FR2596119A1 - Organe hydraulique d'actionement de frein a frein de parc incorpore - Google Patents

Abstract

L'ORGANE D'ACTIONNEMENT DE FREIN COMPREND UN CORPS, UNE TIGE DE POUSSEE, UN ORGANE DE MANCHON MONTE GLISSANT SUR LA TIGE DE POUSSEE ET DES MOYENS DE PISTON POUR DEPLACER LA TIGE DE POUSSEE PAR RAPPORT A L'ORGANE DE MANCHON VERS UNE POSITION D'APPLICATION DU FREIN EN REPONSE A L'ACTION DE LA PRESSION DE FLUIDE. IL COMPORTE DES MOYENS DE VERROUILLAGE 45 POUR COINCER L'ORGANE DE MANCHON 53 AMENE EN CONTACT ETROIT AVEC LA PERIPHERIE DE LA TIGE DE POUSSEE 7, 34 PAR SUITE DU DEPLACEMENT DE CETTE TIGE VERS LA POSITION D'APPLICATION DU FREIN ET POUR LA BLOQUER, ET IL COMPORTE EGALEMENT DES MOYENS D'ENCLENCHEMENT 61 POUR MAINTENIR LES MOYENS DE VERROUILLAGE 45 EN POSITION DE VERROUILLAGE APRES LA DISPARITION DE LA PRESSION DE FLUIDE. APPLICATION A LA REALISATION D'UN ORGANE HYDRAULIQUE D'ACTIONNEMENT DE FREIN POUR DES VEHICULES FERROVIAIRES DE TRANSPORT DE MARCHANDISES.

Description

ORGANE HYDRAULIQUE D'ACTIONNEMENT DE FREIN A FREIN DE PARC INCORPORE

L'acceptation progressive des systèmes de freinage hydraulique dans le domaine des liaisons de banlieue dans l'industrie ferroviaire, a suggéré qu'il était possible d'utiliser l'hydraulique comme moyen de transmission des forces de freinage au sabot de frein dans les systèmes de freinage du trafic marchandises. Une telle approche serait 10 avantageuse pour éviter d'avoir recours à la timonerie de freinage mécanique relativement lourde qui est utilisée actuellement sur les véhicules du trafic marchandises pour transmettre les forces de freinage au sabot de frein. On utilise par exemple, dans les systèmes de freinage montés sur 15 bogies, deux poutres de freinage par bogie et chaque poutre porte un cylindre de frein pneumatique qui est relié à la

poutre adjacente du même bogie à l'aide d'une tige de poussée.

Afin d'obtenir les forces de freinage souhaitées, ces cylindres pneumatiques présentent des dimensions relativement importantes et sont lourds. En conséquence, les poutres qui supportent ces cylindres de frein doivent être spécialement conçues, avec une résistance suffisante pour supporter le cylindre de frein. Ceci interdit d'utiliser les poutres de freinage bon marché et standard qui sont utilisées classique25 ment dans les systèmes de freinage sur bogies. En utilisant des organes hydrauliques d'actionnement de frein de relativement petites dimensions à la place des cylindres pneumatiques de grande taille pour actionner les poutres de freinage, on pourrait réaliser une réduction de poids considérable, en permettant l'utilisation de poutres de freinage légères. Un tel agencement est représenté à la figure 1 du dessin joint o

2 596119

un seul organe d'actionnement de frein hydraulique 1 est monté sur l'une des paires de poutres de freinage relativement légères 2a et 2b comportant des sabots de frein 3 portés par ces poutres pour venir en contact avec les jantes des roues du bogie. L'organe d'actionnement de frein 1 peut être monté par exemple pour relier le corps d'organe d'actionnement 6 à un bras d'un levier de renvoi 4a qui est relié de façon pivotante à la poutre de frein 2b, tandis que la tige de poussée 7 de l'organe d'actionnement est reliée à un bras d'un autre levier 10 de renvoi 4b qui est également relié de façon pivotante à la poutre de frein 2b. L'autre bras des leviers de renvoi respectifs 4a et 4b est rensuite relié à l'autre poutre de frein 2a

par des tiges poussoirs 5a et 5b.

De plus, un organe d'actionnement de frein de type hydraulique suggère lui-même un concept de frein de parc tout

à fait différent, ce qui permettrait de supprimer le frein de parc à levier à main classique souvent difficile à actionner.

L'organe de commande de frein hydraulique qui est envisagé dans la présente invention peut conserver des dimensions 20 réduites, du fait que l'on connait des convertisseurs hydropneumatiques réalisant une multiplication d'effort pour produire la pression hydraulique élevée qui est nécessaire.

Le dispositif convertisseur 8 comporte un piston pneumatique 9 de relativement grand diamètre et un piston hydrauli25 que 10 de relativement petit diamètre et qui est relié au piston pneumatique. Le piston hydraulique 10 fonctionne dans un cylindre hydraulique 11 pour refouler le fluide hydraulique qui y est contenu en direction du système hydraulique, via un orifice 12, lorsque le piston pneumatique/hydraulique est actionné. Le dispositif convertisseur 8 comporte en outre un piston de rattrapage de jeu 14 qui fonctionne entre des butées d'extrémité 15, 16 dans une chambre de référence hydraulique 17 lorsque l'ensemble de piston est actionné pour effectuer sa course nominale, en déplaçant ainsi une quantité prédéterminée 35 de fluide hydraulique suffisante pour rattraper le jeu des sabots de frein. Si un excès de course apparaît par suite de l'usure des sabots de frein, un premier clapet anti-retour 18

3 2596119

est soulevé de son siège du fait que le piston de rattrapage de jeu 14 vient en contact avec une tige 12a à l'une des butées d'extrémité 16 en ouvrant ainsi, dans le piston de rattrapage de jeu 14, un passage à travers lequel la quantité 5 additionnelle de fluide hydraulique nécessaire pour maintenir le contact et la pression du sabot de frein est fournie à

partir du cylindre hydraulique 11.

