Appareil de commande de frein à vide automatique. La présente invention a pour objet un ap pareil de commande de frein à vide automati que, comportant un réservoir auxiliaire, un piston de faible diamètre, qui sert à comman der le mouvement d'approche des sabots de frein, et un piston de diamètre plus grand, qui sert à commander le serrage, .cet appareil étant caractérisé par des conduits qui font communiquer directement la conduite géné rale avec l'espace existant sous le petit piston, par un autre conduit qui fait communiquer cet espace avec celui existant sous le grand piston,
et qui est muni d'une soupape dispo sée et chargée pour s'ouvrir automatiquement lorsque la pression qui règne dans l'espace existant. sous le petit piston .excède d'une quantité déterminée celle qui règne -dans l'es pace existant sous le grand piston, enfin par un conduit agencé pour permettre l'aspira tion, dans la conduite générale, de l'air con tenu dans l'espace régnant sous le grand pis ton. Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples seulement, quatre formes d'exécu tion de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale de la première forme d'exécution; Les fig. 2 à 4 se rapportent à la deuxième forme d'exécution; La fig. 2 en est une coupe verticale d'en semble; . Les fig. 3 et ,4 en sont deux coupes par tielles à plus grande échelle, faites respective ment suivant III-III -de la fig. 2 et IV-IV de la fig. 3; Les fig. 5, 6 représentent respectivement la troisième et la quatrième formes d'exécu- tion, en .des coupes verticales partielles.
Dans la première forme d'exécution repré sentée à la fig. 1, la conduite générale (non représentée) communique avec l'appareil de commande,de frein par l'intermédiaire -d'une valve à boulet montée dans un corps 1 com portant deux conduits 2, 3,débouchant respec- tivement dans le réservoir auxiliaire 12 et sous les pistons 14 et 27, qui seront ;décrits ci-après.
La conduite générale communique .directe ment avec le conduit 3 par un ajutage 4 et un conduit 5.
Une extrémité de .la conduite 2 débouche dans une glace 2a, sur laquelle est montée une boîte à clapet 6 portant une bille 7 qui se trouve normalement au droit de l'orifice -du conduit 2, qu'elle tend à -obturer. Un conduit 8 pratiqué -dans la boîte 6 fait communiquer, lorsque la bille 7 est soulevée, le conduit 2 avec le conduit 3 et, par conséquent, avec la conduite générale.
La queue de la boîte -à clapet 6 traverse la paroi du corps 1 par un orifice la; son extré mité est articulée sur un levier .de commande 9, qui peut la déplacer sur la glace 2a, faisant ainsi buter la bille 7 sur le bord -de .sou siège et l'obligeant à se soulever.
L'orifice la est isolé du reste du corps 1 par une membrane déformable et étanche 10 fixée à ce corps -et à la boîte 6.
Cette valve est figée sous le fond 11 du réservoir auxiliaire 12; qui porte le cylindre de frein 16; le conduit 2 débouche -dans ce ré servoir, dans l'espace annulaire compris entre sa paroi interne et la paroi externe du cylin- dre 13.
A l'intérieur ,du cylindre 13 glisse un pis ton 14, de .diamètre relativement grand, qui porte lui-même un second cylindre 15,4e pe tit diamètre.
Dans le fond de ce piston est encastré un anneau 16, en caoutchouc ou autre matière appropriée qui, lorsque le piston est en posi tion basse, repose de façon étanche sur une partie convenablement usinée 11a du fond 11, de sorte que l'espace compris entre les deux fonds se trouve divisé en deux cavités concen triques 17, 18.
Le conduit 3 de la valve à boulet est pro longé par un conduit 19, pratiqué dans le fond 11 -et débouchant dans la cavité 17, à l'intérieur de l'anneau -de joint 1.6.
Le fond,du piston 14 est encore traversé par un conduit qui débouche, d'une part, dans la cavité 18, et, d'autre part, au fond du cylin dre 15, en 20.
