Brevet FR2364147A1 — publié le 19780407

La présente invention concerne une installation de frein automatique en fonction de la charge pour des freins à friction, plus particulièrement pour des véhicules sur rails, du type comprenant une soupape de distribution, un transformateur de pression transformant la pression contrôlée par la soupape de distribution > et dont le rapport de transformation est réglable par déplacement d'un palier constituant l'appui d'un fléau, la position de ce palier étant déterminée par un piston chargé, à l'encontre de la force d'un ressort, par une pression qui est fonction de la charge, une soupape soumise à l'action dudit fléau et contrôlant la pression de frein qui régne dans le cylindre de frein ainsi qu'un dispositif à l'aide duquel la force de freinage est maintenue constante, indépendamment des variations de la valeur de la friction des éléments de friction. Les installations de frein automatique en fonction de la charge, connues à ce jour opèrent avec une force de freinage exercée par les sabots ou pat les mâchoires de frein, force qui reste constante pendant toute l'opération de freinage, pour un poids déterminé du véhicule et pour un palier de freinage déterminé. La force ou la pression des sabots ou patins,ou la force ou la pression des mâchoires de frein,est déterminée par le calcul du frein. Ces calculs reposent sur des courbes de valeurs de friction déterminées par voie empirique. Les variations de la valeur ou du coefficient de frottement par rapport à ses valeurs prédéterminées, de meme que les variations du coefficient de frottement en fonction de la vitesse pendant Topération de freinage ,ou les variations de l'efficacité de la transmission des forces,ne peuvent plus compenser ces systèmes de freinage à pression de sabot constante ou pression de mâchoire constante. Des écarts notables apparaissent par rapport à la distance de freinage calculée, et ces différences de decélération provoquent des chocs entre les différentes voitures et des réactions dans le train. Aussi, l'invention a t-elle pour objet de réaliser une installation du genresus-mensionné de telle manière qu'elle compense automatiquement les variations du coefficient de friction et de l'efficacité, et provoque, indépendamment de la charge et de la vitesse,une décélération constante au niveau de chaque véhicule , et correspondant au palier de freinage envisagé. Pour résoudre ce problème, l'installation de frein automatique en fonction de la charge, qui est du type rappelé en tête du présent mémoire, est, selon l'invention, essentiellement caractérisée par le fait qu'elle comporte un convertisseur de mesure monté dans chacune des biellettes de suspens ion du sabot de frein ou de la mâchoire de frein, susceptible d'être commandé par le cylindre de frein et transformant la force de freinage en une pression de contrôle ou de commande proportionnelle, et dont la sortie, laquelle apparait la pression de contrôle ou de commande,est reliée, par l'intermédiaire d'une conduite de la pression de contrôle ou de commande, à la chambre de cylindre d'un piston attaqué à l'encontre de la pression du cylindre fictif. par un levier de transmission qui est constitué par un fléau. Suivant une forme de réallsat;on avantageuse, le disoo- sitif de frein en fonction de la charge est réalisé de manière que la conduite de la pression de contrôle ou de commande du convertisseur de mesure soit reliée à une soupape d'inversion qui relie la conduite de pression de freinage à la chambre de indre, lorsque la conduite de la pression de controle ou de commande n'est pas sous pression. Le convertisseur de mesure est avantageusement approprié pour transformer la force de freinage agissant au niveau du sabot ou des mâchoires de frein et transmise par les biellettes de suspensioncommeforcedetraction ou de pression, en une pression de contrôle ou de commande qui sert à contrôler le fléau associé au dispositif de freinage en fonction de la charge. Ainsi, la pression de fminoudu cylindre de frein change automatiquement suivant la fonction proportionnelle du convertisseur de mesure. Le convertisseur de mesure peut être constitué par un mecanisme de soupape qui répond aussi bien à la traction des biellettes de suspens ion qu'à une pression, lequel mécanisme agit de façon analogue à ce que l'on désigne par une soupape de pesée pour contrôler ou commander la pression dans la conduite de contrôle ou de commande de la pression. Ainsi, un frein pourvu d'un dispositif de frein en fonction de la charge de ce type peut être indépendant des var-iations du coefficient de friction ou des écarts de l'efficacité qui peuvent être,en partie,imnortantes, ce qui permet de préserver un train contre les secousses et contre tout genre de réaction qui peuvent s'y produire. