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1,'invention concerne un pisi,on pour cylindre de frein, muni d' une manchette établie en une matière élastique, présentant une section en
U dont les branches sont coupées obliquement aux extrémités et adaptée dans une rainure périphérique du corps de piston, la nappe extérieure de cette manchette présentant une nervure cylindrique qui s'étend au-delà de la barre du U.
On a déjà suggéré de telles manchettes en tant que garniture d'étanchéité. la nappe extérieure d'une tranche de ces manchettes s'ap- plique entièrement contre la paroi du cylindre, ce qui produit non seule ment une usure relativement rapide, mais empêche aussi le graissage de s' accomplir dans toute la mesure voulue. Pour assurer un service prolongé, un graissage impeccable est précisément très important, afin qu'une répa- ration ne s'impose avant qu'un grand nombre de freinages n'ait été effec- tués.
La présente invention élimine ces inconvénients par le fait que la branche extérieure de la manchette, tournée vers la paroi du cylindre, présente au moins une gorge périphérique continue, connue en soi, ou plusieurs évidements en forme de secteurs, répartis sur la périphérie et en ce que, à l'état détendu, la nappe extérieure du profil en U s'étend, en divergeant en direction de la paroi du cylindre, tandis que, lorsqu'elle est sous tension, cette nappe s'applique à contact étanche contre la paroi précitée, depuis son bord à biseau conique jusque tout au plus l'arête supérieure de la gorge, le restant de la nappe extérieure de la manchette étant écarté de la paroi du cylindre.
Cette construction selon l'invention permet un graissage suffisant des organes coulissant les uns sur les autres, du piston et du cylindre, et assure donc un service prolongé de ces organes. Ceci découle du fait que, lorsque de l'air comprimé est admis dans le cylindre et pénètre, après une course du piston effectuée dans une direction, dans l'espace an nulaire en U de la manchette, la gorge se contracte, la manchette venant s'appliquer contre la paroi du cylindre dans les limites du U, depuis le bord à biseau conique jusque tout au plus l'arête supérieure de la gorge précitée. Ceci a pour effet de refouler de cette gorge, contre la paroi du cylindre, une quantité de lubrifiant suffisante pour le graissage.
Après 1' arrêt de l'admission de l'air sous pression et le retour du piston, la gorge reprend sa forme initiale, de sorte que le lubrifiant est aspiré de la parol du cylindre dans le creux de la gorge. D'autre part, la manchette tend à reprendre sa position normale, dans laquelle elle s'évase vers la paroi du cylindre à partir de la gorge. On obtient ainsi, pendant un aller et retour du piston, un mouvement pulsatoire grâce auquel le lubrifiant chargé du graissage est soumis à des impulsions d'écoulement périodiques et est ainsi parfaitement réparti, ce processus de graissage se répétant continuel lement. Il s'ensuit que l'invention permet d'assurer un continu impeccable pendant une longue durée.
Les dessins annexés représentent quelques exemples d'exécution en coupes axiales, sans que l'invention soit limitée à ces exemples.
La figure 1 montre la manchette à l'état non tendu.
La figure 2 montre la manchette déformée fusqu'à la position ex- trême sous l'influence de l'air comprimé.
Les figures 3 à 7 montrent des variantes.
Dans l'exemple de la figure 1, on cherche à réaliser un poids minimum du plateau-piston 5; celui-ci est donc établi en métal léger ou en matière synthétique. Le piston est réuni d'une manière parfaitement rigide et exempte de toute flexibilité au tu e de guidage 4. A cette fin, la pièce d'appui 1 en acier, prévue dans cet exemple pour la tige de piston 2, pré sente à soz extrémité un épanouissement conique. L'évasement, également conique, de l'extrémité du tube de guidage 4 du piston s'applique contre cet épanouissement.
