Brevet FR2473143A1 — publié le 19810710

La présente invention a pour objet un ensemble constitué par une adaptation d'un frein d'immobilisation au frein de service d'un bloc de freinage destiné, notamment mais non exclusivement, à un véhicule ferroviaire. Le cylindre de frein d'immobilisation ou de stationnement à ressort est un appareil destiné à remplacer, sur les engins modernes, la commande habituelle du frein d'immobilisation manuel. I1 présente, de plus, l'avantage de se substituer automatiquement au frein à air sur les véhicules en stationnement lorsque l'air des réservoirs s'épuise par suite de fuites accidentelles. Le cylindre de frein d'immobilisation à ressort est équipé d'un système de déverrouillage qui permet, si on le désire et en l'absence d'air, de desserrer manuellement le frein à ressort d'une façon simple et rapide. Sa commande peut-être située sur la face des véhicules et le réarmement du frein d'immobilisation s'effectue automatiquement, dès que la conduite est réalimentée à la pression de régime. L'alimentation permanente de ce cylindre de frein à ressort peut se faire directement par le réservoir auxiliaire ou par une conduite spéciale asservie par une électrovalve lorsque le véhicule est en service. On connaît des adaptations d'un frein d'immobilisation à un frein de service dans lesquelles le frein d'immobilisation vient après le frein de service dans l'ordre suivant: bloc de freinage, frein de service, frein d'immobilisation, d'où des risques certains de fuite d'un cylindre de frein à l'autre cylindre de frein. L'invention vise une adaptation d'un frein d'immobilisation au frein de service d'un bloc de freinage, caractérisée en ce que le cylindre du frein d'immobilisation attaque la tige même du piston du cylindre de frein de service du bloc de freinage et se situe entre le cylindre de frein de service et le carter du bloc de freinage, de sorte qu'il n'y a pas de risque de fuite d'un cylindre dans l'autre. Une solution de l'invention vise une mise en action immédiate du cylindre de frein à ressort sans avoir préalablement appliqué le frein de service, sa course de piston étant suffisante. Une autre solution de l'invention vise l'application du cylindre de frein à ressort après l'application du frein de service, ce qui permet de diminuer l'encombrement et les courses du piston du cylindre de frein à ressort. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une forme de réalisation d'un ensemble selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale également d'une autre forme de réalisation d'un ensemble selon l'invention. Pour la facilité de la lecture, le cylindre de frein à ressort et le cylindre de frein de service seront désignés ci-après par les expressions "CF à ressort" et "CF de service" et sur les dessins, par les références (CFR) et (CFS) respectivement. Le déverrouillage manuel est référencé (DM) sur ces mêmes dessins. Dans la forme de réalisation représentée à la figure 1, le CF de service comprend un piston (1) et une tige de piston (2) à pas réversible. Le CF à ressort comprend un piston (3) en forme de cloche, susceptible de se déplacer dans un cylindre annulaire (4). Des ressorts (5) sont interposés entre le rebord annulaire de la cloche du piston et une cloison fixe (6) et le corps de la cloche du piston traverse cette cloison. Le déverrouillage manuel (DM) comprend un dispositif à cliquet (7) et rochet (8) une tirette à anneau (9) permet de soulever le cliquet. Un ressort (10) est interposé entre le rochet (8) et un écrou (11) en prise avec la tige (2). Cet écrou porte une butée à rotation à billes (12) susceptible d'être rencontrée par le sommet de la cloche du piston (3). L'écrou lui-même peut venir en appui contre une butée (13) de la tige filetée (2). Le rochet (8) est lié à l'écrou (11) par une clavette coulissante (8A). Lorsque le freinage avec le CF de service est envisagé, la pression d'air dans le CF à ressort est maintenue en permanence (flèche F1) de telle manière que les ressorts (5) soient complètement comprimés et le piston (1) du CF de service peut alors se déplacer (flèche F2) et transmettre l'effort par l'intermédiaire de la tige filetée (2). L'écrou (11) étant en appui sur la butée (13) de la tige filetée, le ressort (10) situé entre cet écrou et le rochet (8) sert de ressort de rappel du piston (1) du CF de service. I1 existe deux cas possibles d'applicaion du frein de stationnement. Dans le cas d'une application du frein de stationnement, sans avoir préalablement appliqué le frein de service, on met à l'atmosphère le CF à ressort. Le piston (3) du CF à ressort avance (flèche F3) sous l'effet des ressorts (5) et vient tracter la tige de piston (2) du CF de service, par l'intermédiaire de l'écrou (11) arrêté en rotation par le système cliquet et rochet (7, 8). L'effort des ressorts est donc transmis pour donner l'effort d'immobilisation. Dans le cas d'une application du frein de stationnement, après avoir appliqué le frein de service, le véhicule est retenu par l'effort fourni par la pression d'air dans le CF de service pendant que la pression d'air dans le CF à ressort comprime les ressorts (5) et maintient le piston (3) à distance de l'écrou (11) de la tige. Suite à des fuites sur le véhicule, le piston (3) du CF à ressort avance (flèche F3) sous l'effort des ressorts (5) et vient finalement tracter la tige de piston (2) pour prendre le relais du CF de service qui commence à reculer (flèche F4) consécutivement à la baisse de pression. Pour remettre en service le véhicule, il y a lieu de réarmer le CF à ressort en le réalimentant à la pression de régime pour supprimer l'effort des ressorts (5) sur la tige de piston (2). Dans ce cas, le piston (3) du CF à ressort recule et l'ensemble piston (1) du CF de service avec l'écrou (11) suit sous l'effort de rappel du ressort (10) situé entre l'écrou (11) et le rochet (8). Les freins sont ainsi complètement desserrés. Le déverrouillage manuel du CF à ressort est utilisé lorsque l'on ne dispose pas de pression d'air et que l'on veut déplacer le véhicule. Dans ce cas, il y a lieu de tirer sur l'anneau (9) de la tirette (flèche F5) pour libérer en rotation l'ensemble rochet (8) et écrou (11), permettant ainsi au piston (3) du CF à ressort de revenir rapidement sur le fond de cylindre (flèche F3) sous l'action des ressorts (5). L'énergie emmagasinée dans la rotation de l'écrou et du rochet, lors de la chute du piston (3) du CF à ressort, permet le retour (flèche F4) du piston (1) du CF de service. Les freins sont ainsi complètement desserrés. Pour remettre en service le véhicule, il y a lieu de réarmer le CF à ressort en le réalimentant à la pression de régime pour recomprimer les ressorts (5) et ramener le piston dans sa position initiale. Pendant le mouvement de retour du piston (3) du CF à ressort, l'écrou (11) et le rochet (8) tournent sur la tige filetée à pas reversible, sous l'action du ressort (10) situé entre cet écrou et le rochet, le cliquet (7) étant soulevé. L'ensemble rochet et écrou tourne jusqu'à ce que l'écrou s'arrête contre la butée (13) de la tige. Dans la forme de réalisation représentée à la figure 2, l'écrou (11) est rendu solidaire du piston (3) du CF à ressort par l'intermédiaire de la butée à billes (12) et une butée à aiguilles (14) disposée entre lui et une bague fixe (15) du piston (3). L'écrou (11) présente, de plus, des dents de crabot (llA) destinées à venir en prise avec une douille crantée (16) arrêtée en rotation par la clavette coulissante (8A) du rochet (8). La douille crantée (16) peut être arrêtée, par ailleurs, longitudinalement, par une butée fixe (17). Un ressort de rappel (18) équipe le piston (1) du CF de service. Lorsque le freinage avec le CF de service est envisagé, la pression d'air dans le CF à ressort est maintenue en permanence (flèche F6) de telle manière que les ressorts (5) soient complètement comprimés et l'écrou (11) maintenu à distance de la douille crantée (16). Le piston (1) du CF de service peut alors se déplacer (flèche F7) et transmettre l'effort par l'intermédiaire de la tige filetée à pas réversible (2). L'écrou (11) étant retenu par le piston (3) du CF à ressort et le pas du filet étant réversible, cet écrou tourne à chaque mouvement du piston (1) du CF de service. Lorsque l'application du frein de stationnement à ressort est envisagée, il faut effectuer un freinage avec le frein de service, maintenir la pression et, lorsque des fuites accidentelles se produisent, le piston (3) du CF à ressort avance (flèche F8) sous l'effort des ressorts (5) et l'écrou (11) vient se craboter avec la douille crantée (16). Cette douille étant arrêtée en rotation, par le système à cliquet et rochet, l'effort développé par les ressorts (5) se transmet à la tige de piston par l'intermédiaire de l'écrou. Le ressort (10) situé entre le rochet et la douille crantée (16) permet de maintenir l'accouplement entre cette douille et l'écrou (11). Le CF à ressort prend donc le relais du CF de service lorsque la pression d'air a totalement disparue. On peut également supprimer la pression d'air dans le CF à ressort sans attendre les fuites, mais dans ce cas on superpose les efforts du CF à ressort et du CF de service, ce qui n'est pas toujours souhaitable. Pour remettre en service le véhicule, il y a lieu