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MEMOTER DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION Jean ROUMENS René FLOURY DISPOSITIF DE REGLAGE D'UNE et Convention Internationale : France' P.V. 491.371 du COMMANDE . LUI 1944 .
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La présente invention concerne les trans- missions d'efforts dans lesquelles après une période dite d'approche , au cours de laquelle 1',effort à transmettre est relativement faible , on transmet un effort 24 rable au cours de la période suivante , dite période d'action , la transmission revenant après la.fin de cette période au cours d'une période dite de retour , dans la position qu'elle avait avant la période d'approche .Ainsi par exemple , dans une,...timonerie. de freins de chemin de fer , l'effort à transmettre est de quelques dizaines de kilogrammes pendant la période d'approche au cours de laquelle les sabots de' freins sont amenés au contact des bandages des roues et passe considé- tonnes au cours de la période d'action de freinage .
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On cherche généralement , dans les transmissions d'efforts de ce genre à faire débuter la période d'action après un déplacement déterminé de l'organe de commande . Or , quand la transmission consiste en une tringlerie , il est nécessaire au bout d'un certain temps , par suite de l'usure et des jeux , de raccourcir la longueur de la transmission pour éviter une trop longue course de l'organe de commande avant le début de la période d'action. De même, quand un des éléments de la transmission est remplacé , après usure par exemple, il est nécessaire de rallonger la longueur de la transmission pour éviter que la période d'action débute avant que l'organe de commande ait effectué la course prévue .
Conformément à la présente invention , l'organe de commande et l'organe commandé sont reliés respectivement à deux éléments , les efforts de l'organe de commande sont transmis à l'organe commandé par l'intermédiaire de ces éléments et d'un liquide placé entre ces éléments , la quantité de ce liquide étant modifiée suivant qu'il y a lieu d'augmenter ou de réduire la longueur de la transmission.
De préférence , l'ensemble de ces deux éléments est formé par un cylindre à piston .
L'organe de commande peut être relié au cylindre et l'organe commandé au piston ou inversement .
Les efforts peuvent être transmis soit par trac- tion soit par poussée sur lesdits éléments .
Dans ce qui suit , on a visé plus particulièrement une transmission par traction .
Au cours des périodes d'approche et d'action , l'effort de l'organe de commande est transmis au cylindre (ou ou piston) et par l'intermédiaire du liquide contenu dans l'une des chambres dite chambre haute pression au pis- ton (ou au cylindre) . Le liquide étant incompressible , on règlera la longueur de la transmission en faisant varier la quantité de liquide se trouvant dans la chambre haute pression En cas d'allongement , on transférera une partie du liquida de la chembre haute pression dans l'autre chambre dite chambre basse pression , tandis qu'en cas de racourcissement , on fe- ra un transfert de liquide en sens contraire .
Ces transferts peuvent se faire automatiquement ou non.
Le transfert de liquide de la chambre haute pres- sion vers la chambre basse pression en cas d'allongement de la tringlerie peut être rendu automatique , en utilisant d'une part les variations de pression dans la chambre haute pres- sion au cours des périodes d'approche et d'action sur un ob- turateur convenablement lesté et placé sur la canalisation re- liant les chcmbres haute et basse pression et , d'autre part, les déplacements de l'ensemble piston-cylindre eu égard à une butée extérieure au dit ensemble.
Ceci peut être réalisé d'une manière simple en les- tant ledit obturateur de manière qu'il soit maintenu fermé pendant la période d'approche et qu'il s'ouvre pendant la période d'action quand la pression , règnant dans la chambre haute pression , atteint une valeur prédéterminée jusqu'au moment où un second obturateur coagissant avec ladite butée ferme cette canalisation .
Le transfert de liquide de la chambre basse pres- sion vers la chambre haute pression en cas de raccourcisse- ment peut être rendu automatique en envoyant le liquide de la chambre basse pression dans une chambre intermédiaire , mise en dépression par,rapport à la chambre basse pression pendant la période d'action et en refoulant le liquide de
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cette chambre intermédiaire dans la chambre haute pression pendant la période de retour.
