Brevet FR2393194A1 — publié le 19781229

La présente invention concerne un cylindre de frein à ressort à accumulation d'énergie pour des freins à milieu sous pression, plus particulièrement pour des véhicules sur rails, du type à piston chargé par un milieu sous pression, à l'encontre du ressort à accumulation, ledit piston étant relié, par l'intermédiaire d'une tringlerie, à une tête de tige de piston basculant autour d'un axe transversal et susceptible d'être articulée à une timonerie de frein , ladite tringlerie comportant un organe de transmission qui comporte une broche filetée et un écrou engagé sur cette dernière à l'aide d'un filetage non-autobloquant, ainsi qu'une tige s'étendant de cet organe de transmission vers ladite tête de tige de piston, alors qu'une partie de cet organe de transmission est déplaçable axialement sans pouvoir tourner et l'autre partie de cet organe de transmission est déplaçable axialement et est guidée, sans pouvoir tourner, dans un sens de rotation, à l'aide d'un accouplement unilatéral bloquant, dans le sens du vissage et de la force de freinage, et que par ailleurs l'accouplement unilatéral comprend un cliquet mobile suivant une direction sensiblement transversale à la direction longitudinale de l'organe de transmission et guidé dans un carter, cliquet qui est susceptible d'être amené dans sa position inopérante par une commande mécanique ou par une charge en milieu sous pression d'un piston de commande. Dans la DT-OS NO 1 605 279 on a déJà décrit un cylindre de frein à ressort à accumulation dans lequel la broche filetée d'un dispositif de rattrapage de jeu habituel est reliée, par un accouplement à rotation susceptible d'être commandé à volonté, avec une tige qui porte une tête de tige de piston. Après dégagement de l'accouplement, la broche filetée peut tourner librement et peut se visser, à l'encontre de la direction de la force du ressort à accumulation, dans le carter du cylindre. Le cliquet de verrouillage de l'accouplement est guidé, sur un côté de la broche filetée, perpendiculairement à celle-ci, dans le carter de l'accouplement; malgré un diamètre relativement important du carter, le cliquet ne possède qu'une course de guidage relativement faible; son guidage est de ce fait sollicité très fortement par le couple, agissant sur lui, de la broche filetée, et fonction de la force de freinage, ce qui con duit à une usure rapide et à des coincements. Dans la DT-OS 2 608 502 on a décrit un dispositif à cylindre de frein à ressort à accumulation du genre susmentionné, dans lequel le carter de l'accouplement unilatéral est relié rigidement au carter du cylindre. Dans cette réalisation également,le cliquet de verrouillage ne possède qu'une course de guidage très faible. On a déjà proposé de munir le verrou d'un dispositif de commande mécanique ainsi que d'un piston de commutation, et cela de telle manière que le verrou ou cliquet puisse etre amené, à l'encontre de la force du ressort, dans sa position inopérante ou position de dégagement, tant par voie mécanique que sous l'action d'un piston de commutation chargé en milieu sous pression. Dans cette réalisation également, le cliquet de verrouillage n'est guidé que sur une course faible. La présente invention a pour objet un cylindre de frein à ressort à accumulation du genre rappelé en tête du présent mémoire et de réaliser ce cylindre de frein de telle façon que tout en évitant tout encombrement supplémentaire notable, le cliquet possède une longueur de guidage importante. Pour résoudre ce problème, le cylindre de frein selon l'invention, et, qui est du type rappelé en tête du présent mémoire, est essentiellement caractérisé par le fait que le cliquet et le piston de commande sont guidés coaxialement dans le carter sur deux côtés opposés de la tige et sont reliés à l'aide d'un corps de liaison traversé par la tige passant avec jeu dans une ouverture et mobile, dans le carter, transversalement à la direction axiale. Afin de ne pas être obligé de déplacer également le piston de commutation, dans le cas d'une