Ce conduit porte une boîte à clapet 21, et est obturé par une soupape 22 s'ouvrant vers le bas, -et rappelée -en position @de fermeture par un ressort .de compression 2.3. Des con duits 24, pratiqués dans la boîte 2:1, font com muniquer le conduit 20 avec la cavité 18 lorsque la soupape est ouverte. Enfin, le fond du piston 14 est percé d'un autre conduit 26 qui fait communiquer la cavité 17 avec le fond :du cylindre 15.
A l'intérieur .du cylindre 15 se déplace un piston 27, solidaire d'une tige 28 qui traverse les fonds4u piston 14 et du réservoir auxiliaire dans lesquels elle peut glisser librement, et qui actionne la timonerie de frein (non repré- sente'e).
Cette tige se prolonge, au-dessus -du piston 27, par une contre-tige 29 qui, lorsque le pis ton est en position haute, vient se loger dans une gaine 30 montée au sommet du réservoir auxiliaire.
Le bord :supérieur ,du cylindre 15 porte un .couvercle 31, au centre duquel est ménagée une cuvette tronconique 32, évasée vers le haut. La contre-tige 29 traverse le fond de cette cuvette par un orifice central dans lequel elle coulisse librement.
Le cylindre 13 supporte, d'autre part, par .des bras 33 logés dans .des fentes 13a ména gées parallèlement à ses génératrices, une cage 34; cette cage comporte un certain nom bre d'alvéoles<B>3à,</B> dans lesquels sont logées des billes 36, qui se trouvent entre 'la paroi tronconique de la cuvette 32 et la contre- tige 29, dans des rainures longitudinales 29a pratiquées sur celle-ci.
Des ressorts de compression 37 s'appuyant sur des rondelles 38, 39, portées respective ment par le couvercle 31 et la cage 34, solli citant cette dernière vers le bas, serrant ainsi les billes 36 entre la cuvette et la contre-tige, de manière que ees,billes constituent un encli quetage à friction permettant au petit piston 27 de @se déplacer librement vers le haut, in- d:
épendamment @du grand piston 14, mais as surant au contraire l'entraînement @de la tige 28 par ce dernier lorsqu'il se déplace à son tour vers le haut.
Dans le fond du cylindre 13 est prévu un orifice 40 servant à faire communiquer la partie 18 de ce cylindre entourant le siège lia avec le conduit<B>1.9</B> lorsque .le grand piston est appuyé sur ce siège;
un clapet 41 obture cet orifice 40 sous l'action d'un ressort 42, de manière que, lors @de la rentrée d'air dans la conduite générale, l'air arrivant par le conduit 19 ne peut pénétrer immédiatement dans la chambre 18 et n'agit que sous le pis ton 27.; par contre, lorsqu'on fait @de nouveau le vide dans la. conduite, le clapet 41 peut s'ouvrir et permet à la chambre 18 .d'être vi- -dée comme le restant de l'appareil.
Le fonctionnement est le suivant: En marche normale, la conduite générale est en dépression; cette dépression se transmet directement à travers la valve à boulet sous les pistons 14, 27, par les conduits 3, 19, 26.
Cette dépression s'exerce aussi sur le bou let 7 par le conduit 8, et, par .suite, l'air que peut contenir le réservoir auxiliaire est as piré dans la conduite générale par le conduit le boulet 7 .qu'il soulève, et les conduits 8, 5, 4.
Les pressions étant les mêmes sur les deux faces de -chacun des pistons 14, 27, ceux-ci sont maintenus en position basse par leur propre poids, et les freins sont desserrés.