Au cours du desserrage des freins qui suit, le piston de rattrapage de jeu 14 se rétracte en venant en arrêt sur l'autre 10 butée d'extrémité 15 pour établir le jeu des sabots de frein souhaité. A la suite de cette mise en butée du piston 14, le déplacement qui se continue de l'ensemble de piston en direction de la position de desserrage et correspondant à un supplément de course au cours de la précédente application des freins, aspire du fluide hydraulique de compensation dans le cylindre hydraulique 11 à partir du réservoir hydraulique 19 via un

second clapet anti-retour 20.

Dans le cas o le contact des semelles de frein sur les jantes des roues se produit prématurément, c'est-à-dire avant 20 que le piston de rattrapage 14 ne soit venu en contact avec un joint annulaire 57a d'isolement d'un clapet anti-retour 21a s'ouvrant vers le réservoir 19 et une pression élevée se développe dans la chambre de référence 17, par suite du contact des sabots de frein qui se produit avant que le clapet anti-retour 25 n'ait été isolé par le piston 14. Il s'ensuit que le clapet anti-retour 21a, disposé entre la chambre de référence 17 et le réservoir hydraulique 19, est ouvert par la montée de pression hydraulique pour permettre ainsi au fluide hydraulique en excès, dans la chambre de référence 17, de revenir dans le 30 réservoir 19, jusqu'à ce que le piston de rattrapage de jeu 14 vienne en contact avec le joint annulaire 57a et que la montée en pression hydraulique dans la chambre 17 ne se poursuive

pour appliquer les sabots de frein 3 sur les jantes des roues.

Au cours du desserrage des freins qui suit, les sabots de frein se retireront dès que le piston de rattrapage de jeu 14 retournant vers sa position d'origine cessera d'être en contact avec le joint annulaire 57a et finalement s'arrêtera contre son autre butée d'extrémité 15 en établissant ainsi le jeu des

sabots de frein qui est souhaité.

4 2596119

On peut ainsi utiliser un seul dispositif convertisseur hydropneumatique du type que l'on vient de décrire, pour délivrer des pressions hydrauliques relativement élevées à des organes d'actionnement de frein hydrauliques 1 de faible poids montés soit sur des poutres de freinage standard 2 et 3 d'un bogie de véhicule ferroviaire ou entre ces poutres, tel que

représenté à la figure 1.

L'un des buts de la présente invention est de proposer un organe d'actionnement de frein hydraulique qui comporte un

frein de parc qui soit capable d'être appliqué soit en conjonction avec le frein de service, soit indépendamment de celui-ci.

Un autre objet de l'invention consiste à limiter la course du piston de frein de parc de l'organe d'actionnement de frein hydraulique selon la présente invention, de façon à 15 ne pas excéder une distance correspondant au jeu nominal des

sabots de frein.

Un autre objet encore de l'invention est de proposer un mécanisme de verrouillage à friction, actionné hydrauliquement, et qui soit associé à la tige de poussée de l'organe d'actionne20 ment de frein afin de verrouiller cette tige de poussée soit après une application du frein de service, soit après une

application du frein de parc, et de maintenir ainsi une force de freinage de parc indéfiniment après le desserrage de l'application de frein de parc ou de service.

Un autre objet encore de l'invention est de proposer des moyens de déverrouillage du mécanisme de verrouillage à friction agissant soit manuellement, soit hydrauliquement, afin de

desserrer le frein de parc.

Brièvement, pour réaliser ces objectifs, l'organe de freinage hydraulique comporte des pistons de frein de service et de parc concentriques, dont le premier peut venir directement en contact avec une tige de piston, tandis que le dernier peut venir en contact avec la tige de poussée via une biellette de traction qui permet le déplacement unidirectionnel de la tige de poussée avec le piston de frein de parc d'une quantité

correspondant au jeu nominal à maintenir sur les freins.

Le mécanisme de frein de parc comporte un manchon de friction muni d'une face inclinée avec laquelle peut venir en contact une surface de forme correspondante d'un organe de verrouillage actionné hydrauliquement, par suite de l'actionnement longitudinal de l'organe de verrouillage sur une distance prédéterminée, afin de serrer fermement le manchon autour de la surface de la tige de poussée après l'actionnement de celle-ci. Cette action de pincement entre le manchon et la tige de poussée verrouille effectivement celle-ci en position d'application du frein. Parallèlement, une extrémité de languette de forme conique d'une série de doigts annulaires, 10 faisant saillie longitudinalement à partir de l'organe de verrouillage, s'engage dans une cavité annulaire dans l'alésage de laquelle l'organe de verrouillage se déplace pour bloquer le déplacement longitudinal de l'organe de verrouillage. Un bouchon sollicité par un ressort est repoussé de 15 façon à pénétrer dans l'ouverture formée à l'intérieur des doigts annulaires afin d'empêcher le retrait longitudinal de l'organe de verrouillage après la disparition de la pression

de fluide hydraulique qui agit sur cet organe.

Lorsque l'on souhaite le desserrage subséquent du frein 20 de parc, l'organe formant bouchon est retiré des doigts annulaires soit par traction d'un levier manuel qui s'étend vers l'extérieur du carter de l'organe d'actionnement de frein, soit en introduisant du fluide hydraulique sous pression sur une face du piston de l'organe formant bouchon. Lorsque le bouchon est ainsi retiré des doigts, les extrémités de tablettes de forme conique des doigts sont forcées hors du contact de verrouillage, avec leurs cavités de verrouillage sous

l'action d'un ressort agissant sur l'organe de verrouillage.

