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"FREIN A AIR COMPRIME,A CHAMBRE UNIQUE.'
L'objet de l'invention consiste à établir un frein à air comprimé, à chambre unique, permettant une graduation par- faite du freinage et du rappel des freins et permettant de maintenir automatiquement la pression dans le cylindre de freinage à la hauteur voulue, malgré l'inétanchéité éventuel- le du dit cylindre.
Des freina à air comprimé, à chambre unique, sont connus, dans lesquels la graduation du rappel est obtenue au moyen d'un dispositif spécial, adjoint à l'équipement ordinaire du frein.
Dans ces freins connus, l'action'auxiliaire du dit dispo- sitif spécial se borne à la mise en communication du cylindre de frein avec l'atmosphère. Par conséquent, ces freins ne per- mettent pas un remplissage supplémentaire automatique, au cas
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d'une chute de la pression dans le cylindré de frein, par suite de l'inétanchéité de ce cylindre.
Par contre, le frein suivant l'invention présente des avantages qui se traduisent par la possibilité de la gradua-
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.Ù1 la plus prcctao, du 1'cl,CsG 'la L'I'td¯tl1J"::U, lctJÇ1lwl,j ;jiJni1- tages sont obtenus par'l'utilisation simultanée de différents systémes de triples valves.
Dans les triples valves dans lesquelles, entre autres, la pression du cylindre de frein exerce une influence sur l'ébat de la pression dans ce même cylindre,- comme c' est le
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cas dans les freins de Lipkowski, Bozic et Drolsharmer,- des organes de commande soumis des deux côtés à des pressions iné- gales doivent être prévus. Par conséquent ces organes de com- mande doivent être absolument étanches contre toute variation de pression. Vu cette dernière condition, les pistons de oom- mande connus, à déplacement facileet pourvus d'un segment ne peuvent pas être utilisés à cette fin étant donné que le seg- ment n'assure pas une étanchéité absolue.
On est donc obligé
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lJl;.t1.Ji8'I'J dui'l"3 1 ti; l'reLia 'lu Y1Jtj tsuclirc;t'ttiat'lttû , dou o>.ég nes de commande, soit sous forme de diaphragmes ou membranes, soit e4notainiiient lorsqu'il s'agit de grandes courses de frei- nage, sous forme de pistons garnis d'une manchette de cuir.
Le fait, à savoir, que les pistons de ce genre ne sont pas sensibles aux petites différences de pression, par suite du frottement élevé des manchettes, est tout aussi bien connu que celui, à savoir, que les manches se raidissent en hiver, en raison de la graisse qu'elles contiennent et, éventuelle- ment, gèlent en se collant aux parois environnantes. Il est évident qu'il en résulte une grande diminution de la sensi- bilité et de la précision nécessaires des freins.
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Dans le cas de 17ixtonx de commande soumia temporairement à des pressions inégales et dans lesquels les pressions s'égalisent après-un certain temps, il n'est pas nécessaire d'in-
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sister sur une étanchéité exeessive. Par conséquent, le segment fendu, bien connu, est utilisé pour ces pistons, lequel seg- ment n'est, il est vrai, pas absolument étanche, mais lequel n'entrave pas la sensibilité du piston aux variations de pression. En raison de l'inétanchéité ayant pour résultat le jeu facile des pistons de ce dernier genre, ces pistons ne peuvent pas êtra mtilisés pour les triples valves des freins du type mentionné ci-dessus, vu qu'il est désirable d'assurer à ces freins une graduation précise du freinage et du rappel.
