Dispositif à transmission par fluide sous pression pour la commande de mécanismes présentant une course initiale à vide. La présente invention a pour objet un dispositif à transmission par fluide sous pres sion pour la commande de mécanismes pré sentant une course initiale à vide, par exem ple pour la commande des timoneries de freins de véhicules de chemins de fer.
Dans ces mécanismes, la course initiale à vide, due par exemple au jeu existant entre les patins de frein au repos et les roues et à celui existant dans les articulations de la timonerie, s'accroît avec l'usure. Elle en traîne une dépense inutile de fluide moteur et d'énergie motrice, dépense qu'il y a inté rêt à réduire le plus possible.
Suivant la présente invention, le disposi tif de commande comporte un cylindre fixe à simple effet, de grand diamètre, un piston glissant dans ce -cylindre .et destiné à être relié à l'appareil à commander, un cylindre mobile de petit diamètre également à simple effet, solidaire dudit piston et dont l'extré- mité arrière est ouverte, un petit piston glis sant dans ce cylindre mobile, des ressorts poussant le petit et le grand piston respec tivement vers l'extrémité arrière ouverte du petit cylindre et vers le fond du grand cy lindre, qui présente une ouverture pour l'en trée et la sortie du fluide moteur, l'extrémité ouverte du petit cylindre étant adaptée pour s'appliquer hermétiquement sur le fond du grand cylindre autour de ladite ouverture,
et des moyens d'encliquetage par lesquels le grand piston entraîne le petit piston quand il s'éloigne dudit fond du grand cylindre, mais n'est pas entraîné dans ce même sens par le petit piston.
Avec un tel dispositif, la quantité de fluide nécessaire pour déplacer le petit pis ton est toujours faible quelle que soit la gran deur de la course à vide due au jeu de l'ap pareil à commander, et la dépense de fluide nécessaire pour déplacer le grand piston et produire le travail réellement utile ne se trouve pas sensiblement augmentée du fait de cette course à vide.
Deux formes d'exécution de l'objet de l'invention sont représentées à titre d'exem ple dans le dessin annexé.
La fig. 1 est une vue en coupe montrant la première forme d'exécution au repos et La fig. 2 montre d'une manière analogue le même dispositif pendant le freinage; La fig. 3 montre en coupe des détails de la fig. 1 à plus grande échelle; La fig. 4 est une coupe longitudinale montrant schématiquement la deuxième forme d'exécution constituant une commande de freins pour automobile.
Suivant les fig. 1 à 3, le cylindre de frein 1 communique avec la source d'air com primé par l'orifice 2 dont est muni son fond; au piston principal $ est fixé un cylindre auxiliaire .de petit diamètre 4 dont le fond comporte un orifice 5 vis-à-vis de l'orifice 2; un ressort 6 repousse le piston 3 de façon à appliquer le fond du cylindre 4 sur un siège 7 qui entoure l'orifice 2 et à empêcher ainsi l'air comprimé d'arriver dans l'espace 8 du cylindre -de frein 1. Un piston 9 peut cou lisser dans le cylindre auxiliaire 4 à l'encon tre de l'action .d'un ressort 10.
Sur sa tige 11 est fixée une pièce plate 12 munie de dents 13 pouvant engrener avec les dents cor respondantes 14 de leviers 15 ou cliquets qui sont articulés en 16 sur le cylindre 4 et cons tamment tirés l'un vers l'autre par des res sorts 18.
La tige 11 se termine par une crossette 17 servant à actionner le levier de commande de la timonerie -des freins.
Les leviers 15 viennent s'appuyer par leur extrémité 20 sur des rampes 21 solidaires du cylindre 1, quand le cylindre auxiliaire 4 solidaire du piston 3 est à la position de repos, de sorte que leurs dents 14 sont alors dégagées des dents 13 de la pièce 12 (fig. 1). Dès que le piston 3 se déplacera en avant, entraînant le cylindre auxiliaire 4 et les le viers 15, ces derniers seront dégagés des ram pes 21 et s'appliqueront sur les dentures de la pièce 12 qu'ils entraîneront alors rigide ment.
Un canal 22 fait communiquer les espa ces intérieurs 28 du cylindre auxiliaire 4 et 8 du cylindre de frein 1 dès que le piston 9 s'est éloigné d'une certaine distance du fond du cylindre 4.