Si la dépression diminue dans la conduite générale, elle va venir agir, d'une part, sur le boulet 7, et maintenir fermé le conduit 2, iso lant ainsi le réservoir auxiliaire qui reste en forte dépression, d'autre part, sous le piston 27, dont la face supérieure communique avec ledit réservoir. Ce piston vient alors @en posi tion haute, en faisant glisser la contre-tige 29 entre les billes 3'6 et en -entraînant, par la tige 28, les sabots de frein qui viennent s'ap pliquer contre les jantes des roues, en n'exer çant qu'un effort relativement faible, étant donné la section réduite du piston 27.
L'augmentation de pression s'exerce à la fois sur le fond du cylindre 15 et sur la pa roi supérieure de la cavité 17, mais le premier a une surface supérieure à celle -de la seconde; il s'ensuit que le grand piston 14 reste d'a bord immobile. Par contre, l'augmentation de pression se fait sentir à travers le conduit 20, et, lorsqu'elle a acquis une valeur suffisante pour vaincre l'action du ressort 23, elle ou vre la soupape 22, passe par les conduits 24, et agit sur toute la surface du grand piston qui est ainsi, à son tour, sollicité vers le haut et transmet cet effort à la contre-tige 29 par l'encliquetage à friction, provoquant, grâce à sa section relativement importante, un ser rage énergique -des sabots.
En cas de rupture d'attelage, le freinage se produit automatiquement suivant le même mécanisme, la pression atmosphérique s'éta blissant dans la conduite générale.
Le freinage se trouve ainsi,décomposé -en deux temps exigeant respectivement: le pre inier (approche des sabots), un déplacement relativement important, mais un effort très faible, et le second (serrage), au contraire, un déplacement très réduit et un effort élevé; chacun de ces deux temps .est effectué au moyen d'un cylindre distinct, approprié aux conditions ci-dessus énoncées, et tel que la cylindrée totale correspondant au freinage, donc l'énergie dépensée dans<B>la</B> pompe à vide de la machine, sont minima.
Au défreinage, la dépression se rétablit sous les deux pistons & l'appareil, et ceux-ci reviennent en position basse sous l'action de leur propre poids et,des dispositifs de rappel de la timonerie.
On peut encore, dans le cas d'une voiture isolée, par exémple, desserrer des freins de cette voiture en déplaçant la boîte à clapet 6 sur la glace 2a au moyen du levier 9; cette opération a pour effet,de soulever le boulet 7, faisant ainsi communiquer entre eux les conduits 2, â et, par suite, rétablissant l'équi libre des pressions sur les deux faces de cha cun des pistons de frein.
Il est à remarquer que l'orifice 40 et le clapet 41 -décrits ci-dessus sont facultatifs, l'é vacuation de l'air renfermé dans la chambre 18 pouvant au besoin s'effectuer simplement entre le siège lia et l'anneau @de -caoutchouc 16, par suite d'un très léger soulèvement au tomatique du piston 14.
Dans la deuxième forme d'exécution re présentée en fig. 2, 3 ,et 4, le dispositif d'en cliquetage destiné à 'relier le grand piston à la tige -du petit piston qui commande la timo nerie de frein est disposé au,dessous du pe tit piston. Il devient ainsi passible -de sup primer le prolongement -de cette tige et, par conséquent, le fourreau vertical qu'il était né cessaire -de ménager à la partie supérieure -du réservoir auxiliaire pour recevoir ce prolon gement; dont 'l'encombrement pouvait dans certains cas être gênant.
A cet effet, le fond du petit piston '27 est tronconique. Le fond du grand piston 14 com porte une cuvette tronconique 43, évasée vers le haut, et les 'billes 36 sont,disposées entre ladite cuvette et l'arbre 28, l'action des billes sur l'arbre se faisant par l'intermédiaire d'un fourreau cylindrique 44 constitué par une série :de pièces 45 (fig. 3 et 4) de section droite en forme -de segment de couronne com portant chacun une rainure 46 parallèle à l'arbre 28 dans laquelle est logée une bille 36;
ces différentes pièces 45 sont réunies entre elles par deux bagues 47 encastrées dans des rainures correspondantes 48. Lorsque le pis ton 14 -est à la position de repos, les billes 36 viennent reposer sur une butée 49 qui ales sou lève, ide façon ,à assurer le desserrage du four reau 44 et 1e :libre coulissement de la tige 28. Au contraire, -dès que le piston 14 est soulevé, les billes sont sollicitées à se ,coincer, sous l'ef- fet,de leur propre poids, entre les bords de la cuvette 43 et le fourreau 44.