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté aux dessins annexés différentes formes de réalisation d'une instal lationede frein en fonction de la charge conforme à l'inve-tion. La figure 1 est une vue schématique d'une telle installation. La figure 2 est une vue schématique comparable à celle de la figure 1, de l'installation de frein en fonction de la charge, avec mise en oeuvre d'une soupape d'inversion. La figure 3 est une vue schématique d'un détail du convertisseur de mesure disposé dans les biellettes de suspension. La soupape de frein ou de distribution 1 représentée dans la figure 1 comprend un raccord 3 pour la pression Cv du cylindre fictif, fournie par une soupape de contrôle ou de commande (non représentée), ainsi qu'un raccord 5, qui, par l'intermédiaire d'une conduite de pression de frein 7, est relié au cylindre de frein 9, et un raccord 11 par l'intermédiaire duquel une pression T qui est fonction de la charge > est établie dans la soupape de frein ou soupape d distribution (triples valves) 1. La soupape de distribution est en outre pourvue d'un raccord 13 fournissant à la soupape une valeur de mesure, à partir d'une conduite de pression de contrôle ou de commande 15, qui sera explicitée plus loin.Dans le carter de la soupape de distribution est prévu un fléau 17 qui prend appui sur un palier mobile 19. Ld fléau 17 est chargé, sur un côté, par un poussoir 21, et sur le côté opposé par rapport au palier 19, par un poussoir 23. Le poussoir 21 est relié rigidement au piston 25, alors que le poussoir 23 est relié rigidement à un piston 27. Le piston 25 est chargé par la pression Cv,sus-mensionnée, du cylindre fictif, alors que le piston 27 est susceptible d' être chargé par une pression de contrôle ou de commande qui se présente par l'intermédiaire de la conduite 15. La conduite de pression de commande ou de contrôle 15 est reliée à un convertisseur de mesure 29 qui est relié , par l'intermédiaire de biellettes de suspension 31, à un sabot de frein ou aux mtchoires de frein 33. A la place du sabot de frein 33 on peut également prévoir une mâchoire de frein d'un frein à disque ou un élément de friction de même genre. Le convertisseur ou transducteur de mesure 29 sert à convertir les forces de traction ou de pression qui agissent sur les biellettes de suspens ion 31, en une pression de contrôle ou de commande correspondante. Cette pression de contrôle ou de commande est proportionnelle à la force de freinage qui agit sur le sabot de frein pendant un freinage.Le convertisseur de mesure 29 qui est relié à la conduite de pression de contrôle ou de commande 15 est relié à un réservoir d'air de réserve R, et réagit de la manière indiquée cidessus aussi bien aux forces de traction qu'auxforces de pression qui agissent sur les biellettes de suspension 31 ; ceci signifie que le convertisseur de mesure est capable d'agir dans l'une et dans l'autre des directions de rotation de la roue qui doit être freinée. Le fléau 17 prend appui, de la manière qui a été indiquée ci-dessus, sur un palier ou coussinet de pivotement 19 ; le rapport de transmission du fléau 17 est commandé en fonction de la charge, et correspond au poids du véhicule G. A cet effet, on instauré' dans le cylindre 35, par l'intermédiaire du raccord 11 et par exemple par 1' intermédiaire d'une soupape de pesée 12, une pression qui est fonction du poids, cette pression déplaçant le piston 37. Ce dernier déplace le coussinet de pivotement 19, par l'intermédiaire d'une tige de piston et d'un dispositif à leviers. La soupape 1 est également pourvue d'une soupape 39 qui, lors de la rotation du fléau 17, est susceptible d'être attaquée par ce dernier. Si le fléau se déplace dans le sens des aiguilles d'une montre, dans la figure, la soupape 39 ouvre la liaison menant du réservoir d'air