Brevet FR2472497A1 — publié le 19810703

L'invention concerne un frein à vis hydraulique destiné au freinage de wagons de chemins de fer sur des voies de lancement d'installations de garage, frein comportant un corps rotatif cylindrique monté sur un support le long d'une voie ferrée avec une tringle hélicoidale posée sur la circonférence, des éléments poussant un liquide placés dans le corps rotatif et un point d'étranglement réglant la propagation du courant de liquide produit. On connatt déjà des freins à vis de ce genre, qui possèdent comme éléments de refoulement d'un liquide, plusieurs paires de groupe cylindre et piston réunis dans un bloc cylindre. Le corps rotatif est fermé sur les faces frontales au moyen de couvercles que traversent sans pouvoir tourner les bouts d'arbre de la pompe à piston axial montée sur un pied. On peut ajuster une force de freinage déterminée en donnant la dimension voulue aux points d'étranglement, ou ajuster une limite inférieure de vitesse angulaire du corps rotatif, à partir de laquelle 5 s'établit la force de freinage quand la vitesse angulaire augmente. Ces freins à vis hydrauliques possèdent ainsi une commande interne pour des zones que l'on peut ajuster à volonté. Ils présentent toutefois une série de déficiences et d'inconvénients qui rendent leur fonctionnement onéreux et leur réparation conteuse. Du fait que l'on utilise des pompes à piston axial et de l'importance des pressions de fonctionnement nécessaires qui sont d'environ 400 kg/cm2 pour que le travail de freinage soit suffisamment élevé, les colts de fabrication pour obtenir les tolérances extrêmement fines nécessaires pour les pompes basées sur ce principe, en particulier pour les paires piston-cylindre, sont très élevés. Avec le nombre de ces couples de piston-cylindre et les soupapes à billes commandant chaque paire qui sont indispensables, on se trouve en présence d'une pluralité de sources de perturbations et de points d'usure qui limitent la durée d'usage.Le mouvais comportement au démarrage qui est propre aux pompes à piston axial demande une élévation de la pression de charge préalable et par suite l'utilisation d'un compensateur de volume de capacité relativement importante, ce qui, étant donné la limitation du diamètre et la longueur de construction du corps rotatif déterminée par les distances des axes des roulements des wagons, a pour effet de réduire la quantité de liquide hydraulique, et limite l'utilisation du frein dans la pratique des travaux de manoeuvre en raison d'un bilan énergie-chaleur défavorable. t, I1 a été propose d'autre part d'équiper un frein à vis mécanique-hydraulique de ce genre avec seulement un unique cylindre monté dans le corps cylindre, et un piston guidé dans le précédent, soumis à l'action d'un ressort de contrepression, et de transformer le mouvement de rotation du corps rotatif en un mouvement de va et vient du piston au moyen d'une paire de coins frontaux. Grâce à ce mécanisme de transmission, on surmonte certes toute une série d'inconvénients des freins à vis déjà connus, du fait que les sources de perturbations et d'usure des pompes à piston axiales que l'on utilisait sont exclues. Toutefois, le mécanisme de transmission lui-même s'est montré peu adapté et peu durable.Les surfaces portantes des coins frontaux glissant l'un sur l'autre se réduisent, au cours d'une opération, d'une façon continue, de sorte qu'il se produit une charge spécifique des surfaces toujours croissante, que l'on ne peut pas maitriser, même avec les meilleurs matériaux, et qui entraîne, après une durée d'usage relativement courte, la destruction des surfaces de ces coins frontaux.Cette déficience ne sera pas compensée complètement même si, comme il a été proposé en plus, on ralentit, en fin d'opération, le mouvement de rotation du corps rotatif, la tige hélicofdale de la circonférence du corps rotatif se transformant à la sortie en une faible ascension, pendant que l'on obtient en mesme temps, au moyen d'une soupape, un état dépourvu de pression sur une longueur partielle de la course dans le cylindre. L'invention a pour but d'augmenter la durée d'un frein à vis hydraulique et de supprimer sa sensibilité aux perturbations pour arriver à un fonctionnement qui soit exempt d'interruptions. L'invention se propose de réaliser un frein à vis hydraulique où dans lequel on diminue la dépense technique pour les éléments refoulant le liquide et étranglant le courant de liquide, afin d'obtenir la puissance de freinage spécifique pour ce type de frein, ainsi que la pression de fonctionnement qui se produit pendant une opération. A cet effet, l'invention est caractérisée en ce que l'élément refoulant le liquide est une-machine à piston rotatif, réunissant les propriétés d'un mécanisme planétaire comportant une roue