commande mécanique, il est possible, suivant une autre caractéristique de l'invention, de relier rigidement le corps de liaison au cliquet; de le guideravec le piston de commutation par l'intermédiaire d'un boulon guidé dans un perçage, et de le relier à un accouplement à butée agissant uniquement dans la direction de dégagement du cliquet. Dans le cas où l'on prévoit selon la DT-OS NO 1 605 279 une tige dans l'accouplement unilatéral, il est avantageux, sui vant une autre caractéristique de l'invention, de prévoir une articulation à la cardan entre l'organe de transmission et l'extrémité de la tige qui est voisine de cet organe. Malgré les possibilités de basculement de cette tige ainsi que de l'accouplement unilatéral par rapport au carter du cylindre, la tige permet d'empêcher la rotation de la partie de l'organe de transmission qui est voisine de cette tige.Suivant une variante, il est avantageux que le carter soit, de façon connue, relié rigidement au carter du cylindre et que la partie de organe de transmission qui est susceptible d'etre verrouillée par l'accouplement unilatéral présente, du côté de la tête de la tige de piston, un cylindre dont la paroi latérale est pourvue d'une denture coagissant avec le cliquet de verrouillage, et de prévoir dans ledit cylindre un organe intermédiaire susceptible de tourner par l'intermédiaire de paliers axiaux, élément intermédiaire auquel est articulée la tige de manière à pouvoir basculer au moins parallèlement à l'axe transversal. Dans les deux formes de réalisation, la tige peut avantageusement exécuter des mouvements de basculement dûs à des mouvements de la timonerie de frein, même si le cylindre de frein à ressort à accumulation est de construction courte. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté aux dessins annexés deux formesde réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 est une élévation latérale avec arrachement partiel d'un cylindre de frein à accumulation selon l'invention. La figure 2 représente une vue frontale avec coupe partielle du même cylindre. La figure 3 représente une élévation latérale avec coupe partielle d'une seconde forme de réalisation du cylindre de frein à ressort à accumulation. La figure 4 est une vue de l'accouplement unilatéral, le carter de l'accouplement étant ouvert. Conformément à la figure 1, on a disposé dans un carter de cylindre 1 un piston 2 qui est susceptible d'être chargé d'une part, par le raccord 2, en milieu sous pression et, d'autre part, par des ressorts à accumulation d'énergie 4. Du côté des ressorts à accumulation 4, le piston 2 porte un embout tubulaire 5 qui est guidé longitudinalement dans un tube de guidage qui l'entoure et qui est relié rigidement au carter du cylindre 1. Le tube de guidage 6 est pourvu d'une fente longitudinale 7 dans laquelle est guidée la tête d'une vis 9 qui maintient un écrou 8 dans l'embout tubulaire 5. De ce fait, l'écrou est déplaçable dans le sens longitudinal, mais ne peut pas tourner dans le carter du cylindre 1. Dans l'écrou 8, et par l'intermédiaire d'un filetage non-autobloquant, est vissée une broche 10 qui pénètre dans l'embout tubulaire 5.La broche 10 porte à son extrémité qui est éloignée du piston 2, un cylindre li dans lequel est monté , par l'intermédiaire de paliers axiaux 12, un élément intermédiaire 13 susceptible de tourner. Dans ltélément intermédiaire 13 est monté , comme cela est visible en figure 2, à l'aide d'un boulon transversal 14, un palier sphérique 15 sur lequel est montée, à l'aide d'une coupelle sphérique 16, l'extrémité 17 d'une tige 18, qui est réalisée sous la forme d'un oeillet. A son autre extrémité, la tige 18 est reliée à une tête de tige de piston 19 qui est susceptible d'être articulée à la timonerie de frein non représentée, et qui, à l'aide d'un perçage 20, est susceptible de basculer autour d'un axe transversal qui est parallèle au boulon ou à la cheville transversale 14. Au couvercle du carter de cylindre 1 est relié ou venu d'une pièce,un carter 21 à l'intérieur duquel le cylindre 1l porte un