de réserve R au cylindre de frein 9, par l'intermédiaire du raccord 5 et de la conduite de pression de frein 7. Dans le cas d'une rotationdufléau 17 dans le sens inverse à celui des aiguilles d'une montre, la liaison entre le réservoir d'air de réserve R et le cylindre de frein est interrompue. La force du piston 15 qui est exposée à la pression CvF et qui est amplifiée par le fléau 17, correspond à la valeur de référence de la force de freinage I si cette force est supérieure à la force qui s'exerce effectivement sur le piston 27 et qui est proportionnelle à la force de freinage au niveau des biellettes de suspension, le fléau 17 tourne de la manière indiquée ci-dessus et ouvre la soupape 39 en sorte que de l'air comprimé peut péné trer dans le cylindre de frein. Lorsque 'le cylindre de frein est actionné, la force de freinage qui agit sur le sabot de frein et, par voie de conséquence , au niveau des biellettes de suspension, croit jusqu'à ce que la valeur instantanéede la force de freinage corresponde à la valeur de référence de la force de freinage. Si en fait la force de freinage qui agit par l'intermédiaire des biellettes de suspens ion sur le convertisseur de mesure 29 est supérieur h la force de freinage de référence, le cylindre de frein 9 est, de la manière connue,relié à l'atmosphère par l'intermédiaire de la soupape 39, jusqu'à ce que les conditions d'équilibre s'établissent au niveau du fléau 17. Dans le figure 2 on a représenté une forme de réalisation dans laquelle la conduite de pression de contrôle ou de commande 15 est reliée, par l'intermédiaire d'une soupape dtinver- sion 41, à la conduite de liaison 13 ou à la conduite de pression de frein 7. La soupape d'inversion 41 est constituée de telle manière que lorsque la conduite de pression de contre ou de commande 15 est démunie de pression, elle établit la liaison entre la conduite de pression de frein 7 et le cylindre dans lequel est situé le piston 27, alors que si une pression régne dans ladite conduite 15, la liaison est interrompue par rapport à la conduite 7, la liaison étant établie par rapport au conducteur 15 et, par voie de conséquence, par rapport au convertisseur de mesure 29.L'objet de la soupape d'inversion 41 est le suivant : si le véhicule est au repos, les freins étant serrés, cet état ne se traduit pas par l'existence d'une pression dans la conduite de pression de contrôle ou de commande 15, car aucun effet de traction ou de pression ne parvient aux biellettes de suspension 31, lorsque la roue est au repos. L'absence d'une pression dans la conduite 15 aurait pour signification que la pression qui régne dans le réservoir ou cylindre fictif ferait basculer le fléau 17 dans le sens des aiguilles d'une montre. sans qu'aucune contre-pression ne s'oppose à se mouvement, au niveau du piston 27. De ce fait, la soupape 39 serait ouverte en permanence, et par l'intermédiaire de celle-ci, la liaison entre le réservoir d'air de réserve R et le cylindre de frein 9 serait ouverte en permanence. Afin d'éviter cette "falsification" de l'état de freinage lorsque le véhicule est au repos, la soupape d'inversion 41 est réalisée, de anière décrite ci-dessus, de telle façon que lorsque la conduite 15 est dépourvue de pression, ladite soupape 41 établit la liaison entre la conduite 7 et le cylindre dans lequel est prévu le piston 27.Le fléau 17 se régule donc. de façon connue, sous l'influence de la pression ui régne dans le cylindre de frein et aous I'lnfluence de la pression qui règne dans le cylindre' fictif, Lorsque le véhicule est en marche, et lorsqu'un freinage est déclenché, une traction ou une pression agissent par l'intermédiaire des biellettes de suspens ion 31 sur le convertisseur de mesure 29, en sorte que celui-ci déclenche l'établis- sement d'une pression correspondante dans la conduite de pression de contrôle ou de commande 15.La pression qui régne alors dans cette conduite charge la -soupape d'inversion 41 de façon que celle-ci interrompt la liaison qui mène à la conduite de pression de frein 7, en rétablissant la liaison entre la conduite 15 et le cylindre dans lequel est prévu le piston 27. La position du fléau 17 s'établit à nouveau de la manière décrite ci-dessus. Dans la figure 3 on a représenté une forme de réalisation du montage du convertisseur de mesure 29. Ce dernier est directement monté dans les biellettes de suspension 31. 