Ceci peut être réalisé d'une manière particu- lièrement simple en établissant une canalisation entre la chambre basse pression et la chambre intermédiaire et entre celle-ci et la chambre haute pression, en créant dans la chambre intermédiaire une dépression eu égard à la chambre basse pression pendant la période d'action et une surpres- sion eu égard à la chambre haute pression pendant la période de retour.
Ces variations de pression de la chambre in termédiaire sont réalisées avantageusement en modifiant le volume de celle-ci, par exemple en fonction de la position d'un élément de l'ensemble eu égard à la butée précitée. En particulier, l'une des parois de la chambre intermédiaire pourra coagir avec ladite butée.
Pour éviter la création d'un vide dans la chambre basse pression-, on a avantage à mettre cette der- nière en relation avec une source de pression élastique, par exemple avec une chambre au moins partiellement remplie de gaz ou même avec une chambre auxiliaire, remplie de liquide.
La chambre auxiliaire et la chambre intermé- diaire sont les deux chambres formées dans un cylindre auci- liaire par un piston, coagissant avec ladite butée.
De préférence, ce cylindre auxiliaire et .le cylindre contenant les chambres basse et haute pression forment un tout, l'un des fonds de l'un constituant l'un des fonds de l'autre. Si ce fond sépare les chambres-intermédai re et haute pression, on peut disposer avantageusement tou- tes les arrivées de canalisation sur ce fond.
La présente invention couvre également quel- ques dispositions particulièrement intéressantes, qui seront décrites ci-après et notamment les suivantes : a) les canalisations reliant la chambre bas- se pression aux autres chambres sont disposées entre les cy- lindres et une enveloppe extérieure. b) dans le cas où la butée est disposée du côté de l'organe de commande par rapport aux cylindres, l'em- base coagissant avec la butée est reliée au piston du cylin- dre auxiliaire par un tube, entourant les cylindres et les canalisations. c) la chambre haute pression est placée en- tre la chambre basse pression et la chambre auxiliaire de telle sorte que les fuites de la chambre haute pression s'ée coulent dans l'une des autres chambres et rentrent ainsi dans le circuit.
d) l'obturateur, contrôlant la communication entre la chambre basse pression et la chambre intermédiaire, est rendu insensible à la pression produite dans la chambre basse pression quand on déplace l'élément solidaire de l'or- gane commandé dans le sens qui réduit le volume de la cham- bre basse pression.
A titre d'exemples, on a représenté au des- sin annexé :
Figures t à 4, la coupe d'un premier disposi- tif conforme à la présente invention dans quatre positions différentes.
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Figures 5 à 9, des variantes du dispositif représenté figure 1,
Figures 10 à T2 des coupes respectivement suivant la ligne X-X du dispositif représenté figure 9 et les lignes XI-XI et XII-XII de la figure 10.
Le régleur automatique de longueur de trin- glrie représenté figures 1 à 4 comprend un cylindre 1, re- lié à l'organe de commande par la tringlerie 2 et par une chape 3. Un piston 4 est relié par sa tige 5 à l'organe com- mandé par la tringlerie 6. Le piston 4 divise le cylindre 1 en deux chambres G et D, qui sont remplies de liquide.
En transférant le liquide de l'une à l'autre des chambres G et D, on provoque un déplacement relatif du piston 4 et du cylindre 1 et on modifie ainsi la longueur interposée entre les deux parties 2 et 6 de la tringlerie. Toutefois, étant donnée l'incompressibilité du liquide, les efforts sont transmis par le régleur, comme s'il s'agissait d'une tringlerie rigide, mais dont la longueur serait chaque fois adaptée aux besoins, par l'action automatique de l'appareil comme on va le montrer ci-dessous.
Le fond du cylindre t, dans lequel passe la tige 5t est percé d'un conduit 7. Celui-ci peut etre fermé à une de ses extrémités par un clapet 8, sollicité par un ressort 9 et à son autre extrémité par un obturateur 10, poussé par un ressort 11. Ce dernier obturateur recouvre en même temps un orifice 12, débouchant dans une canalisation 13, reliée à la chambre G. La canalisation 13 communique en ou- tre par un orifice 14, fermé par un clapet 15, avec une chambre intermédiaire E, qui constitue l'une des chambres d'un cylindre auxiliaire 16, dans lequel un piston 17 est sollicité vers la gauche par un fort ressort 18. La chambre E communique d'autre part avec la chambre D du cylindre 1 par un conduit 19 fermé du côté de la chambre D par un cla- pet 20, soumis à l'action d'un ressort 21.