corps annulaire 23 qui est mobile longitudinalement grâce à un guidage à clavette 22, mais qui est empêché de tourner, ledit corps annulaire étant pourvu, sur sa périphérie d'une denture de verrouillage 24 à action unilatérale. Avec cette denture 24 coagit un cliquet 25 qui est guidé dans le carter 21 perpendiculairement à la direction axiale de l'organe de transmission qui est constitué par l'écrou 8 et par la broche 20 et qui chargé par un ressort 26 dans sa direction de coaction avec la denture. L'extrémité du cliquet 25 qui sort du carter 21 est attaquée par un levier 27 qui bascule sur un point d'appui 28 et qui de ce fait dégage le cliquet 25 de la denture 24, à l'encontre de la force d'un ressort 26. Dans le carter 21 est relié rigidement au cliquet 25 un corps de liaison 29 qui comporte une ouverture 30 qui est traversée avec un jeu important par lecylindre 11 et la tige 18, lequel corps de liaison 29 est accouplé, en face du cliquet 25, si l'on se réfère aux éléments qui viennent d'être mentionnés, à un piston de commutation 32 qui est guidé dans le carter 21 coaxialement au cliquet 25, ledit accouplement se faisant par l'intermédiaire d'un accouplement à butée qui agit dans le sens du dégagement dudit cliquet.Pour le guidage réciproque, le piston de commutation 32 porte une cheville 33 qui s'engage dans un perçage 34 ménagé dans le corps de liaison'29. Sur le côté qui est éloigné du cliquet 25, le piston de commutation 32 est susceptible d'être chargé en milieu sous pression par l'intermédiaire d'un raccord d'alimentation 35 en milieu sous pression. Sous certaines conditions de commande qui n'ont pas besoin d'être explicitées dans lei détail, il est nécessaire de pouvoir charger avec du milieu sous pression le piston de commutation 32 sur son autre face; à cet effet, la chambre de charge 36 peut être rendue étanche, de manière non représentée et être également pourvue d'un raccord d'alimentation en milieu sous pression. Le cylindre de frein à ressort à accumulation fonctionne de la façon suivante Lorsque le piston 2 est chargé en milieu sous pression, il est déplacé dans la position représentée,en armant les ressorts à accumulation 4. L'écrou 8 qui est maintenu de façon à ne pas tourner se visse sur la broche 10 en direction de la tête de la tige de piston 19. L'accouplement unilatéral qui est formé par la denture 24 et par le cliquet 25 se dégage automatiquement dans la direction de la rotation de la broche 10. Le cylindre de frein à ressort à accumulation occupe alors sa position représentée qui correspond à sa position prête au freinage. Si lors de la suppression ultérieure de la charge en milieu sous pression du piston 2, on n'a pas besoin de la force de freinage du cylindre de frein à ressort à accumulation, il faut charger en milieu sous pression, par l'intermédiaire du raccord 35, le piston de commutation 32, ce dernier soulevant, par l'intermédiaire de l'accouplement à butée 31 et du corps de liaison 29, le cliquet 25 de la denture 24, à l'encontre de la force du ressort 26. Lors du mouvement de retour suivant du piston 2, sous l'action de la force des- ressorts à accumulation 4, la broche 10 peut à nouveau tourner librement, lorsque l'accouplement unilatéral 24, 25 est dégagé, en sorte que si la tige 18 reste immobile, l'écrou 8 se déplace, lorsque la broche 10 tourne, suivant une direction qui l'éloigne de la tête de la tige de piston 19.Les paliers axiaux 22 permettent une rotation facile de la broche 10 malgré que la tige 18 reste fixe. Toutefois, lors de la suppression de la charge qui s'exerce sur le piston 2, on a besoin de la force de freinage du cylindre de frein à ressort à accumulation, le piston de commutation 32 ne doit pas être chargé L'accouplement à rotation unilatéral, formé par le cliquet 25 et par la denture 24, reste dans sa position embrayée ou engagée, et maintient la broche 10 contre toute rotation, et cela de telle manière que l'écrou ne peut pas se visser sur cette broche lors du mouvement du piston qui a lieu sous la force des ressorts à accumulation 