Il s'ensuit que l'organe de verrouillage est rétracté longitu30 dinalement pour ne plus venir en contact avec le manchon de friction afin de relâcher la pression de pincement du manchon de friction sur la tige de poussée. Un ressort de rappel de la tige de poussée peut ainsi déplacer la tige de poussée en direction de sa position de desserrage des freins et le méca35 nisme de frein de parc est remis en état pour réaliser une

application subséquente du frein de parc.

D'autres buts, avantages et caractéristiques apparattront à la lecture de la description d'un mode de réalisation

de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé, o: - la figure 1 est une vue d'ensemble schématique d'un bogie de véhicule ferroviaire de transport 5 de marchandises, montrant à titre d'exemple l'agencement d'un organe d'actionnement de frein selon la présente invention supporté par l'une des poutres de freinage, pour appliquer les sabots de frein montés sur la 10 poutre de freinage sur les jantes des roues; - la figure 2 est une vue d'ensemble en coupe d'un convertisseur hydropneumatique de pression qui est destiné à coopérer avec l'organe d'action15 nement hydraulique selon la présente invention pour provoquer une application du frein de service dans un système de freinage hydraulique monté sur le bogie pour une installation de véhicules de transport de marchandises; 20 et

- les figures 3A et 3B sont des vues d'ensemble partielles en coupe qui, lorsqu'elles sont placées bout à bout, représentent l'organe d'actionnement hydraulique selon la présente inven25 tion en position de desserrage des freins.

En se référant aux figures 3A et 3B du dessin, l'organe d'actionnement 1 comporte un corps 6 muni d'une enveloppe 21 dont une extrémité est formée d'un flasque 22 dirigé vers l'intérieur et contre lequel une plaque d'extrémité 23 est fixée de manière convenable, par exemple par des boulons (non représentés) pour fermer cette extrémité du corps. La plaque d'extrémité 23 comporte un support 20, grâce auquel on peut monter une extrémité de l'organe d'actionnement de frein sur l'un des leviers de renvoi 4a (comme représenté à la figure 1). 35 Un manchon 24 disposé longitudinalement est muni d'un flasque 25 dirigé vers l'extérieur et qui est serré entre le flasque 22 de l'enveloppe 21 dirigé vers l'intérieur et la plaque d'extrémité 23. L'extrémité en saillie du manchon 24 s'étend vers l'intérieur du corps 1 de façon à être placée concentriquement et à distance par rapport à un alésage longitudinal 26 du corps. Un piston de service annulaire 27 est disposé de façon étanche à l'intérieur de l'espace annulaire compris entre l'alésage 26 et la surface extérieure du manchon 24 et forme, en coopération avec le flasque 22 dirigé vers l'intérieur, une chambre hydraulique 28 qui peut être alimenté en fluide hydraulique-à partir de l'orifice 12 du dispositif convertisseur

hydropneumatique 8 de la figure 1 via un orifice 29 prévu dans 10 l'enveloppe 21 de l'organe d'actionnement 1.

Un piston de frein de parc 30 est disposé à l'intérieur du manchon 24 en contact étanche avec la périphérie intérieure de celui-ci et coopère avec la plaque d'extrémité 23 pour former une chambre hydraulique 31, qui peut être alimenté en 15 fluide hydraulique via un orifice 32 prévu dans la plaque

d'extrémité 23.

La tige de piston 7 formant tige de poussée comporte une tige cylindrique extérieure creuse 34 qui est supportée et guidée à l'intérieur de l'espace annulaire compris entre l'enveloppe 21 et le manchon 24 de façon à venir en contact avec le piston de service 27. Cette tige 7 comporte également une tige cylindrique intérieure creuse 35 qui est disposée à l'intérieur du manchon 24 en étant placée à distance de la périphérie intérieure de celui-ci. Les tiges creuses extérieure 25 et intérieure 34 et 35 sont reliées ensemble à une extrémité par un support 33 grâce auquel la tige de poussée 7 peut être reliée à l'autre levier de renvoi 4b (comme représenté à la figure 1) pour supporter l'autre extrémité de l'organe d'actionnement du frein 1. Une tirette 36 est fixée au piston de frein 30 de parc 30, de façon à faire saillie longitudinalement depuis

la face du piston 30 qui est opposée à la chambre hydraulique 31.

Une tête élargie 37 qui est formée sur l'extrémité en saillie de la tirette 36 et qui fait saillie à l'intérieur de l'ouverture de la tige de piston creuse intérieure 35 forme un épaule35 ment 38 sur la tirette 36. Un anneau de retenue 39 est logé dans l'ouverture de la tige de piston intérieure creuse 35 et peut venir en contact avec l'épaulement 38 de la tête 37 pour réaliser une liaison unidirectionnelle entre le piston de frein de parc 30 et la tige de poussée de piston 7. Un ressort de rappel 40 de la tige de piston entoure la tige intérieure creuse 35 et est.en appui à une extrémité sur un flasque 41 du manchon 24, dirigé vers l'intérieur, et à l'autre extrémité sur une bague annulaire 42 qui est maintenue en place par un anneau de retenue 43 logé à la périphérie extérieure de la

tige intérieure creuse 35.