Le frein suivant l'invention utilise les bonnes qualités des deux types susmentionnés de triples valves, en employant une triple valve très sensible.,, avec un piston rendu étanche au moyen d'un segment, lequel piston est soumis d'une part à la pression de la conduite principale, et d'autre part à la pression d'un réservoir régulateur et n'est que passagèrement soumis à des variations de pression, la dite triple valve a- gissant à son tour sur une autre triple.valve chargée du régla- ge de la pression et dont le piston de commande se trouve d'une part sous la pression variable du susdit réservoir régu- lateur,- cette pression étant soutenue par la pression du cylindre de frein, agissant dans le même cons, sur un piston spécial,
- et d'autre part sous la pression agissant dans une chambre de commande (et pouvant éventuellement être remplacée par un ressort). Les variations de pression provoquant les déplacements des organes de commande de cette dernière triple valve, en vue du serrage ou du rappel des freins, résultent des variations de pression dans le réservoir régulateur provo- quées par des variations appropriées de la pression de la pon- duite principale, agissant sur la triple valve à sensibilité élevée.
Cette triple valve est désignée sous le nom.de triple valve primaire, tandis que l'autre est appelée triple valve secondaire.
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Suivant l'invention, la triple valve primaire, commandée directement par la pression de la conduite principale et pour- vue d'un piston à déplacement facile, est réunie à un réservoir régulateur auquel se trouve également réunie la valve secon- daire, laquelle est en outre commandée par la pression d'une chambre de commande, et par la pression du cylindre de frein et est pourvue d'un piston rendu étanche au moyen d'une man- chette ou analogue.
Le schéma d'un tel frein est représenté dans le.3 dessins annexés, sous diverses formes d'exécution.
Dans le mode d'exécution suivant Fig. 1, la triple val- ve ST1, laquelle est très sensible aux variations de pression est réunie à la conduite principale L. Le réservoir :régulateur HSt auquel cette valve est réunie directement est divisé par le piston K en deux chambres A et B. L'agencement du petit piston antagoniste k, connu en soi, a pour effet que la pres- sion, par rapport aux surfaces de piston chargées, est plus grande dans la chambre A que dans la chambre B, à moins que les deux pressions aient été rendues égales par le pleinchar- gement du frein.
Lors du remplissage supplémentaire et du rap- pel complet du frein, l'air sous pression se déplace de la chambre B qu'alimente directement la conduite L par la triple valve, vers la chambre A, en passant autour de la manchette du piston K. L'agencement du piston différentiel K-k dans le réservoir régulateur Est a pour but de repousser de la manière connue et lors du rappel graduel du frein, le piston de cora- mande de la triple valve Sty dans la position de fermeture, lorsque l'évacuation de l'air comprimé de la conduite principa- le est interrompue au moyen du robinet du mécanicien.' De cette manière, la graduation complète de la pression dans la chambre B est assurée, aussi bien'dans le sens de l'augmentation que dans celui de la chute.
La chambre B du réservoir régulateur Hst est réunie à
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un espace B! de la valve secondaire St2 dont le tiroir de distribution est commandé par un piston différentiel K - k .
La chambre de commande Ase trouvant au-dessous du grand piston est soumise à la pression venant du réservoir auxiliai- re H à air comprimé et arrivant par une soupape de retenue R s'ouvrant dans le sens de cette chambre de commande, ce ré-
2 servoir auxiliaire étant réuni à la conduite principale L, au moyen d'une soupape de retenue r1 s'ouvrant dans le sens du dit réservoir.
L'espace B1 se trouvant au-dessus du piston de commande K1 est csoumis à la pressdon de la chambre b DU RéSERVOIR Ré- gulateur HSt. Un faibre ressort est disposé dans la chambre située au-dessus du petit piston k , lequel ressort, en coo- . pération avec la pression agissant sur la face supérieure du piston K1 est lorsque le frein est au repos, maintient le tiroir de la triple valve dans une position dans laquelle le cylindre C à frein est réuni à l'ouverture 0 conduisant à l'air libre. L'espac'e se trouvant en-dessous du petit piston k1 communique avec l'atmosphère. L'espace se trouvant au-des- sus du petit piston K1 est réuni au canal et par celui-ci au cylindre C de frein; lorsque le frein est au repos, cet espace n'est soumis à aucune pression.
Lors du freinage, le dit espace reçoit la même pression que le cylindre C de frein.