La tige 22 du pis- ton 17 porte une embase 23, qui peut venir rencontrer une butée fixe 24.
Lorsque la timonerie est au repos (figure 1) les chambres G, D et E sont remplies de liquide, le piston 17 est dans sa position limite gauche, appuie sur l'extrémi- té droite de la tige du clapet 8 et l'écarte de son siège, les clapets 10, 15 et 20 sont appuyés sur leurs sièges. L'em- base 23 est à une certaine distance de la butée 24. l ) Réglagecorrect.- Un effort de traction, transmis par la partie gauchede la tringlerie 2, entraine l'appareil vers la gauche. Le liquide renfermé dans la cham- bre D transmet sur le piston 4 l'effort reçu par le cylindre?
Tant que la résistance de la partie droite de la tringle 6 est faible (c'est le cas de la période d'ap- proche), la tige 5 de piston 4 entraine vers la gauche la tringlerie 6.
Après un certain déplacement de tout l'en- semble (tringlerie et régleur), l'embase 23 se trouve arrê- tée par la butée 24 dont la distance est déterminée pour que la période d'action commence à ce moment-là. Le mouvement du piston 17 est stoppé et le ressort 18 est comprimé. Le res- sort 9 peut se détendre et appliquer le clapet 8 sur son siège, ce qui bouche le conduit 7. La figure 2 montre alors la position relative des diverses pièces du régleur. Dans cette position, un effort venant de la tringlerie 2 se trans- met par la tige de piston 5 à la tringlerie 6 grâce au liqui- de enfermé dans la chambre D.
Lorsque l'effort sur la tringlerie cesse, la
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tringlerie revient vers la-droite sous l'action des disposi- tifs de rappel, l'embase 23 se sépare de la butée 24 et les organes du régleur reprennent leurs positions respectives de la figure 1. C' est la période dite de retour.
2 ) Réglage trop court.- Dans ce cas, la pé- riode d'action commence avant que l'embase 23 ne soit venue au contact de la butée 24.
Lors de la marche d'approche (sous un effort réduit) le fonctionnement du régleur est analogue à celui du régleur dans Ie cas précédent. Toutefois, au moment où com- mence la période d'action, le clapet 8 n'a pas encore obturé le conduit 7. Le ressort ll, étant insuffisant pour résister à la pression qui règne dans la chambre D, le clapet 10 quit- te son siège et du liquide s'écoule de D en G par les con- duits 7, 12 et 13 Pendant que le liquide s'écoule, le piston 4, la tige 5 et la partie 6 de la tringlerie tendent ainsi à rester en place tandis que le reste du régleur continue à se déplacer vers la gauche. Les pièces occupent les unes par rapport aux autres les positions représentées figure 3. Au bout d'un certain déplacement, l'embase 23 vient s'arrêter sur la butée 24.
Le piston 17 est alors immobilisé et le clapet 8 vient reposer sur son siège. L'écoulement du liqui- de de D en G cesse alors et le régleur parvenu à l'allonge- ment voulu transmet l'effort de la tringlerie, comme dans la période d'action du premier cas. La période de retour se pro- duit également de manière analogue.
3 ) Réglage trop long.- Dans ce cas, la période d'action commence après que l'embase 23 ait été arrêtée par la butée 24. Lors de le période d'approche, le fonction- nement est analogue à celui dans le cas d'un réglage correct.
Toutefois, la butée 24 arrêt@ l'embase 23 et le clapet 8 ob- ture le conduit 7 avant la fin de cette période. Le dép lace- ment des parties entrainées vers la gauche par la tringle 2 continue cependant. La chambre E dont les parois sont consti- tuées par des parties entrainées par la tringlerie 2 en mou- vement, et par le piston 17 immobilisé, se trouve agrandie.