planétaire intérieure giratoire et les propriétés d'une pompe à chambres multiples. La machine à piston rotatif est avantageusement reliée par sa cage avec la roue solaire dentée intérieurement, solidaire en rotation avec le corps rotatif cylindrique, et sa roue planétaire dentée à l'extérieur est accouplée, par l'intermédiaire d'un arbre mobile articulé des deux côtés à la cardan, avec un tourillon porté solidaire en rotation dans un palier support. Sur le circuit de liquide produit, est disposé, après l'élément étranglant le courant de liquide, un tuyau supportant à un certain intervalle, les orifices d'arrivée et d'évacuation. Ce tuyau possède, aux fins de produire un courant partiel déterminé pour lubrifier les parties coulissantes, un autre point d'étranglement. Avec la machine à pistons rotatifs dont le principe de fonctionnement repose sur, d'une part, une transmission orbitale du mécanisme et, d'autre part, sur une dimension ou une augmentation orbitale simultanée du volume des cellules de refoulement, il est aspiré, pendant une rotation du corps rotatif en forme de cylindre, un volume de liquide qui est multiplié, dans les cellules de refoulement, en fonction de la transmission du mécanisme, et ce liquide est refoulé par les points d'étranglement. Par rapport aux freins à vis fonctionnant avec une pression dont on connalt l'importance, il suffit, dans une machine à piston rotatif, de monter seulement une unique machine de préférence, meme si la pression de fonctionnement est réduite de façon importante, de moitié environ, grace à l'importance du volume fourni. Par suite, on a besoin d'un plus petit volume pour l'élément de refoulement du liquide, ce qui, avec les dimensions du corps rotatif, maintenues dans d'étroites limites par les conditions de fonctionnement, se fait au bénéfice du volume de liquide, et par suite entratne une amélioration du bilan énergie-chaleur. Un autre avantage de la machine à piston rotatif que l'on utilise suivant l'invention réside en ce qu'elle est auto-aspirante, et offre en conséquence un comportement au démarrage sans problème, de sorte que l'on n'a besoin d'ajuster la pression de remplissage préalable, exclusivement, que d'après le volume de compensation qui s'établit d'après les différences de température du liquide. Par suite, on peut donner au compensateur de volume une dimension relativement faible et la forme d'un soufflet métallique, d'un corps en caoutchouc ou d'un piston compensateur flottant. La séparation dans l'espace des orifices d'arrivée et d'évacuation emptche les surchauffes locales, et assure un échauffement sensiblement uniforme du liquide hydraulique, et par suite la-meilleure évacuation possible de la chaleur par l'enveloppe du corps rotatif cylindrique. Les avantages essentiels de l'invention, qui se traduisent par une plus grande valeurd'usage d'un frein à vis, sous forme d'un meilleur comportement du frein dans le temps et un degré élevé se sécurité de fonctionnement, consistent en ce que tous les éléments qui participent à la production du courant de liquide à régler exécutent des mouvements de rotation, qu'il est exigé un volume relativement important de liquide par opération et qu'en conséquence, la pression nécessaire pour le fonctionnement est relativement faible. REVENDICATIONS 10) Frein à vis hydraulique pour le freinage de wagons de chemin de fer sur les voies de lancement d'installations de triage, comportant un corps rotatif cylindrique, monté sur un support le long d'une voie ferrée, comportant aussi une tige hélicoldale disposée sur sa circonférence et des éléments de refoulement du liquide montés dans le corps'rotatif, et un point d'étranglement, entravant le passage du courant de liquide produit, frein caractérisé en ce que l'élément de refoulement du liquide est une machine à piston rotatif réunissant les propriétés d'un mécanisme planétaire comportant une roie planétaire giratoire, et les propriétés d'une pompe à chambres multiples. 20) Frein à vis hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la machine à piston rotatif est reliée, solidaire en rotation, avec le corps rotatif cylindrique, par sa cage, avec la roue solaire dentée à l'intérieur et que sa roue planétaire dentée à l'extérieur est accouplée, par l'intermédiaire d'un arbre mobile articulé à la cardan aux deux bouts, avec un tourillon, porté, solidaire en rotation, dans un palier support. 30) Frein hydraulique à vis suivant, l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les orifices d' arri- vée et d'évacuation sont maintenues à distance, dans le circuit de liquide produit, après l'élément étranglant le courant de liquide, de préférence par un tuyau qui possède, afin de produire un circuit partiel destiné à lubrifier les pièces coulissantes, un autre point d'étranglement.