Vu la sensibilité du piston de commande de la triple valve St1, toute chute de pression dans la conduite princi- pale provoque un éplacement le ce piston dans la direction du raccord de la dite conduite principale. Ce déplacement a pour effet de réunir à l'atmosphère la chambre B du réservoir régulateur, en passant par 0. La pression dans la chambre B de la triple valve secondaire St2 baisse au même degré que la pression dans la chambre B. Cette chute de pression den B provoque une expansion de la pression dans la chambre A du
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réservoir régulateur.
Au cas où la pression dans la conduite principale serait abaissée d'une petite quantité seule'Ment et l'ouverture de sortie de la conduite principale fermée par la manoeuvre du robinet de frein du mécanicien, la pression dans la chambre A deviendra,à cause dupetitpiston k, aussitôt inférieure à celle de la conduite principale L, et la pression de cette dernière repousse le tiroir distributeur de la tri- pla valve St1, dans la position de fermeture dans laquelle l'ouverture 0, conduisant à l'atmosphère se trouve fermée.
La chute de la pression dans les chambres B et B1 provoque un déplacement du piston différentiel K - k sous l'effet de 1 1 l'air comprimé enfermé dans la chambre A1 de commande et sus- ceptible d'une légère expansion seulement, lorsque la dite chambre présente des dimensions suffisantes, de sorte que le tiroir obture l'ouverture 0 conduisant à l'atmosphère, réunis- sant ainsi et ± et par conséquent le réservoir auxiliaire H à air comprimé avec le cylindre C de frein.
La pression croissante qui se développe dans ce dernier cylindre agit sur le petit piston antagoniste k1 'et provoque son déplacement dans le sens de l'obturation de la conduite d, la compression du contenu de la chambre A , résultant de ce déplacement, ayant pour effet d'empêcher l'établissement de la communication entre C et 0, et par conséquent antre le cylindre de-frein et l'atmosphère. Un abaisseront graduel ultérieur de la pression dans la conduite principale provoque un renforcement;';, gra- duel de l'effet du freinage, tandis qu'une augmentation gra- duelle de la pression dans la conduite provoque un affaiblis- sement de l'effet du freinage et enfin le rappel complet du frein.
L'exemple de'réalisation, montré en Fig. 2, est simpli- fié par rapport à celui montré en fig. 1, en ce sens que le réservoir régulateur Hst n'est pas divisé, mais est réuni, lors du freinage, avec le cylindre de. frein, au moyen de la
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valve primaire St1, en passant par une soupape de retenue R s'ouvrant vers le cylindre C de frein.
Dans cet exemple d'exécution, la mise en communication du cylind re de frein avec l'atmosphère est laissée aux deux triples valves, à savoir la secordaire et la primaire. Pour le remplissage du réservoir de commande, cet exemple d'exécution prévoit la fente n de remplissage, connue en soi.
Lorsque la diminution de la pression dans la conduite principale a pour effet de produire un freinage, la communi cation f-o est interrompue par le tiroir distributeur de la triple valve primaire St1 et la communication entre le réser- voir-régulateur Hst et la conduite c établie. Le cylindre C de frein reçoit donc d'abord l'air sous pression venant de hST et passant par la soupape R3 de retenue. La chute de la pression dans le réservoir Est a pour effet une chute de pres- sion dans la chambre Bde la triple valve secondaire St .
1 2 La pression de la chambre A1de commande déplace lejeu de pistons K K1 et établit la communication entre d et c, c'est-à-dire entre le réservoir auxiliaire H à air comprimé et le cylindre C de frein. Lorsque la pression en B1 descend en-dessous de celle de la conduite principale L, la triple valve primaire se déplace vers la position de fermeture.
L'effet de la pression du cylindre de frein, sur le petit piston k , et partant sur'la triple valve secondaire est le même que dans le mode d'exécution suivant Fig. 1.