Celui-ci presse à son tour énergiquement la tige 28 qui est ainsi rendue solidaire du grand piston.
Le fonctionnement général de cet appa reil -est -exactement le même que celui dé crit ci-dessus, l'air passant de la canalisation 3 à l'espace 17 par le conduit 19 et le conduit 26 prévu dans le fond @du igrand piston.
Les formes d'exécution représentées aux fig. 5, 6 comportent =divers perfectionnements, notamment au dispositif qui fait communi quer l'espace 18 avec l'espace mort régnant entre les deux pistons, à la soupape tarée qui admet l'air sous le grand piston lorsque le mouvement d'approche des sabots @de frein est terminé, à l'encliquetage par l'intermédiaire duquel le grand piston entraîne la tige, et au dispositif étanche séparant de l'espace mort compris entre les deux pistons celui qui règne sous le plus grand.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 5, le clapet 40-41 faisant communi quer avec la chambre périphérique 1-8 ile con duit d'admission 19 est remplacé par une valve à boulet 50 logée dans une chambre 51 portée par le fond du grand piston 14.
La chambre 51 communique, d'une part, avec l'espace ,mort compris entre les -deux pis tons 14, 27 par un conduit 52, .d'autre part, avec la chambre 18 par un conduit,53 obturé par la valve 50. Celle-ci peut se déplacer dans un guide 54, et son propre poids la rappelle constamment vers sa position de fermeture.
Pendant les manoeuvres de freinage, le dis positif fonctionne de 4a façon déjà décrite, l'air qui arrive par le conduit 19 et qui est ad mis sous le petit piston 27 pénétrant dans la chambre 51 par le conduit 52, et appliquant le clapet 50 sur son siège.
Au moment du desserrage des freins, le clapet 50 n'étant maintenu sur son siège que par son propre poids, le vide qui est rétabli dans le conduit 19 provoque -automatiquement le soulèvement de ce clapet, et l'air contenu dans la chambre 18 est évacué par la cham bre 51.
Il -est ainsi possible -de réaliser un vide relativement poussé ,sous le grand piston 14, de sorte qu'au début .du freinage suivant, lors que l'air est admis seulement sous le piston 27,,ce piston 14 se trouve pressé sur sa portée 16 avec une force suffisante pour que celle-ci soit parfaitement étanche.
Le piston 27 porte, lui aussi, une valve à boulet<B>5,5</B> logée dans une chambre 56 qui com munique, d'une part, avec l'espace compris entre ,les pistons 14, 27 par un conduit 57, et, d'autre part, avec le réservoir auxiliaire 12 par un conduit 58 normalement obturé par la valve 5,5. Celle-ci se déplace dans un guide 59, et est constamment sollicitée vers sa position de fer meture par son propre poids.
Comme la soupape 50, cette soupape 5,5 est appliquée sur son siège par la pression de l'air admis par le conduit 1,9 au moment du serrage des freins, et ne modifie donc pas le fonctionnement du dispositif.
En période de marche, elle peut se soule ver pour permettre l'évacuation de l'air se trouvant éventuellement dans le réservoir 12, et assurer ainsi le rétablissement rapide du vide dans ce réservoir.
La soupape tarée par laquelle l'air est ad mis dans la chambre 18 lorsque le piston 27 est à fond de course est montée dans une chambre 60 portée par le fond du cylindre 15. Cette chambre est fermée de façon étan che par une membrane souple 61, serrée sur son bord supérieur par un chapeau 62.