La pression de la chambre E devient inférieure à celle de la chambre G et du liquide passe de G en E par les conduits 13 et 14, en soulevant le clapet 15 (figure4).
Le fonctionnement du régleur au cours de la période d'action est analogue à celui du régleur dans le premier cas.
Quand l'effort cesse et au cours de .la pério- de de retour, la tringlerie revient en place vers la droite.
Sous l'action du gros-ressort 18, qui refoule le piston 17, le volume de la chambre E se réduit, le clapet 15 se referme, la pression en E croit, le liquide ouvre le clapet 20 et s'é- coule de E vers D.
Ainsi donc, au cours de l'aller et retour, une partie du liquide de la chambre G est passée dans la chambre E puis dans la chambre D. Le piston 4 s'est ainsi déplacé dans le cylindre l, raccourcissant l'intervalle en- tre les parties de la tringlerie 2 et 6.
Pendant l'opération de raccourcissement, on a fait passer du liquide de G en E, en réalisant un vide par- tiel dans cette dernière chambre. Mais la circulation du li- quide n'est possible que s'il ne se crée pas un vide en G.
On peut éviter tout risque de formation de vide dans la chambre G, en mettant la chambre F dite chambre auxiliaire du cylindre 16 en communication permanente'avec la chambre G, par exemple au moyen d'un conduit 25 débouchant dans le conduit 13 comme indiqué figure 1. Pendant qu'une
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partie de l'appareil se déplace sur la gauche, le piston 17 retenu par la butée 24 refoule le liquide de la chambre F vers la chambre E. Lorsque le régleur revient en sens inverse, le liquide est refoulé de E vers D par le piston 17 et simultanément, le piston 4 refoule du liquide de G en F.
Ce risque de formation de vide dans la chambre G peut être également évité en associent à la chambre G une chambre annexe '32 contenant de l'air et située soit à l'intérieur de cette chambre G (figure 8), soit à l'extérieur de cette dernière (figure 9). Dans ce dernier cas, cette chambre 32 est disposée entre les pistons 1 et 16 et un tube 26. Cette chambre est partiellement remplie de liquide, formant en même temps réserve. Elle communique, en effet, à la partie inférieure avec la chambre G par des conduits 33 et 34 (figures 10 à 12), contrôlés par des clapets de retenue 35 et 36, ce qui lui permet d'échanger du liquide avec la chambre G à la suite des variations de volume dues au dé= placement du piston 4 et de sa tige 5.
Dans le cas des figures 5 et 8, les canalisatinas 13 et 25 sont constituées par des tubes extérieurs aux cylindres 1 et 16.
Dans le cas des figures 6 et 9, ces canalisations sont constituées par une chambre formée entre les cylindres 1 et 16 et une enveloppe cylindrique 26. La chambre annulaire ainsi formée permet, non seulement de faire communiquer les chambres G, D, E, F, mais encore d'éviter les variations de pression.
La butée 24 n'est pas nécessairement placée à droite du régleur comme représenté figures 1, 5, 8 et 9.
Elle peut être placée également à gauche, comme représenté figure 5. L'embase 23 est dans ce cas reliée au piston 17 par un tube 27, entourant le reste du régleur et protégeant ainsi les canalisations T3 et 25, Le gros ressort 18 peut alors être placé à gauche du cylindre 1 au lieu d'être logé dans la chambre F.
La chambre haute pression D est soumise à des pressions élevées. Pour éviter les fuites, le piston 4 est muni d'emboutis classiques 28, pour assurer l'étanchéité le long des parois du cylindre 1 et le fond de ce dernier, traversé par la tige 5, est muni d'emboutis analogues 29 pour assurer l'étanchéité le long de la tige 5 comme représenté figure 7. On peut aussi placer l'embouti 29 assurant l'étanchéité le long de la tige 5 sur le clapet 8 comme représenté figures 8 et 9. Cette forme de clapet 8 laisse beaucoup de place disponible pour le logement de l'embouti.
On peut réduire le nombre de clapets et de ressorts comme on peut le voir figures 7,8 et 9. La soupape 8 est sollicitée vers la droite par un ressort 9, 11 qui pousse vers la gauche le clapet 10. Le conduit 7 peut être constitué par un simple fraisage de la tige de la soupape 8, comme représenté figures 7 à 9.