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Le logement périphérique 10, formé sur le plateau-piston 5 et destiné à recevoir la manchette 6 en U, présente la forme d'une rainure, réalisée dans cet exemple par une dépouille circulaire continue, contre le fond de laquelle s'applique l'extrémité dé la tranche intérieure 3 de la manchette;, extrémité qui présente une surface an ulaire 15, perpendiculai. re à l'axe du piston. Au lieu d'une dépouille circulaire formait creux, on peut prévoir des saillies séparées en forme de tétons, ou tous autres éléments;, répartis sur la périphérie et qui, conjointement avec la surface courbe prévue à l'extrémité du plateau-piston, assurent une immobilisation parfaite de la manchette par rapport à ce plateau.
Dans l'exemple d'exécution représenté, la manchette 6 présente une seule gorge circulaire continue 13. On pourrait aussi bien prévoir plusieurs gorges parallèles ou plusieurs évidements parallèles en forme de gorges, notamment décalés les uns par rapport aux autres et s'étendant sur des secteurs déterminés seulement.
Dans cet exemple, les dimensions de la manchette 6 par rapport au piston 5 sont choisies telles que le diamètre intérieur de la surface circulaire intérieure libre de la manchette, c'est à-dire, le diamètre inté rieur de la branche intérieure , soit légèrement inférieur au diamètre du logement 10 en forme de rainure pratiqué dans le plateau-piston. Aprs avoir été placée sur ce piston, la manchette laquelle est établie en une matière élastique, en particulier en caoutchouc inattaquable par l'huilese trouve appliquée avec tension dans la dépouille 10 du piston.
On voit dans cet exemple que, lorsque la manchette est ainsi montée avec tension préalable, et tant que la pression ne s'établit pas dans le cylindre, la branche extérieure 7 s'applique contre la paroi 12 du cylindre uniquement par sa partie marginale, dont la section transversale se termine très avantageusement par un amincissement en forme de coin. A partir de cette zone marginale, appliquée contre la paroi du cylindre, la branche 7 se dirige, avec une légère inclinaison 14, en particulier à la manière de l'aire latérale d'un cône, en direction de la gorge 13, au bord opposé de laquelle s'amorce la nervure cylindrique 9.
Gomme montré dans le dessin, il existe un faible jeu entre la nervure 9 et la paroi cylindrique 12, de sorte que, avant la mise sous pression du cylindre, aucun des bords de la gorge 13 n'adhère com plètement à la paroi de ce cylindre. Il va de soi que, dans la pratique, l'état idéal ne peut être réalisé que dans une mesure plus ou moins grande et, dans le cas d'un cylindre horizontal, sur une partie seulement du pourtour de celui-ci. Il peut cependant être atteint avec une grande approxi- mation si l'on choisit une matière élastique appropriée pour la manchette.
Lorsque le fluide sous pression est admis dans le cylindre par les raccords rapportés 1, dans le sens de la flèche 17, la manchette 6 se déforme sous la pression, pour prendre la forme montrée dans la figure 2.
En particulier, la nappe extérieure de la ranche extérieure 7 est repoussée contre la paroi du cylindre depuis son bord à biseau conique jusque tout au plus l'arête supérieure de la gorge. De cette façon, la gorge 13 se déforme et se contracte. Ce phénomène est encore favorisé par le fait que la barre - de 'La manchette et l'angle extérieur de la branche : s'appliquent à plein contact contre la partie 15 du piston 5. Il en résulte que le lubrifiant, introduit dans cette gorge avant le montage, est en partie refoulé de celleci et transféré à la paroi du cylindre. Ce processus a lieu pendant le mouvement du piston sous l'effet de la pression.
Lors du retour du piston sous l'action du ressort 11, et vu l'absence de la pression du fluide, la mancbette reprend sa forme normale., qui correspond à peu près à celle représentée dans la figure 1. be gorge s'élargit à nouveau en reprenant ses dimensions normales, exerçant ainsi une légre succion contre laparoi du cylindre. Il en résulte que l'excédent de lubrifiant retourne de la paroi du cylindre vers la gorge. Cet+e "respiration" de la manchette assure à la paroi du cylindre une lubrification non seulement constante, mais aussi uni forme dans mesure non encore atteinte à ce four.