31' du sabot de frein. Entre ces biellettes et les entretoises 43 et 45 soudées auxdites biellettes,est monté le convertisseur de mesure 29. Les biellettes de suspension sont guidées à l'aide de boutonnières 47 traversées par une cheville 49 qui est reliée au sabot de frein. Ainsi, la force de freinage est transmise des biellettes de suspension à la cheville 49, par l'intermédiaire d'une tige 51 et non directement des biellettes de suspension à ladite cheville. Cette tige 51 est traversée par la cheville et porte contre une plaque 53 qui est capable d'agir sur des élémentsde soupape (non représentés7.Ces éléments de soupape peuvent correspondre à un mode de construction connu, et ils sont par exemple du type mis en oeuvre dans le cas des soupapes de pesée ou autres soupapes similaires. Si les biellettes de suspens ion 31 et 31' sont sollicitées en traction, le jeu c entre la tige 51 et le carter 55 du convertisseur de mesure est supprimé. La tige 51 exerce une traction sur le carter- 55 pour le déplacer en direction de l'entretoise 45, en sorte que la force de freinage est transmise sous la forme dune pression sur la plaque 53 du convertisseur de mesure. Si les biellettes de suspension travaillent en pression, la force de freinage est également transmise, par l'intermédiaire de la tige 51, directement sous la forme d'une pression à la plaque 53. Le convertisseur de mesure travaille donc toujours en pression, indépendamment du fait que la force de freinage sollicite les biellettes de suspension 31 et 31' en pression ou en traction. A la place du convertisseur de mesure 29 représenté, on peut également utiliser des dispositifs susceptibles d'agir de façon correspondante, et capables d'agir en pression et en traction sur les biellettes de suspens ion, en développant une pression de contrôle ou de mesure correspondante dans la conduite de pression de contrôle ou de commande. REVENDICATIONS 1- Installation de frein automatique en fonction de la charge pour des freins à friction,plus particulièrement pour des véhicules sur rails, du type comprenant (ass une soupape ou distributeur de frein (triple valve 5, (bss un transformateur de pression transformant la pression contrôlée par le distributeur et dont le rapport de transmission est susceptible d'être réglé par déplacement d'un palier formant appui pour un levier de transmission, la position de ce palier étant déterminée par un piston chargé, à l'encontre de la force d'un ressort, par la pression établie en fonction de la charge, (c) une soupape attaquée par ledit levier et contrôlant ou commandant la pression de frein qui régne dans le cylindre de frein et (d) un dispositif à l'aide duquel la force de freinage est maintenue constante indépendamment des variations du coefficient de friction des éléments de friction, caractériseepar le fait que l'on prévoit dans les biellettes de suspension (31) du sabot de frein (33) chargé par le cylindre de frein ou des mâchoires de frein, un convertisseur de mesure 29 transformant la force de freinage en une pression de contrôle ou de commande proportionnelle et dont la sortie, laquelle apparait cette pression de contrôle ou de commande,est reliée, par l'intermédiaire d'une conduite (15) de la pression de contrôle ou de commande, à la chambre de cylindre d'un piston (27! attaqué, l'encontre de la pression qui règne dans le cylindre fictif, par un levier de transmission réalisé sous la forme d'un fléau de baIance (17). 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la conduite de pression de contrôle ou de commande (15) du convertisseur de mesi:re(29) est reliée à une soupape dtinver- sion (41) qui, lorsque ladite conduite (15-) est dépourvue de pression, relie la conduite de pression de frein (7) à la chambre de cylindre reçevant ledit piston (27). 3 - Installation selon la revendication 1, caractér séepar le fait que le convertisseur de mesure (298 est constitué par une soupape de pesée agissant en fonction de la pression ou de la traction. 4 - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le convertisseur de mesure (29? est monté directement dans les biellettes de suspension du sabot de frein ou dans les biellettes de suspension des machoires de freins.