Le corps 6 de l'organe d'actionnement de frein 1 comporte en outre un corps 44 dans lequel est logé un mécanisme 10 de verrouillage de frein 45. Le corps 44 est boulonné ou fixé autrement à un flasque 46 dirigé vers l'extérieur et formé autour de l'extrémité ouverte de l'enveloppe 21 de façon à entourer la tige creuse extérieure 34 de la tige de poussée de piston 7. Un alésage 47 et un contre-alésage 48 du corps 44 contiennent un organe de verrouillage annulaire 49 muni d'une face de piston 50, d'une pluralité de doigts allongés en forme de ressort 51 qui font saillie axialement de la périphérie de l'organe de verrouillage 49 et d'une surface conique annulaire 52. Un manchon de friction divisé axialement 53 est disposé de façon mobile et glissante autour de la périphérie extérieure de la tige creuse extérieure 34, en venant juste en contact avec celle-ci. Le manchon 53 est muni d'une surface conique 54 qui est complémentaire de la surface conique 52 et qui est alignée pour venir en contact avec celle-ci lorsque l'organe de verrouillage 49 glisse vers la gauche. Ce déplacement vers la gauche de l'organe de verrouillage 49 peut se produire en réponse à la montée en pression d'une chambre hydraulique 55 délimitée par la face de piston 50. Une extrémité du manchon 53, adjacente à la surface conique 54, est apte à venir en contact avec un organe d'arrêt 56 pour fixer une distance maximum prédéterminée sur laquelle l'organe de verrouillage 49 peut être déplacé par glissement vers la gauche avant que la mise en contact des surfaces coniques respectives 52, 54 ne se produise. Un ressort 57 du type à 35 rondelle Belleville est disposé entre l'autre extrémité du manchon 53 et un organe de fermeture 58 qui est boulonné ou fixé autrement au corps 44. Un autre ressort 59 est en appui entre l'organe de fermeture 58 et l'organe de verrouillage 49 pour repousser celui-ci vers une position rétractée, tel que représentée. Le contre-alésage 48 présente une cavité annulaire 60 dont une face est conique. Une patte d'enclenchement 61 est prévue à l'extrémité de chaque doigt 51 et présente également une face conique conformée pour être en correspondance avec la face conique de la cavité 60. En position rétractée de l'organe de verrouillage 49, les pattes 61 des doigts 51 se déplacent le long du contre-alésage 48 de façon à infléchir suffi10 samment les doigts en direction radiale de façon à empêcher

qu'un organe formant bouchon annulaire 62 n'entre dans l'ouverture annulaire entre les doigts et l'organe de manchon 53.

Un ressort 63 agit entre l'organe formant bouchon 62 et l'organe

de fermeture 58 afin de maintenir l'organe formant bouchon 62 15 en contact constant avec l'extrémité des pattes des doigts 51.

L'organe formant bouchon 62 présente dans sa zone d'engagement avec les doigts 51 une face inclinée à des fins qui seront

expliquées ultérieurement.

L'organe formant bouchon 62 comporte en outre une ouver20 ture filetée destinée à recevoir un bras de traction à actionnement manuel 64, via une ouverture de l'organe de fermeture 58, ainsi qu'une face de piston 65 qui est soumise à la pression

hydraulique régnant dans une chambre 66.

Un orifice 67 est relié à la chambre hydraulique 55 et 25 un orifice 68 à la chambre hydraulique 66. Ces orifices 67 et 68 ainsi que l'orifice 32 peuvent être reliés à une pompe à main 69, via une valve de sélection 70 qui peut être actionnée manuellement, pour fournir de la pression hydraulique à partir de la pompe à main 69 soit à la fois aux orifices 67 et 32 soit à l'orifice 68, tout en retournant le fluide hydraulique sous pression de l'autre de ces orifices à une bâche 71. Alors que la pompe à main 69 mentionnée ci-dessus, la valve de sélection 70 et la bâche 71 ont été représentés de façon symbolique sous forme de dispositifs classiques, on comprendra 35 que dans le cadre de l'invention, on peut utiliser une pompe à main plus complexe qui incorpore une valve de sélection et une

bâche hydraulique.

La pompe à main 69 est reliée à la valve de sélection 70 via une conduite 72, tandis qu'une autre conduite 73 et une conduite de branchement 74 sont reliées respectivement depuis la valve de sélection 70 aux orifices 32 et 67. Une conduite 75 est également reliée à la valve de sélection 70 à partir 5 de la bache 71 tandis qu'une conduite 76 est reliée depuis la

valve de sélection 70 à l'orifice 68. Une autre conduite 77 relie l'orifice 12 du dispositif convertisseur hydropneumatique 8 à l'orifice 29 de l'organe d'actionnement de frein 1.

Lorsque l'on souhaite réaliser une application du frein de service, on actionne le dispositif convertisseur hydropneumatique 8 pour émettre du fluide hydraulique sous pression via l'orifice 12 qui est relié via la conduite 77 à l'orifice 29 de l'organe d'actionnement de frein 1. Cette pression hydraulique est apte à repousser dans la chambre 28 de l'organe 15 d'actionnement de frein 1 le piston de service 27 vers la gauche. La tige de piston creuse extérieure 34 de la tige de poussée de piston 7 maintenue en contact avec le piston de service 27 par le ressort de rappel 40, est repoussée vers la gauche par le piston de service avec sa tige de piston creuse 20 intérieure 35. Du fait de la liaison unilatérale entre le piston de frein de parc 30 et la tige de piston creuse intérieure 35, la tige de poussée de piston 7 est susceptible de se déplacer d'une course suffisante pour rattraper le jeu des sabots de frein ainsi que la flexion ou la course élastique 25 des constituants du frein sans que le piston de frein de

parc 30 ne soit déplacé au-delà de sa position de desserrage.