Ceci explique que, dans un essai, un examen en+repris aprs 100.000 freinages environ a permis
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de constater un graissage irréprochable de la paroi du cylindre, ce qui n'était pas le cas pour d'autres manchettes élastiques, établies sans les caractéristiques de la présente invention.
Comme montra dans les figures 3 à 7, la manchette à section en U présente une ou plusieurs gorges 13, évidements, etc.., tournés vers la paroi du cylindre, non représentée. Ces évidements peuvent s'étendre sur toute la périphérie ou sur un secteur seulement de celle ci, ou encore être constitués par des creux en forme de godets. De tels évidements ou creux peuvent être prévus en un nombre voulu quelconque, en une ou plu- sieurs rangées, et;,en particulier, être décalés les uns par rapport aux autres. Les gorges ou autres évidements peuvent aussi être disposés en hélice.
Dans les exemples précités, on a représenté seulement une gorge 13, à laquelle se raccorde, d'une part la partie 7 de la manchette divergen - te lorsqu'elle est détendue et, d'autre part, la nervure cylindrique 9, qui possède un jeu suffisant vis-à vis de la paroi cylindrique, comme cela a été décrit dans le brevet de base.
La partie marginale 29 de la nervure cylindrique 9 présente un détalonnage qui peut déterminer une surface en bourrelet (figs. 3, 4 et 6) ou en cône (fig. 5), ou toute autre surface voulue. Ce détalonnage a pour mission d'empêcher que -dans le cas d'un jeu relativement minime ou lorsque le cylindre est disposé horizontalement- le lulrifiant ne soit chassé audevant de la nervure 8 à l'endroit le plus bas du piston, lors du déplace ment de celui-ci suivant une direction, comme cela pourrait se produire si le bord de la nervure circulaire était à arête vive, avec le risque d'une interruption de l'afflux du lubrifiant dans la gorge 13- Pour faciliter davantage l'afflux du lubrifiant dans la gorge 13, on peut encore prévoir des rainures axiales 32 ou évidements analogues,
qui peuvent éventuellement se prolonger au-delà de la gorge 13, comme indiqué dans la figure 6.
Pour assurer parfaitement la position de la manchette sur le piston, ce qui est désirable en vue d'un fonctionnement parfait de l'inven - tion la nervure 9 ou la surface intérieure 25 de la manchette, tournée vers le piston, peuvent être munies de moyens de retenue, qui s'engagent dans des creux complémentaires du piston. De tels moyens peuvent consister en une bride intérieure 2- (fig. 4), en un renflement 27 à surface conique divergeant vers la surface extérieure de la nervure, de manière à déterminer une paroi d'épaisseur croissante (fig. 5) ou en des saillies 25 formant soit des bossages, soit des bourrelets s'étendant sur toute la périphérie ou sur des secteurs limités seulement (fig. 6).
La figure 7 montre une manchette qui, tout en conservant la section transversale en U, présente à sa partie supérieure une calotte 31 qui recouvre le piston et qui est munie, sur sa face intérieure, aux fins de calage par rapport à ce piston, de moyens d' ancrage tels que des bossettes ou des éléments formant bourrelets ou de forme prismatique et qui s'étendent sur toute la périphérie ou sur certains secteurs de celle-ci.
Le bord 19, formant lèvre, de la partie divergente 7 de la man chette, prévu sur une branche du profil en U, ainsi que le lord de l'autre branche de ce profil, peuvent être formés par des surfaces quelconques-) dont les exemples représentés ne montrent que quelques possibilités de réa- lisation. La nappe extérieure divergente de la 'ranche 7 de la manchette peut présenter soit une surface conique 21 qui se raccorde à la gorge 13, avec ou sans interposition d'une surface cylindrique 22, soit une surface courle 23, soit enfin une surface appropriée 24 quelconque, permettant la formation d'une lèvre.