Le fonctionnement est le suivant: L'air comprimé arrive par les orifices 2 et 5, agit sur le piston 9, qui, par sa tige 11 la pièce 12 et la crossette 17, commande la timonerie et amène les sabots en contact avec les roues. Lorsque le piston 9 a dépassé l'orifice du canal 22, l'air comprimé passe à travers celui-ci de la chambre 23 du cylindre 4 dans la chambre 8 du cylindre de frein; quand la pression dans cette chambre 8 est suffisante le piston de frein 3 se décolle du siège 7; le piston 3, en avançant, entraîne le cylindre auxiliaire 4 et les leviers 15 montés sur ce dernier et ces leviers dont les extrémités 20 restent dégagées des rampes 21 et continuent d'entraîner la pièce 12, la tige 11,et, par con séquent, la timonerie.
L'air comprimé ayant du reste alors un passage libre entre le pis ton 3 et le siège 7 agit directement sur ce piston et le freinage se fait de la manière ordinaire.
Pour le desserrage, l'air comprimé est évacué de la chambre 8 et le piston 3 revient à sa position de repos sous l'action du ressort 6 entraînant le cylindre auxiliaire et toute la timonerie; les extrémités 20 des leviers 15 viennent s'engager sur les rampes 21, de sorte que ces leviers se ,dégagent des dents 13 de la pièce 12. Le ressort 10 ramène alors le piston 9 à sa position primitive.
Il va de soi que cet exemple de réalisa tion de l'objet 4e l'invention a été donné à titre purement indicatif et nullement limita tif et que des modifications de détail peu vent être apportées sans que l'on -sorte pour cela du domaine de la présente invention.
C'est ainsi que la communication entre les chambres 23 du cylindre auxiliaire 4 et 8 du cylindre -de frein 1 pourrait aussi se faire par l'ouverture -d'un petit clapet à res sort monté sur le fond du cylindre 4 et ne s'ouvrant que lorsque la pression dans ce cylindre se serait élevée suffisamment pour déplacer le piston 9 et amener les sabots en contact avec les roues.
Pour être sûr que le piston auxiliaire ne revienne en arrière que lorsque le piston prin cipal sera déjà revenu à sa position de dé part, c'est-.à-.dire que .les leviers 15 se seront dégagés des dents 13 de la pièce 12, on peut prévoir qu'un clapet disposé sur l'orifice 5 laissera pénétrer l'air comprimé dans l'espace intérieur 23 du cylindre auxiliaire et l'empê chera,d'en sortir. La tige de ce clapet pourra comporter un prolongement qui viendra s'ap puyer sur le siège 7 lorsque le piston prin cipal 2 sera revenu en arrière, ce qui provo quera son- ouverture et permettra alors le re tour en arrière du piston auxiliaire.
D'autre part, le dispositif -d'enclenche ment et de déclenchement 12, 15, 21 pourrait être remplacé par tout autre dispositif équi valent.
L'appareil représenté sur la fig. 4 destiné à la commande de freins d'automobile com prend un cylindre fixe 1 de grand diamètre dans lequel glisse un piston 3 solidaire d'un cylindre mobile 4 de petit diamètre sans fond dont l'extrémité arrière ouverte 5 vient s'ap puyer sous l'action d'un fort ressort 6 contre un siège annulaire 7 disposé sur le fond la du cylindre 1 autour,de l'ouverture 2 d'entrée et de .sortie du fluide sous pression.
Dans le cylindre 4 glisse un piston 9 dont la tige 11 est destinée à être reliée à la timo nerie des freins; ce piston est poussé vers l'extrémité 5 par un faible ressort 10 prenant appui sur une partie 4a @du cylindre 4, ser vant en même temps .à guider la tige 11.
Sur cette dernière est montée à friction une collerette 31 ayant des logements dans lesquels sont placées des billes 32, destinées à coopérer avec une surface conique 33 mé nagée dans le cylindre 4 pour servir à l'en traînement de la tige 11 par le cylindre 4 dans le sens de la flèche f. En outre, la col lerette 31 porte un épaulement circulaire 34 destiné à coopérer avec un chapeau 35 fixé sur le cylindre 4 pour servir à l'entraîne- ment de la collerette par le cylindre dans le sens inverse de celui de la flèche f.