La membrane 61 porte un clapet 63, qu'un ressort,de compression .64 maintient ap pliqué sur l'orifice -d'un conduit 65 débou chant dans la chambre 1$, de façon à obtu rer ce conduit.
La chambre 60 communique en outre avec l'espace mort compris entre les deux pistons par un conduit 66, et la chambre 67, comprise entre la membrane 61 et le chapeau 62 com munique avec le réservoir auxiliaire 12 par ,des trous 68 percés dans ce chapeau.
Au moment du serrage des freins, l'air admis sous le piston 27 .déplace d'abord celui- ci; la chambre 60 est également mise sous pression, grâce au conduit 66, et, lorsque cette pression a acquis une valeur suffisante, la membrane 61 et le clapet 6.3 se soulèvent en comprimant le ressort 64, mettant ainsi la chambre 18 à l'admission.
Dès que le soulèvement du clapet est amorcé, la pression de l'air s'exerce sur toute la surface du diaphragme, et l'admission est largement ouverte.
De plus, grâce à cette -disposition, la sou pape 63 reste ouverte tant que la pression de l'air sous les pistons 14, 27 est supérieure à celle régnant,dans le réservoir auxiliaire 12, même lorsque l'équilibre des pressions est éta bli sous les deux pistons.
Enfin, un autre perfectionnement a -été apporté à l'encliquetage reliant le grand pis ton 14 à la tige,28.
Ace dispositif est adjointe une bague 69 qui est pressée sur les billes 36 par un ressort 70 comprimé entre cette bague et un épau- lement 14a du piston 14, et qui, en position de repos, maintient ces billes appuyées sur leur siège 49.
Ce dispositif a l'avantage d'empêcher les vibrations -des billes et leur choc contre les or ganes voisins sous l'influence -des trépidations du véhicule.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 6, le fond du grand cylindre 1.3 com porte un prolongement cylindrique 13a en tourant le fourreau 71 dans lequel glisse la tige 2.8. Dans le prolongement 13a est ménagé un chambrage 13b dans lequel débouche le conduit 1.9, et ce chambrage communique lui- même avec l'espace compris entre les -deux pis tons par l'intermédiaire d'une série de trous 13c percés.
à la partie supérieure .du prolon gement 13a.
La séparation. étanche :de l'espace périphé rique 18 et de l'espace compris entre les deux pistons est assurée par une garniture annu laire 72 en caoutchouc ou autre matière ap propriée fixée au grand piston 14, par exem ple au moyen d'une plaquette 73 vissée sur celui-ci.
Cette garniture 72 s'appuie sur une por tée 74 qui entoure le prolongement 13a, et qui se termine,à sa partie supérieure par une par tie tronconique 74a.
Elle est disposée -de manière à fermer une gorge 14b ménagée :dans le piston 14, et elle est percée d'une série .de trous 72a qui font communiquer cette gorge avec l'espace com pris entre les deux pistons.
Le fonctionnement est le suivant: Au moment du serrage des freins, une augmentation de pression venant .de la con- ,duite .générale se transmet :dans, l'espace ré gnant entre les deux pistons par .19-13b, 13c. Elle se transmet également, par les trous 72a, dans la gorge 14b, ce qui .a pour effet d'appliquer énergiquement la garniture 72 sur la portée 74, et, par suite, d'assurer au dispositif une parfaite étanchéité.
Les autres organes de cet appareil fonc tionnent de la façon déjà -décrite.
Au desserrage :des freins, au moment du retour du grand piston 15 à sa position ini tiale, le joint 72 revient aisément en prise avec sa portée 74, grâce à la partie tronconi que 74a de celle-ci.
Les différentes formes d'exécution dé crites et représentées sont donc .d'un fonction nement très sûr. De plus, elles n'exigent, pour le freinage et le défreinage, qu'une dépense d'énergie très réduite; elles sont de construc tion robuste et leur fabrication ne .comporte aucune complication.