Les caractéristiques de la manchette de garniture selon l'inven- ion se traduisent, en particulier lorsque la tête de piston est d'une con - struction légère, par une durée de service surprenante; en particulier, ces caractéristiques permettent d'éviter l'usure ovoïde, si redoutée dans
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les réalisations antérieures, où elle se produisait déjà au tout d'une brève duree de fonctionnement, avec les suites que cela comporte.
REVENDICATIONS.
1.- Piston pour cylindres de frein, muni d'une manchette établie en une matière élastiques présentant une section en ? dont au moins d'une des tranches comporte une extrémité à biseau conique et adaptée dans une raimure circulaire du corps de piston, la nappe extérieure de cette manchette présentant une nervure cylindrique qui s'étend au-delà de la barre du U, caractérisé en ce que la branche extérieure (7) de la manchette (6), tournée vers la paroi du cylindre, présente au moins une gorge périphérique continue (13), connue en soi, ou plusieurs évidements en forme de secteurs, répartis sur la périphérie et en ce que, à l'état détendu, la nappe extérieure du profil en U s'étend, en divergeant, en direction de la paroi du cylindre, tandis que, lorsqu'elle est sous tension,
cette nappe s'applique à contact étanche contre la paroi précitée, depuis son bord à biseau conique jusque tout au plus l'arête supérieure de la gorge, le restant de la nappe extérieure de la manchette étant écarté de la paroi du cylindre.
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1, the invention relates to a pisi, on for a brake cylinder, provided with a sleeve made of an elastic material, having a cross section.
U, the branches of which are cut obliquely at the ends and fitted into a peripheral groove of the piston body, the outer layer of this sleeve having a cylindrical rib which extends beyond the bar of the U.
Such sleeves have already been suggested as a seal. the outer ply of one wafer of these sleeves rests fully against the cylinder wall, which not only produces relatively rapid wear, but also prevents lubrication from being accomplished to the extent desired. To ensure a long service, an impeccable lubrication is precisely very important, so that a repair is not necessary before a great number of braking operations have been carried out.
The present invention eliminates these drawbacks by the fact that the outer branch of the sleeve, facing the wall of the cylinder, has at least one continuous peripheral groove, known per se, or several recesses in the form of sectors, distributed over the periphery and in that, in the relaxed state, the outer ply of the U-profile extends, diverging in the direction of the wall of the cylinder, while, when it is under tension, this ply is applied in sealed contact against the aforementioned wall, from its conical bevel edge to at most the upper edge of the groove, the remainder of the outer ply of the sleeve being spaced from the wall of the cylinder.
This construction according to the invention allows sufficient lubrication of the members sliding one on top of the other, of the piston and of the cylinder, and therefore ensures extended service of these members. This follows from the fact that, when compressed air is admitted into the cylinder and, after a stroke of the piston carried out in one direction, enters the U-shaped annular space of the cuff, the groove contracts, the cuff coming from apply against the wall of the cylinder within the limits of the U, from the tapered bevel edge to at most the upper edge of the aforementioned groove. This has the effect of pushing from this groove, against the cylinder wall, a quantity of lubricant sufficient for lubrication.
After stopping the admission of pressurized air and returning the piston, the groove returns to its original shape, so that the lubricant is sucked from the cylinder wall into the hollow of the groove. On the other hand, the cuff tends to return to its normal position, in which it widens towards the wall of the cylinder from the groove. A pulsating movement is thus obtained during a back and forth movement of the piston, by virtue of which the lubricant responsible for the lubrication is subjected to periodic flow pulses and is thus perfectly distributed, this lubrication process being repeated continuously. It follows that the invention makes it possible to ensure flawless continuity for a long period of time.