Lorsque le piston de service 27 et la tige de poussée de piston 7 continuent à se déplacer vers la gauche, par suite de l'usure des sabots de frein, la quantité de fluide hydraulique additionnel requise par l'augmentation de volume de la chambre 28 est fourni par le dispositif convertisseur 8. Parallèlement,

l'anneau de retenue 39 sur la tige creuse intérieure 35 accroche l'épaulement 38 de la tirette 36 et déplace celle-ci, et par conséquent le piston de frein de parc 30 vers la gauche, 35 d'une quantité correspondant à l'usure des sabots de frein.

Lorsque le volume de la chambre hydraulique 31 augmente avec le déplacement vers la gauche du piston de frein de parc 30, il 2596119 du fluide hydraulique en provenance de la bâche 71 est aspiré dans la chambre 31 via la conduite 75, la valve de sélection 70, la conduite 73 et l'orifice 32 en correspondance au déplacement du piston de frein de parc. Ce déplacement du piston de frein de parc en case de course exagérée du piston de frein de service au cours de l'application du frein de service est souhaitable pour la réalisation d'une application

du frein de parc, comme on l'expliquera par la suite.

Au cours du desserrage du frein de service, le ressort 10 de rappel 40 repousse la tige de poussée de piston 7 et le piston de service 27 vers la droite, en refoulant le fluide hydraulique de la chambre 28 vers le convertisseur hydropneumatique 8 via l'orifice 29, la conduite 77 et l'orifice 12 jusqu'à ce qu'une quantité de fluide correspondant au jeu nominal des sabots de frein ait été déplacée, comme ceci est déterminé par l'action de réglage de jeu du convertisseur hydropneumatique 8. Lorsque ceci se produit, l'extrémité de la tige creuse intérieure 35 vient en butée sur le piston de frein de parc 30 sans déplacer celui-ci de telle façon que la 20 distance entre l'anneau de retenue 39 et l'épaulement 38 corresponde au jeu nominal des sabots de frein qui doit être

rattrapé au cours de l'application des freins qui suit.

Au cours de l'application du frein de service et du desserrage qui suit, comme on vient de l'expliquer, on notera 25 que la tige de piston 34 se déplace sans être arrêtée par l'action du manchon de friction 53, du fait que le ressort 59 est capable de maintenir la surface conique 52 de l'organe de verrouillage 49 hors du contact avec la surface conique 54 du

manchon 53.

Afin d'appliquer le frein de parc, on fait tourner la valve de sélection 70 vers une position d'application de frein de parc pour laquelle une liaison de fluide est établie entre les conduites 75, 76 en reliant ainsi la chambre 66 à la bâche 71, et pour laquelle une liaison de fluide est établie 35 parallèlement entre les conduites 72 et 73, en reliant ainsi la pompe à main 69 aux orifices 67 et 32. La pompe à main est ensuite actionnée pour fournir simultanément du fluide hydraulique aux chambres 31 et 55. Jusqu'à ce que le jeu des sabots

12 2596119

de frein soit rattrapé, seul le piston de frein de parc 30 se déplace en réponse à cet actionnement de la pompe à main, et non pas l'organe de verrouillage 49, du fait qu'au cours de la course du piston de frein de parc 30, pour rattraper le jeu 5 nominal des sabots de frein, l'augmentation de volume de la chambre 31 interdit toute augmentation significative de la pression soit dans la chambre 31 soit parallèlement sur la face de piston 50 de l'organe de verrouillage 49. Il s'ensuit que les forces combinées sur l'organe de verrouillage 49 exercées par les ressorts 63 et 59 empêchent l'actionnement de l'organe de verrouillage 49 jusqu'à ce que la tige de poussée de piston ait été complètement sortie. Le piston de frein de parc 30 agit à l'encontre de la tige creuse intérieure 35 de telle façon qu'au cours du déplacement vers la gauche du piston de frein de parc 30, la tige de poussée de piston 7 soit, de même, amenée en position d'extension vers la gauche

pour rattraper le jeu des sabots de frein.

On notera sur ce plan que la course du piston de frein de parc 30 est maintenue constante, indépendamment de l'usure 20 des sabots de frein, par suite de l'action de la liaison unilatérale entre la tige de piston de poussée 7 et le piston de frein de parc 30. Comme on l'a expliqué précédemment, le déplacement vers la gauche du piston de frein de parc 30 ainsi que l'usure du sabot de frein au cours de l'application du 25 frein de service, aspirent du fluide hydraulique dans la chambre 31 lorsque le volume de cette chambre augmente. Ainsi, la quantité de fluide nécessaire pour déplacer le piston de frein de parc 30 suffisamment pour rattraper le jeu des sabots de frein et pour appliquer les freins reste constante, indépen30 damment du degré d'usure des sabots de frein existant au

moment o on applique le frein de parc.

Il est évident que, sans cette caractéristique de l'invention, il serait nécessaire d'actionner de façon excessive

la pompe à main 69 pour remplir le volume de la chambre 31 qui 35 augmente continuellement avec l'usure des sabots de frein.

Lorsque le jeu des sabots de frein a été rattrapé, le volume de la chambre 31 reste essentiellement constant, si bien que la poursuite du fonctionnement de la pompe à main provoque une montée de la pression du fluide hydraulique dans la chambre 55, cette pression agissant sur la face 50 de l'organe de. verrouillage 49. Lorsque la force exercée par le fluide hydraulique dépasse les forces combinées des ressorts 63 et 59, l'organe de verrouillage 49 est déplacé vers la gauche. Ce déplacement vers la gauche de l'organe de verrouillage 49 est apte, via les doigts 51 et les pattes 61 à provoquer le déplacement de l'organe formant bouchon 62 vers la gauche jusqu'à ce que les pattes 61 soient dans l'alignement de la 10 cavité annulaire 60. Dans cette position, les.doigts 51 en forme de ressort et mis sous contrainte, aidés par le bord incliné de l'organe formant bouchon 62 repoussé vers la droite par le ressort 63, font pivoter les pattes d'enclenchement 61 dans une direction radiale en contact de verrouillage avec la 15 cavité 60. Dès que les pattes d'enclechement 61 pénètrent dans la cavité 60, le ressort 63 est apte à repousser l'organe formant bouchon 62 vers la gauche dans l'ouverture formée à l'intérieur des doigts 51 pour fixer positivement les pattes 61

en contact d'enclenchement avec la cavité 60.