de réarmer le CF à ressort en le réalimentant à la pression de régime pour supprimer l'effort des ressorts (5) sur la tige de piston. Dans ce cas, le piston (3) du CF à ressort recule et l'ensemble constitué par le piston (1) du CF de service, l'écrou (11) et la douille crantée (16) suit le mouvement sous l'effort du ressort de rappel (18) de ce piston ainsi que le ressort (10) situé entre la douille et le rochet, jusqu'à ce que cette douille s'arrête sur sa butée (17). Le piston (3) du CF à ressort continuant son mouvement de retour, l'écrou (11) se libère de la douille crantée (16) et le piston (1) du CF de service revient brutalement sous I'effet du ressort de rappel (18) en faisant tourner l'écrou (11). Pour obtenir le déverrouillage manuel du CF à ressort, il y a lieu de tirer sur l'anneau (9) de la tirette (flèche F9) pour libérer en rotation l'ensemble rochet-douille crantée et écrou, permettant ainsi au piston (1) du CF de service de revenir sur son fond de cylindre (flèche F10), sous l'action de son ressort de rappel (18). Le piston (3) du CF à ressort n'étant plus retenu par l'écrou (11) sur la tige, il tombe sur le fond de son cylindre, sa chute étant amortie par un coussin d'air ou un matelas de caoutchouc. Les freins sont ainsi complètement desserrés. Pour remettre en service le véhicule, il y a lieu de réarmer le CF à ressort en le réalimentant à la pression de régime pour recomprimer les ressorts (5) et ramener le piston (3) dans sa position initiale. Pendant le mouvement de retour du piston (3) du CF à ressort, l'écrou (11), la douille crantée (16) et le rochet (8) tournent sur la tige filetée à pas réversible, sous l'action du ressort (10) situé entre la douille et le rochet ainsi que sous l'action du mouvement du piston (3) le cliquet étant soulevé, jusqu'à ce que la douille s'arrête contre sa butée (17). Le piston (3) continuant sa course de retour, l'écrou se libère de la douille crantée et tourne jusqu'à ce que ce piston s'arrête en fin de course. Le CF à ressort est ainsi armé et le CF de service peut être à nouveau utilisé. I1 est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter des équivalences dans ses éléments constitutifs sans, pour autant, sortir du cadre de ladite invention qui est défini dans les revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. - Ensemble constitué par une adaptation d'un frein d'immobilisation à ressorts au frein de service d'un bloc de freinage, caractérisé en ce que le piston du cylindre de frein d'immobilisation intervient sur la tige même du piston du cylindre de frein de service et se situe entre le cylindre de frein de service et le carter du bloc de freinage, de sorte qu'aucun risque de fuite d'un cylindre dans l'autre n'est possible. 2. - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de piston du cylindre de frein de service fait partie d'un système écroutige filetée à pas réversible. 3. - Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le piston du cylindre de frein d'immobilisation intervient sur l'écrou dudit système écrou-tige filetée, lequel écrou peut être arrêté ou libéré en rotation. 4. - Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une butée à rotation, portée par ledit écrou, permet l'interyention du piston du cylindre de frein d'immobilisation sur la tige du piston du cylindre de frein de service. 5. - Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit écrou est prisonnier du piston du cylindre de frein d'immobilisation et peut être craboté à une douille crantée qui peut elle-même être arrêtée ou libérée en rotation; cette disposition permet de diminuer les courses du piston du cylindre de frein à ressort et de diminuer l'encombrement de l'ensemble. 6. - Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'écrou est prisonnier entre deux butées à rotation. 7. - Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3, 4 et 5, 6, caractérisé en ce qu'un dispositif de verrouillage-déverrouillage, à commande extérieure, permet d'arrêter ou de libérer l'écrou en rotation. 8. - Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage-déverrouillage est du type à cliquet et rochet, une commande manuelle extérieure pouvant dégager le cliquet. 9. - Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un ressort est interposé entre le rochet et écrou et peut servir de ressort de rappel au piston du cylindre de frein de service, quand ledit écrou est en appui sur une butée fixe de ladite tige. 10. - Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le piston et le cylindre du cylindre de frein d'immobilisation sont annulaires et entourent le système écrou-tige filetée à pas réversible.