The accompanying drawings show a few examples of execution in axial sections, without the invention being limited to these examples.
Figure 1 shows the cuff in the unstretched state.
Figure 2 shows the cuff deformed to the extreme position under the influence of compressed air.
Figures 3 to 7 show variants.
In the example of FIG. 1, one seeks to achieve a minimum weight of the piston plate 5; it is therefore made of light metal or synthetic material. The piston is joined in a perfectly rigid manner and free of any flexibility to the guide tu e 4. To this end, the support part 1 made of steel, provided in this example for the piston rod 2, presented to soz end a conical spread. The flare, also conical, of the end of the guide tube 4 of the piston is applied against this expansion.
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The peripheral housing 10, formed on the piston plate 5 and intended to receive the U-shaped sleeve 6, has the shape of a groove, produced in this example by a continuous circular relief, against the bottom of which the end of the inner edge 3 of the cuff ;, end which has an ular surface 15, perpendiculai. re to the piston pin. Instead of a circular undercut formed hollow, it is possible to provide separate projections in the form of studs, or any other elements ;, distributed over the periphery and which, together with the curved surface provided at the end of the piston plate, ensure perfect immobilization of the cuff in relation to this plate.
In the exemplary embodiment shown, the sleeve 6 has a single continuous circular groove 13. It is also possible to provide several parallel grooves or several parallel recesses in the form of grooves, in particular offset from one another and extending over specific sectors only.
In this example, the dimensions of the sleeve 6 relative to the piston 5 are chosen such that the inside diameter of the free inner circular surface of the sleeve, that is to say, the inside diameter of the inner branch, i.e. slightly smaller than the diameter of the slot 10 in the form of a groove made in the piston plate. After having been placed on this piston, the sleeve which is made of an elastic material, in particular of rubber unassailable by oil, is applied with tension in the body 10 of the piston.
It can be seen in this example that, when the sleeve is thus mounted with prior tension, and as long as the pressure does not build up in the cylinder, the outer branch 7 is applied against the wall 12 of the cylinder only by its marginal part, the cross section of which very advantageously ends in a wedge-shaped thinning. From this marginal zone, applied against the wall of the cylinder, the branch 7 runs, with a slight inclination 14, in particular like the lateral area of a cone, in the direction of the groove 13, at the edge. opposite from which the cylindrical rib 9 begins.
As shown in the drawing, there is a slight clearance between the rib 9 and the cylindrical wall 12, so that, before the cylinder is pressurized, none of the edges of the groove 13 completely adhere to the wall of this. cylinder. It goes without saying that, in practice, the ideal state can only be achieved to a greater or lesser extent and, in the case of a horizontal cylinder, only on a part of the periphery thereof. It can, however, be achieved with great approximation if a suitable elastic material is chosen for the cuff.
When the pressurized fluid is admitted into the cylinder through the attached fittings 1, in the direction of arrow 17, the sleeve 6 is deformed under pressure, to take the shape shown in FIG. 2.
In particular, the outer ply of the outer rim 7 is pushed back against the wall of the cylinder from its tapered bevel edge to at most the upper edge of the groove. In this way, the groove 13 deforms and contracts. This phenomenon is further favored by the fact that the bar - of 'The sleeve and the external angle of the branch: apply in full contact against part 15 of the piston 5. It follows that the lubricant, introduced into this groove before assembly, is partly forced from it and transferred to the cylinder wall. This process takes place during the movement of the piston under the effect of pressure.
When the piston returns under the action of the spring 11, and given the absence of the pressure of the fluid, the mancbette returns to its normal shape, which corresponds roughly to that shown in figure 1. be groove widens again returning to its normal dimensions, exerting a slight suction against the wall of the cylinder. As a result, the excess lubricant returns from the cylinder wall to the throat. This + e "breathing" of the sleeve provides the cylinder wall with lubrication not only constant, but also uniform to an extent not yet achieved in this oven.
