptible d'être désaccouplé à l'encontre de la force d'un ressort, caractérisé par le fait que l'accouplement est un accouplement axial à griffes (18), disposé dans la tête de la tige de piston (16) et qui est susceptible d'être désaccouplé à l'aide d'une unité piston-cylindre (20) disposée dans la tête de la tige de piston (16). 2. Cylindre de frein à accumulateur à ressort selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans la tête de tige de piston (16) est disposé un piston annulaire (24) empêché de tourner et qui est chargé d'une part avec un fluide sous pression, de préférence avec de l'air comprimé et,qui, par un appendice (28) en forme de flasque et s'étendant radialement vers l'intérieur, entoure un flasque radial (26J solidaire en rotation de la broche (14), et que le flasque radial (26) et l'appendice (28) comportent des griffes axiales situées les unes en face des autres et susceptibles de s'interpénétrer sous l'action d'un ressort (32), lorsque la pression du fluide baisse. 3. Cylindre de frein à accumulateur à ressort selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le piston annulaire (24) et l'appendice (28) sont reliés à l'aide de chevilles (25) parallèles à la broche (14), et que le piston annulaire (24) et la tête de tige de piston (16) comportent des ouvertures alignées (36, 38) dans lesquelles se trouvent des pièces coulissantes (39). 4. Cylindre de frein à accumulateur à ressort selon l'une ou l'àutre des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'on prévoit entre la broche (14) et la tête de tige de piston (16), radialement à l'intérieur de l'tåccouplement à griffes (18), un palier axial (34). 5. Cylindre de frein à accumulateur à ressort selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le volume de l'unité piston-cylindre (20) est relativement faible.