Un rappel du frein ne peut se produire lorsque la tri- ple valve secondaire prend la position de rappel, avant que la triple valve primaire n'occupe elle-même la position de rappel, réunissant ainsi le canal f avec 0.
La fig, 3 montre une autre simplification apportée à un frein de ce type.
Cette dernière disposition comporte un seul réservoir B,
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lequel sert comme réservoir régulateur pour la triple valve secondaire, et lequel agit en même temps vis-à-vis de la triple valve primaire et du cylindre à frein. comme réservoir auxiliaire à air comprime. Dans ce mode de réalisation simpli- fiée, la chambre A de commande de la triple valve secondaire est réunie au réservoir auxiliaire à air comprimé, cette com- munication étant contrôlée d'une part au moyen du tiroir de distribution de la triple valve secondaire st et d'autre part, au moyen d'une soupape y s'ouvrant vers la chambre A de commande et présentant un forage m. de sensibilité.
Le piston différentiel - , lequel contrôle le mouvement du tiroir
2 3 de distribution dans la triple valve secondaire, est divisé dans ce dernier mode de réalisation, de sorte que le petit piston k lequel, lors du freinage, est soumis à la pression
3 du cylindre de frein, n'agit pas sur ce tiroir de distribu- tion lorsque le dit piston k se trouve dans la position nor- mâle.
Les deux triples valves sont disposées de telle manière que lors du freinage, chacune de ces valves amène l'air compri- mé ,la rouorvoir auxiliaire, à une conduite b allant au cylin- dre de frein et dans laquelle est montée une tuyère D détermi- nant l'accroissement de la pression dans le cylindre de frein.
La soupape v est chargée de maintenir la pression dans la chambre A de commande, à un niveau le plus constant possible.
Lorsque les pressions dans les chambres A et B' sont en équili- bre, c'est-à-dire lorsque le frein est au repos, la dite soupa- pe v est maintenue par un -petit ressort,- suffisant pour sup- porter le poids de la dite soupape,-dans une position dans laquelle le petit forage m prévu dans le prolongement cylin- drique du corps de soupape établit la communication entre A et PB. Un canal réunit le cylindre C de frein avec la chambre de la triple valve secondaire St2 dans laquelle chambre est dis- posé le piston k3, chargé par un ressort de rappel.
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Lors du remplissage des chambres A et B (c'est-à-dire lors de rappel du frein par exemple), les différents organes occupent la position montrée en Fig. 3. Le remplissage du ré- servoir B s'effectue par la soupape R de retenue et la fente n de remplissage connue en soi. Cette fente détermine égale- ment l'insensibilité nécessaire de la triple valve, vis-à-vis des inétanchéités de la conduite et défauts analogues.
Lorsque, pendant le freinage et par suite de la chute de la pression dans la conduite principale, le piston Kde com- mande se déplace vers la droite, l'ouverture 0 conduisant à l'atmosphère se trouve obturée, en même temps que l'emboucha
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re du canal , conduisant au cylindre, 6 de frein, se découvre, 1(J riox4tp ijuo l'n,lr t;!(jrr1:'-1'I'irtl6 1!1 'tr7iK?1 #tJLJ' ,1.\.d, J b,;. '('P 1' 6gb.M'PIJO de la chambre B vers le cylindre C de frein, en passant par
B. Ceci provoque une chute de la pression dans le réservoir B.
La pression existant dans la chambre A ne peut s'équilibrer ra- pidement par le forage étroit m, avec la pression de la charn- bre B et ferme la soupape V. Le piston kde commande se dé-
2 place vers'la gauche et repousse le piston après avoir parcouru une distance correspondante au jeu existant entre la tigee du piston k 3 et le tiroir S 2 de distribution. Lors de ce mouvement, ce dernier tiroir obture le canal g et découvre le , canal b, de sorte que l'air comprimé arrive au cylindre C de frein,de ce côté là également.