4. De ce fait la broche 10 est entraînée avec le piston 2-et elle transmet son déplacement, par l'intermédiaire du cylindre 11 et du palier axial 12 de même que par l'intermédiaire de l'élément intermédiaire 13, à la tige 18 qui déplace, par l'intermédiaire de la tête de tige de piston 19, la timonerie de frein non représentée dans la direction de la commande des freins, avec pour conséquence un freinage. Par la suite, si l'on désire desserrer à nouveau les freins, en l'absence de milieu sous pression, il faut alors dégager mécaniquement de la denture 24 le cliquet 25, par basculement du levier 27 autour d'un appui 28 L'accouplement unilatéral est donc dégagé et l'écrou 8 se visse sur la broche, sous l'action de la rotation, rendue possible de cette dernière, ledit écrou 8 se déplaçant sur ladite broche dans la direction qui l'éloigne de la tête de tige de piston 19. Si l'on prévoit un ressort de dégagement sur la timo énergie de frein, celle-ci peut participer à dégager, par l'intermédiaire de la tige de tête de piston 19, la tige 18 du cylindre l,un vissage ultérieur de l'écrou pouvant s'opérer sur la broche 10. I1 ressort de ce qui précède que lorsque l'accouplement est engagé, que les ressorts 4 sont tendus et que le piston 2 n'est pas chargé en milieu sous pression, le dispositif servant au montage du cliquet 25 est chargé par le couple provoqué par les ressorts 4, par l'intermédiaire du vissage de l'écrou 8 sur la broche 10, lequel couple tend à faire basculer le cliquet 25 perpendiculairement à sa direction de déplacement. Ce couple de basculement qui agit sur le cliquet 25 est absorbé par un couple de force qui agit en des emplacements très éloignés entre eux, d'une part sur le guidage longitudinal du cliquet 25 dans le carter 21 et d'autre part sur le guidage du piston de commutation 32 dans ce même carter 21, et qui est par conséquent relativement faible. La force de guidage qui attaque le piston de commutation 32 est transmise par l'intermédiaire de la cheville 25 et du perçage 34 ainsi que par l'intermédiaire du corps de liaison 29, au cliquet 25. Ce dernier comporte donc une longueur de guidage très importante qui s'étend pratiquement sur tout le diamètre du cylindre de frein à ressort à accumulation et de ce fait il est guidé avec un faible frottement seulement et cela de manière sûre contre tout blocage.Par suite de la faible charge qu'ils supportent, les emplacements de guidage du cliquet 25 ne sont soumis qu'à une faible usure. Par ailleurs, le dispositif présente l'avantage qui réside dans le fait que la totalité de la surface du piston de commutation 32 est chargée par le milieu sous pression susceptible d'être admis par le raccord 35, en sorte que ce piston peut, même s'il a un petit diamètre, fournir une force importante. Le piston de commutation 32 peut de ce fait être relativement petit. Alors que le cylindre de frein à ressort à accumulation selon les figures 1 et 2 agit suivant le mode en traction, le cylindre de frein à ressort à accumulation selon les figures 3 et 4 agit selon un mode de pression. La direction de la charge que reçoit le piston par le milieu sous pression, ou la force développée par les ressorts à accumulation 4, sont inverses. Dans la forme de réalisation du cylindre de frein à ressort à accumulation selon les figures 3 et 4, la broche 10 est guidée à l'aide d'un tube de guidage 38, dans le carter de cylindre 1, de façon à pouvoir être déplacée dans le sens longitudinal. Le tube de guidage 38 est relié par l'intermédiaire d'une liaison à la cardan 39 avec un élément de tige 18a qui mène dans le carter 21 de l'accouplement unilatéral 21 qui est séparé du carter du cylindre 1, qui comporte une denture de verrouillage 24 et qui est tourillonné à l'aide d'un palier à roulement 40. Le carter 21 est relié rigidement à la tête de tige de piston 19. Le cliquet 25 porte, pour sa commande mécanique, un anneau 41 à l'aide duquel il peut être dégagé de la denture 24, à l'encontre de la force du ressort 26. A partir du carter 21 s'étend un soufflet 42 qui