This explains why, in a test, a test in + repeated after approximately 100,000 braking allowed
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to observe an irreproachable lubrication of the cylinder wall, which was not the case for other elastic sleeves, established without the characteristics of the present invention.
As shown in Figures 3 to 7, the U-section sleeve has one or more grooves 13, recesses, etc., facing the wall of the cylinder, not shown. These recesses may extend over the entire periphery or over only a sector thereof, or else be constituted by hollow in the form of cups. Such recesses or recesses can be provided in any desired number, in one or more rows, and, in particular, be offset from one another. The grooves or other recesses can also be arranged in a helix.
In the aforementioned examples, only one groove 13 is shown, to which is connected, on the one hand, part 7 of the divergent sleeve when it is relaxed and, on the other hand, the cylindrical rib 9, which has sufficient clearance vis-à-vis the cylindrical wall, as described in the basic patent.
The marginal part 29 of the cylindrical rib 9 has an undercut which can determine a bead surface (figs. 3, 4 and 6) or a cone (fig. 5), or any other desired surface. The purpose of this relief is to prevent - in the case of a relatively small clearance or when the cylinder is arranged horizontally - the lubricant is expelled in front of the rib 8 at the lowest point of the piston, during the displacement. ment of it in one direction, as could happen if the edge of the circular rib were sharp-edged, with the risk of interrupting the flow of lubricant into the groove 13- To further facilitate the inflow lubricant in the groove 13, it is also possible to provide axial grooves 32 or similar recesses,
which may possibly extend beyond groove 13, as shown in figure 6.
In order to ensure the perfect position of the sleeve on the piston, which is desirable with a view to the perfect functioning of the invention, the rib 9 or the inner surface 25 of the sleeve, facing the piston, can be provided with retaining means, which engage in complementary hollows of the piston. Such means may consist of an inner flange 2- (fig. 4), a bulge 27 with a conical surface diverging towards the outer surface of the rib, so as to determine a wall of increasing thickness (fig. 5) or in protrusions 25 forming either bosses or beads extending over the entire periphery or over limited sectors only (FIG. 6).
FIG. 7 shows a sleeve which, while retaining the U-shaped cross section, has at its upper part a cap 31 which covers the piston and which is provided, on its inner face, for the purpose of wedging with respect to this piston, with anchoring means such as bosses or elements forming beads or of prismatic shape and which extend over the entire periphery or over certain sectors thereof.
The edge 19, forming a lip, of the divergent part 7 of the handle, provided on a branch of the U-profile, as well as the lord of the other branch of this profile, can be formed by any surfaces -) whose the examples shown show only a few possible embodiments. The divergent outer ply of the branch 7 of the cuff may have either a conical surface 21 which connects to the groove 13, with or without the interposition of a cylindrical surface 22, or a curved surface 23, or finally a suitable surface 24 any, allowing the formation of a lip.
The characteristics of the packing sleeve according to the invention translate, in particular when the piston head is of a light construction, in a surprising service life; in particular, these characteristics make it possible to avoid ovoid wear, so dreaded in
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previous achievements, where it was already produced for a short period of time, with the consequences that this entails.
CLAIMS.
1.- Piston for brake cylinders, provided with a sleeve made of an elastic material having a section at? at least one of the edges of which has an end with a conical bevel and adapted in a circular raimure of the piston body, the outer layer of this sleeve having a cylindrical rib which extends beyond the bar of the U, characterized in that the outer branch (7) of the sleeve (6), facing the wall of the cylinder, has at least one continuous peripheral groove (13), known per se, or several recesses in the form of sectors, distributed over the periphery and in that, in the relaxed state, the outer ply of the U-profile extends, diverging, towards the wall of the cylinder, while, when under tension,
this ply is applied in sealed contact against the aforementioned wall, from its conical bevel edge to at most the upper edge of the groove, the remainder of the outer ply of the sleeve being spaced from the wall of the cylinder.