Le déplacement vers la gauche de l'organe de verrouillage 49 amène également en contact les surfaces coniques complémentaires 52 et 54 de l'organe de verrouillage 49 et le manchon de friction 53, ceci dans un but qui va être expliqué ci-après. Lorsque l'on atteint l'état d'engagement del'organe 25 de verrouillage 49, on peut arrêter le fonctionnement de la pompe à main 69. Cet état d'engagement peut être confirmé en adressant une certaine pression hydraulique prédéterminée (par fonctionnement de la pompe à main) qui est capable de surpasser la force des ressorts 63 et 59 lorsque ceux-ci sont comprimés 30 suffisamment pour permettre aux pattes d'enclenchement 61 de venir en alignement avec la cavité de verrouillage 60. Une jauge adéquate (non représentée) associée à la pompe à main

peut être prévue dans ce but.

Après l'arrêt du fonctionnement de la pompe à main, on 35 décharge la pression hydraulique des conduites 73 et 74.

Lorsque cette chute de pression est devenue effective dans la chambre 31, le piston de frein de parc 30 et la tige de poussée de piston 7 tendent à se rétracter en direction de la position de desserrage des freins sous l'effet du ressort de rappel 40. Cependant, du fait que la chute de la pression dans la chambre 55 n'a pas d'effet sur l'organe de verrouillage 49, la position de celui-ci est maintenue par l'engagement de verrouillage des pattes d'enclechement 61 dans la cavité 60. Il s'ensuit que le léger déplacement vers la droite du manchon de friction 53, par rapport à la tige de poussée de piston 7, provoque l'engagement de l'extrémité du manchon de friction présentant la surface conique 54 en coin entre la surface conique 52 de l'organe de verrouillage 49 et la périphérie de la tige creuse extérieure 34, de façon à augmenter la force de friction grâce à laquelle le manchon 53 serre la tige de poussée pour la verrouiller à l'encontre d'un déplacement axial en direction de la position de desserrage des freins. Le 15 départ de cet effet d'auto- actionnement, grâce auquel se produit l'effet de coin entre le manchon 53 et la tige de poussée 7, est assuré par le ressort 57 qui exerce sur le manchon 53 une force dirigée vers la droite de la figure venant s'ajouter à la force agissant vers la droite sur le manchon 53 par suite de son contact de friction avec la tige de poussée 7. De cette façon, la force de freinage provenant

soit d'une application du frein de service, soit d'une application du frein de parc commandé par la pompe à main, est mécaniquement verrouillée de façon à obtenir un freinage de parc.

On peut réaliser un desserrage du frein de parc de deux façons. Normalement, la valve de sélection 70 est tournée à partir de la position d'application du frein de parc en direction de la position de desserrage du frein de parc, comme représenté. Il s'ensuit que la chambre 66 est reliée à la pompe à main 69 via les conduites 76 et 72 et que les chambres 31 et 55 sont reliées à la bâche 71 via les conduites 73, 74 et 75. Le fonctionnement de la pompe à main 69 fournit ainsi du fluide hydraulique-sous pression à la chambre 66 o il agit sur la face de piston 65 pour repousser l'organe formant bouchon 62 vers la gauche, à l'encontre de la force de réaction du ressort 63. L'échappement de l'organe formant bouchon 62 de l'intérieur des doigts 51 permet aux pattes de doigts 61 d'échapper au contact de la cavité de verrouillage 60 sous l'effet du ressort 59 qui repousse l'organe de verrouillage 49 vers la droite. Ce dégagement des pattes de verrouillage 61 formant gâche, de la cavité de verrouillage 60 est facilité par le fait que les faces juxtaposées des pattes et 5 de la cavité sont coniques. Après le dégagement des pattes 61 de la cavité 60, la tige de poussée de piston 7, le manchon de friction 53 et l'organe de verrouillage 49 sont tous repoussés vers la droite jusqu'à ce que l'extrémité du manchon 53 présentant une surface conique 54 vienne en contact avec l'organe 10 d'arrêt 56. Lorsque ceci se produit, la poursuite du déplacement de l'organe 49 par rapport au manchon 53 fait que leurs surfaces coniques respectives 52 et 54 se séparent afin de supprimer la force de friction élevée grâce à laquelle le manchon 53 était venu en contact avec la tige de poussée 7. IL 15 s'ensuit que la tige de poussée de piston 7 est libre de venir en position totalement rétractée sous l'effet du ressort de rappel 40 comme ceci est déterminé par le contact de la tige

creuse intérieure 35 avec le piston de frein de parc 30.

On notera que la position du piston de frein de parc 30 20 est déterminée par toute l'usure préalablement accumulée des sabots de frein, de telle façon que la position entièrement rétractée de la tige de piston 7 soit apte à restaurer à sa valeur précédente le jeu nominal des sabots de frein qui a été

déterminé par la fonction de réglage de jeu du dispositif 25 hydropneumatique 8.