De même, le conduit 19 peut être constitué par un fraisage dans la tige du clapet 8 et même être confondu avec le fraisage précédent comme représenté figures 7 à 9.
,,Dans ce cas, deux ressorts 9 et 11 jouent les rôles des ressorts 9,, 11 et 21 de la figure 1 et le clapet 8 celui des clapets 8 et 20 de cette dernière figure. Les longueurs des fraisages sont telles que le clapet 10 empêche l'écoulement du liquide de la chambre D vers la chambre E, lorsque le clapet 8 est écarté de son siège sous la poussée du piston 17.
Par contre, la partie fraisée 19 s'étend à droite du clapet 10 quand le clapet 8 repose sur son siège, ce qui permet le passage du liquide de E en D sous la poussée du piston 17.
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Lorsque le clapet 8 est déplacé vers la droite, un redent 30 sur la tige du clapet 8, 20 entraine le clapet 10 et en l'écartant de son siège permet l'écoule- ment du liquide de G en E, dans le cas du réglage trop long décrit ci-dessus.
Dans ces figures, les conduits 12 et 14 sont confondus. Il en est de même des clapets 10 et 15.
Dans les diverses figures, le fond de droite du cylindre 11 et le fond de gauche dy cylindre 16 sont cons- tituéspar la même pièce, qui comporte les sièges de clapet et sur laquelle sont réunies toutes les opérations d'usinage demandent une exécution soignée. Cette pièce peut être rac- cordée par filetage à chacun des cylindres et ses faces la- térales limitent les mouvements des pistons 4 et 17.
Les dispositifs de réglage décrits ci-dessus sont destinés à transmettre des efforts de traction de la partie gauche 2 à la partie droite 6. La tringlerie doit pouvoir supporter des efforts en sens contraire (lors d'une manoeuvre par exemple, ou sous l'action de ressorts de rap- pel) sans que la longueur du régleur soit modifiée. Or, dans le cas de la figure 1, un effort de poussée de droite à gauche, exercé sur la tige 5 du piston 4, refoule le liquide de la chambre G dans le conduit 31, soulevé les clapets 15 et 10 et le liquide pénètre en D, ce qui raccourcit le ré- gleur. Les régleurs, représentés figures 8 et 9 permettent dréviter cet inconvénient. Il suffit en effet que les con- duits 12 et 14 débouchent sur la face latérale du clapet' 10-15, formant piston-valve.
Dans ces conditions, sous une poussée du piston 4 de droite à gauche, le liquide de la- chambre G n'a aucune possibilité de s'évacuer ni par le conduit 12, ni par le conduit 25. Dans le cas de la figure 9, le clapet 35, sous l'action d'un ressort taré' ne permet l'écoulement du liquide hors de la chambre G que si la pres- suon dans cette dernière atteint une valeur prédéterminée.
Cette pression sera choisie de manière à empêcher les mou- vements intempestifs d'enfoncement du piston 4.
Il y a lieu encore de remarquer que la cham- bre D. est la seule, dans laquelle règne une pression élevée.
Les fuites qui pourraient se produire ramènent le liquide dans les chambres G ou E, dans lesquelles règne sensiblement la pression atmosphérique. Le liquide se trouve donc ainsi récupéré automatiquement.
Dans toutes les figures, la butée 24 est fixe. Elle peut être aussi mobile a condition que ses dépla- cements soient différents de ceux du régleur et notamment de l'embase 23.
La butée 24 pourrait être avantageusement constituée par une rondelle coulissant sur la tige 22'du piston 17 et être reliée à une partie fixe ou mobile par des ressorts à traction dont la tension initiale soit supé- rieure à la force du gros ressort .18, En. fonctionnement nor- mal, ces ressorts à traction se comportent comme un système inextensible. En cas d'avarie imposant à la tringlerie ou au régleur des déplacements dépassant les limites prévues, les ressorts à traction s'allongent et empêchent des ruptures d'organe.
Les dispositifs décrits ci-dessus sont tous du type à traction. L'invention n'est pas- limitée à ce type et s'applique également au cas des dispositifs à poussée.