Enfin, des ressorts 36 sont fixés sur la collerette 31 et disposés pour buter contre une butée fixe 3 7 afin de retenir la collerette et d'empêcher les billes de se coincer contre la surface co nique 33 quand la tige 11 revient dans le sens inverse de celui ,de la flèche f, et tend à entraîner par friction la collerette 31.
Dans cette forme d'exécution, le fluide moteur est de l'huile enfermée dans l'espace compris, d'une part, entre le fond la du grand cylindre et les pistons 3 et 9, et, d'au tre part, dans l'espace compris entre le fond la et un piston 38 glissant dans un cylindre 39 solidaire de ce fond. La tige du piston 38 est reliée à une pédale de commande 40.
Le fond la du grand cylindre est encore pourvu en dehors du siège 7 d'une ouverture 41 qui est normalement fermée par une sou pape 42 disposée pour s'ouvrir vers l'intérieur du cylindre à l'encontre de l'action d'un res sort de rappel 43.
Le fonctionnement est le .suivant: Au repos, les ressort 6. et 10 maintiennent les pistons 3 et 9 dans la position représen tée; les freins sont desserrés.
Lorsque le conducteur appuie sur la pé dale 40 le piston 38 refoule l'huile du cylin dre 39 à travers l'ouverture 2 et la pression de cette huile sur le piston 9 a pour effet de refouler celui-ci avec la tige 11 en compri mant le faible ressort 10 et en entraînant la timonerie -des freins qui n'oppose qu'une fai ble résistance jusqu'à ce que tous les jeux soient rattrapés. A cet instant, la résistance s'accroît brusquement et la poussée du' pis ton 38 sur l'huile continuant, il en résulte une certaine surpression -de l'huile qui pro voque l'ouverture de la soupape 42; la pres sion de l'huile agit alors à la fois sur le pis ton 9 et sur le piston 3, et oblige ce dernier à s'avancer, avec le cylindre 4, dans le sens de la flèche f.
La surface conique 33 vient aussitôt porter sur les billes 32 et celles-ci coincées entre cette surface et la tige 11 en traînent-cette dernière en obligeant, par con- séquent, les freins de se serrer. La puissance du freinage qu'on peut ainsi obtenir dépend du rapport des diamètres du cylindre 1 et du cylindre 39 rapport qu'on peut choisir aussi grand qu'il est désirable.
D'autre part, le déplacement initial du piston 38, servant à refouler le piston 9 jus qu'à ce que les jeux soient rattrapés, dépend du rapport des diamètres du cylindre 39 et du cylindre 4 et on. peut choisir ce rapport de façon à, rendre ce déplacement initial aussi petit qu'il est désirable.
Lorsque l'opérateur laisse la pédale 40 revenir en arrière, les ressorts 6 et 10 agis sent pour ramener les organes à leur position initiale; le piston 3 est ramené d'abord par l'action du ressort 6, avec le cylindre 4; le chapeau 35 entraîne avec lui la collerette 31 et le piston 9 est ramené par l'intermédiaire du ressort 10 avec-un certain retard en rap pelant la timonerie des freins au repos.
Quand le cylindre 4 est revenu au repos, les ressorts 36 appuyés contre la butée 37 retien nent la collerette 31 à l'encontre de l'effort d'entraînement par friction résultant de la continuation du mouvement -de retour de la tige 11, de sorte que les billes 32 ne se coin cent pas contre la surface 33 et n'empêchent pas ce mouvement de retour.
Un tel dispositif est susceptible des ap plications les plus multiples; il peut entre autres être employé comme dispositif de com mande de frein; il peut .servir à constituer un cric dont la plate-forme ira d'abord s'ap pliquer rapidement sous le fardeau à soule ver, l'effort de levage ne se produisant qu'ul térieurement; il peut enfin s'appliquer à cha que fois que l'appareil à commander donne lieu à une course à, vide ou à faible résis tance avant d'opposer une grande résistance.
Le dispositif suivant l'invention s'appli quera tout aussi bien avec .des modifications de détail, à des freins à vide et à toute autre sorte de frein actionné par un fluide.