On peut réaliser en variante un desserrage manuel du frein de parc en tirant simplement l'organe formant bouchon 62

à distance des doigts 51, à l'aide du bras de traction manuel 64.

L'action résultante du mécanisme de verrouillage de frein 45 30 est alors la même que celle qui est expliquée en référence à

un desserrage du frein de parc déclenché par la pompe à main.

Dans le cas o une application du frein de service est en cours, au moment de l'application du frein de parc, le desserrage subséquent du frein de parc oblige le mécanisme de 35 verrouillage de frein 45 à provoquer un desserrage (comme on vient de l'expliquer), mais la tige de poussée de piston 7 reste en position d'application du frein sous l'influence du

piston de service 27 agissant, via la tige creuse extérieu-

16 2596119

re 34, pour maintenir effective l'application du frein jusqu'à

ce qu'un desserrage du frein de service soit réalisé.

Alors que les caractéristiques de la présente invention sont appliquées à l'organe d'actionnement hydraulique du frein 1 et que l'on en a décrit un agencement dans lequel on prévoit un seul organe d'actionnement de frein avec des poutres de frein de type classique pour un bogie de véhicules ferroviaires, on comprend que l'organe d'actionnement du frein selon la présente invention peut être également utilisé dans un agencement employant deux organes d'actionnement de ce type montés entre les poutres de freinage. On comprend également que l'on peut utiliser des convertisseurs hydropneumatiques d'un autre type (ainsi que le dispositif convertisseur 8 qui vient d'être décrit) pour fournir la pression hydraulique à l'organe d'actionnement de frein 1 et pour réaliser l'effet de réglage de jeu maintenant le jeu souhaité entre les sabots de frein, selon la pratique classique utilisée pour les véhicules

ferroviaires ou autres.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée 20 aux modes de réalisation décrits et représentés et elle est

susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention.

17 2596119

Claims (18)

REVENDICATIONS

1.- Organe d'actionnement de frein, comportant: un corps, une tige de poussée, un organe de manchon disposé sur ladite tige de poussée de façon à pouvoir glisser sur cette 5 tige, des moyens de piston pour effectuer le déplacement de ladite tige de poussée par rapport audit organe de manchon, en direction d'une position d'application des freins en réponse à la fourniture d'un fluide sous pression; caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de verrouillage (45) susceptibles d'être actionnés vers une position de verrouillage en réponse à la fourniture.de fluide sous pression pour coincer ledit organe de manchon (53) en contact étroit avec la périphérie de ladite tige de poussée (7) par suite du déplacement de ladite tige de poussée vers la position d'application des freins, en 15 verrouillant ainsi la tige de poussée à l'encontre de tout déplacement axial par rapport au manchon (53); et des moyens d'enclenchement (61), aptes à maintenir les moyens de verrouillage (45) en position de verrouillage, après la disparition de

la pression du fluide.

2.- Organe d'actionnement de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de manchon (53) présente une forme cylindrique et est divisé en direction axiale de façon à assurer le contact axial glissant et ajusté

avec la tige de poussée (7), sauf dans la position de ver25 rouillage desdits moyens de verrouillage.

3.- Organe d'actionnement de frein selon l'une des

revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'organe de

manchon (53) comporte une première surface conique (54) entourant la périphérie du manchon et lesdits moyens de verrouil30 lage (45) comportent un organe de piston de verrouillage (49) susceptible d'être actionné dans un alésage (48) du corps (6) et muni d'une seconde surface conique (52) apte à venir en contact avec la première surface conique (54) dans la position de verrouillage des moyens de verrouillage (45) pour effectuer 35 le coincement de l'organe de manchon (53) en contact étroit

avec la périphérie de la tige de poussée (7).

4.- Organe d'actionnement de frein selon l'une des

revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en

outre des premiers moyens de ressort (57) entre le corps (6) et une extrémité du manchon (53) pour repousser ce manchon

dans la direction provoquant le contact entre les première (54) et deuxième (52) surfaces coniques.

5.- Organe d'actionnement de frein selon l'une des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un

organe d'arrêt (56) fixé sur le corps (6), adjacent à l'autre extrémité de l'organe de manchon (53) pour déterminer la position axiale de l'organe de manchon (53) par rapport à l'organe de piston de verrouillage (49) lorsque celui-ci est en position rétractée par rapport à la position de verrouillage, de telle façon que les première (54) et seconde (52) surfaces coniques soient éloignées axialement l'une de l'autre

d'une distance prédéterminée.

6.- Organe d'actionnement de frein selon l'une des

revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de piston

comporte un piston de frein de parc (30) susceptible de venir en contact avec la tige de poussée (7) pour la déplacer vers

la position d'application du frein en réponse à la fourniture 20 de fluide sous pression.

7.- Organe d'actionnement de frein selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage (45) comportent un organe de piston de verrouillage (49) mobile en réponse à la pression du fluide agissant sur le piston de 25 frein de parc (30) et des premiers moyens de ressort (59) agissant sur l'organe de piston de verrouillage (49) en opposition à ladite pression de fluide pour empêcher le déplacement dudit piston de verrouillage (49) vers ladite position de

verrouillage jusqu'à ce la pression de fluide agissant sur le 30 piston de verrouillage (49) excède une valeur prédéterminée.

8.- Organe d'actionnement de frein selon la revendication 7, caractérisé en ce que la valeur prédéterminée correspond à celle pour laquelle le déplacement du piston de frein de parc (30) vers ladite position d'actionnement se 35 produit.