va jusqu'au carter de cylindre 1. Four le reste, la forme de réalisation selon les figures 3 et 4 correspond à celle des figures 1 et 2, en sorte qu'une répétition semble inutile. Pour rendre cette similitude, on a indiqué dans les figures 3 et 4 un certain nombre de chiffres de référence qui correspondent à ceux des figures 1 et 2. Les deux formes de réalisation du cylindre de frein à ressort à accumulation qui sont représentées fonctionnent de façon similaire; parmi les différences notables, il convient de mentionner que dans la forme de réalisation selon les figures 3 et 4, le couple ayant pour origine la force des ressorts à accumulation 4 et qui s'exerce par le vissage sur la broche, n'est pas transmis par le carter 21 selon la figure 1 au carter de cylindre 1, mais sur la tinorerie de frein non représentée, par l'intermédiaire de la tête de tige de piston 19. REVENDICATIONS 1) Cylindre de frein à ressort à accumulation d'énergie pour des freins à milieu sous pression, plus particulièrement pour des véhicules sur rails, du type à piston chargé par un milieu sous pression, à l'encontre du ressort à accumulation, ledit piston étant relié, par l'intermédiaire d'une tringlerie, à une tête de tige de piston basculant autour d'un axe transversal et susceptible d'être articulée à une tringlerie de frein, ladite tringlerie comportant un organe de transmission qui comporte une broche filetée et un écrou engagé sur cette dernière à l'aide d'un filetage non-autobloquant, ainsi qu'une-tige s'étendant de cet organe de transmission vers ladite tête de tige de piston, alors qu'une partie de cet organe de transmission est déplaçable axialement sans pouvoir tourner et l'autre partie de cet organe de transmission est déplaçable axialement et est guidée, sans pouvoir tourner, dans un sens de rotation, à l'aide d'un accouplement unilatéral bloquant, dans le sens du vissage et de la force de freinage, et que par ailleurs l'accouplement unilatéral comprend un cliquet mobile suivant une direction sensiblement transversale à la direction longitudinale de l'organe de transmission et guidé dans un carter, cliquet qui est susceptible d'être amené dans sa position inopérante par une commande mécanique ou par une charge en milieu sous pression d'un piston de commande, caractérisé par le fait que le cliquet (25) et le piston de commande (32) sont guidés coaxialement dans le carter (21) sur deux côtés opposés de la tige (18) et sont reliés à 11 aide d'un corps de liaison (29) traversé par la tige (18) passant avec jeu dans une ouverture (30) et mobile, dans le carter, transversalement à la direction axiale 2) Cylindre de frein à ressort à accumulation selon la revendication 1, caractérisé parle fait que le corps de liaison (29) est relié rigidement au cliquet (25)-alors qu'il est relié au piston de commutation (32) par l'intermédiaire d'une cheville (33) guidée dans un perçage (34) et par un accouplement de butée (31) susceptible d'agir uniquement dans la direction du dégagement dudit cliquet. 3) Cylindre de frein à ressort à accumulation selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, du type dans lequel l'accouplement unilatéral est associé à la tige, carac térisé par le fait que l'extrémité de la tige (18a) qui est voisine de l'organe de transmission (8, 10) est articulée à ce dernier par une articulation à la cardan (39). 4) Cylindre de frein à ressort à accumulation selon l'une ou l'autre des revendications I ou 2, caractérisé par le fait que le carter (21) est relié rigidement au carter de cylindre (1) et que l'élément (broche 10) de l'élément de transmission (8, 10), susceptible d'être bloqué par l'accouplement unilatéral, comporte du coté de la tête de la tige de piston, un cylindre (11) dont la paroi latérale est pourvue d'une denture (24) susceptible de coagir avec le cliquet (25), et dans lequel est monté , de façon à pouvoir y tourner à l'aide de paliers axiaux (12), un élément intermédiaire auquel la tige (18) est articulée de manière à pouvoir basculer au moins parallèlement à l'axe transversal