9.- Organe d'actionnement de frein selon l'une des

revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens

19 -2596119

d'enclenchement comportent en outre: dans le corps (6) un alésage (48) dans lequel le piston de verrouillage (49) se déplace, une cavité annulaire (60) formée dans ledit alésage (48), une pluralité de doigts allongés (51) faisant saillie longitudinalement à partir de la périphérie de l'organe de piston de verrouillage (49) et une patte d'enclenchement (61) dirigée vers l'extérieur formée sur au moins l'un des doigts (51) et apte à pénétrer dans la cavité (60) dans ladite

position de verrouillage des moyens de verrouillage.

10.- Organe d'actionnement de frein selon la revendication 9, caractérisé en ce que la patte de verrouillage (61)

est prévue sur chacun des doigts (51).

11.- Organe d'actionnement de frein selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un organe annulaire 15 formant bouchon (62) muni d'un bord incliné susceptible de venir en contact avec l'extrémité en saillie de la pluralité de doigts (51) et de seconds moyens de ressort (63) agissant sur ledit organe formant bouchon (62) pour le repousser dans une direction opposée à celle correspondant au déplacement de 20 l'organe de piston de verrouillage (49) vers la position de verrouillage, de telle sorte que les doigts (51) soient repoussés radialement vers l'extérieur et que les pattes d'enclenchement (61) soient maintenues en contact avec l'alésage (48) afin de garantir que les pattes d'enclenchement (61) 25 pénètrent dans la cavité (60) dans la position de verrouillage

de l'organe de piston de verrouillage (49).

12.- Organe d'actionnement de frein selon la revendication 11, caractérisé en ce que les pattes d'enclenchement sont munies chacune d'une face inclinée, et en ce que la face 30 adjacente de la cavité comporte une face inclinée complémentaire, de telle sorte que les doigts (51) soient fléchis radialement vers l'intérieur sous l'effet de la poussée des premiers moyens de ressort (59) repoussant les moyens de verrouillage (45) depuis la position de verrouillage vers une 35 position rétractée lorsque le fluide sous pression a été refoulé.

13.- Organe d'actionnement de frein selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'organe formant bouchon (62) est muni d'une surface périphérique extérieure

2596119

dont le diamètre correspond au diamètre intérieur des doigts (51) lorsque ladite patte (61) est engagée dans la cavité (60), de telle sorte que l'organe formant bouchon (62) soit obligé par lesdits seconds moyens de ressort (63) de se déplacer axialement dans l'ouverture desdits doigts (51) et de façon à empêcher la flexion radiale vers l'intérieur des

doigts (51) pour fixer positivement les pattes d'enclenchement (61) dans la cavité (60).

14.- Organe d'actionnement de frein selon l'une des

revendications 11 à 13, caractérisé en ce que l'organe formant

bouchon (62) comporte en outre un piston (65) soumis à une pression de fluide pour le repousser axialement dans une direction opposée à celle provoquant la mise en contact avec

lesdits doigts (51).

15.- Organe d'actionnement de frein selon l'une des

revendications 11 à 14, caractérisé en ce que l'organe formant

bouchon (62) comporte un bras (64) qui fait saillie vers l'extérieur du corps (6) pour permettre de tirer manuellement

l'organe formant bouchon (62) de la position o il se trouve 20 dans l'ouverture des doigts (51).

16.- Organe d'actionnement de frein selon l'une des

revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la tige de poussée (7) comporte une tige creuse cylindrique extérieure (34) sur laquelle est disposé l'organe de manchon (24), une tige

creuse cylindrique intérieure (35) disposée concentriquement à l'intérieur de la tige creuse extérieure (34) en étant placée à distance annulaire de celle-ci, lesdites tiges creuses extérieure et intérieure (34, 35) étant fixées ensemble à l'une de leurs extrémités communes et des troisièmes moyens de 30 ressort (40) disposés dans l'espace annulaire entre les tiges creuses intérieure et extérieure (35, 34) pour repousser la

tige de poussée (7) dans une direction opposée à celle correspondant à l'application du frein.

17.- Organe d'actionnement de frein selon l'une des

revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les moyens de

piston comportent en outre un piston de service (27) susceptible de venir en contact avec la tige creuse extérieure (34) à son extrémité, opposée à l'extrémité commune, ledit piston

21 - 2596119

2 1 de service effectuant le déplacement desdites tiges creuses extérieure et intérieure (34, 35) vers ladite position d'application du frein indépendamment du piston de frein de parc (30) en réponse à l'action du fluide sous pression, et le piston de frein de parc (30) étant susceptible de venir en contact avec la tige creuse intérieure (35) à son extrémité

opposée à l'extrémité commune, le piston de frein de parc.

effectuant le déplacement des tiges creuses extérieure et intérieure (34, 35) vers la position d'application du frein indépendamment du piston de frein de service (27) en réponse à

l'action de la pression de fluide.

18.- Organe d'actionnement de frein selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un alésage axial dans la tige creuse intérieure (35), une tige en 15 saillie (36) fixée au piston de frein de parc (30) à l'une de ses extrémités et présentant une tête élargie (37) à l'autre extrémité et formant un épaulement (38) entre la tige en saillie (36) et la tête élargie (37), la tige en porte-à-faux faisant saillie axialement à partir du piston de frein de parc (30) de telle façon que ladite tête (37) soit disposée à l'intérieur de l'alésage, et des moyens (39) fixés sur la tige intérieure creuse (35) et s'étendant à l'intérieur de l'alésage pour venir en contact avec l'épaulement (38) par suite du déplacement de la tige creuse intérieure sur une distance 25 prédéterminée vers la position d'application du frein, en réponse à l'action du fluide sous pression sur le piston de frein de service (27), le piston de frein de parc (30) étant déplacé en conjonction avec le piston de service après le

déplacement du piston de frein de service sur ladite distance 30 prédéterminée.