Lorsque l'écoulement de l'air comprimé de la conduite principale est interrompu par le ren- versement du robinet du mécanicien dans la position de ferme- ture, le fait que la pression dans le réservoir B, descend en- dessous de celle de la conduite principale, par suite de l'ex- pansion vers C, a pour effet que la triple valve primaire St se déplace dans la position de fermeture, dans laquelle posi- tion le canal b est fermé. La pression du cylindre de frein, agissant sur le piston k 3 repousse ce dernier, en coopération avec le ressort de charge, d'une distance telle que de ce
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côté là également leh canal b se trouve obturé, tandis que la pression de la chambre A, ayant subi une légère expansion, augmente à nouveau.
Au cas où l'effet du freinage doit être diminué, le ti- roir S1 de la triple valve primaire est poussé dans la posi- tion de rappel, par l'augmentation de la prossion dans la con- duite principale, laquelle a pour effet une augmentation de la pression dans le réservoir B. La différence entre les pressions des deux côtés du piston kdiminue et le ressort de charge du piston pousse le système de pistons vers la droite.
Le tiroir S établit la communication entre 12 et lequel est déjà réuni 'avec 0 , ce qui permet à l'air comprimé enfermé dans le cylindre de frein de s'échapper à l'atmosphère Ceci a pour effet d'abaisser la prossion agissant sur la cota gauche du piston k3: la pression agissant dans le réservoir A de commande déplace le piston kd'une petite distance seule- ment (vu que la pression du réservoir B n'a pas été augmentée d'une quantité correspondant, au rappel complet du frein) vers la gauche, de sorte que le canal b se ferme.
Loru du rappel complet du frein, la pression dans la chambre B est augmentée pour atteindre le Maximum de cind atmosphères, ce qui a pour effet de découvrir le canal g et de permettre le remplissage supplémentaire de la chambre A jusqu'à la pression maximum, au cas où la pression dans cette chambre*-aurait subi une chute .
Les modes d'exécution décrits jusqu'à présent se rappor- tant à des triples valves, lesquelles s'écartent, dans leur principe, de la construction connue dans les freins,normaux à chambre unique (Knorr, Westinghouse). vu qu'elles ne com- portent ni la fente de remplissage, ni le tiroir, respective- ment la valve de graduation.
Il s'ensuit qu'il serait impossible de 'transformer un frein ordinaire à chambre unique on un frein suivant L'inven-
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tion, sans enlever la triple valve normale et sans monter deux autres triples'valves.
Une telle transformation serait onéreuse et peu pratique.
La Fig. 4 montre cornent un frein normal à chambre uni- que peut être transforme en un frein suivant l'invention, tout en gardant la triple valve normale, avec le tiroir inférieur, le tiroir de graduation et la fente de remplissage,-à titre de triple valve primaire.
La dite Fig. montrer si on ne tient pas compte des par- ties ajoutées par la transformation, la disposition connue généralement comme étant caractéristique pour un frein à cham- bre unique et dans laquelle le cylindre C de frein est dispo- néc d'un côté du réservoir B arasant à la fois comme réservoir auxiliaire et réservoir régulateur, tandis qu'à l'extrémité opposée de ce réservoir se trouve disposée à la manière d'une triple valve primaire, la triple valve normale St d'emportant le tiroir inférieur S1 le tiroir S de graduation et la fente n de remplissage. Ces organes resteront donc inchangés..
Lors de la transformation il n'y a lieu d'ajouter que la triple valve secondaire St2, unepiéce intermédiaire Z des- tinée à être intercalée entre la triple valve primaire St1 et le réservoir B, et ensuite la conduite , communiquant avec l'ouverture 0 , laquelle conduite d méne jusqu'à la grille de la triple valve secondaire St et laquelle est, dans la position de repos, réunie au moyen de 1a triple vales s2 à l'ouverture 02 de miseen communication avec l'atmosphère.
Un robinet U est agencé dans la pièce intermédiaire Z, lequel robinet'présente plusieurs ouvertures de passage de diamètre différents, afin de permettre l'emploidu frein aus- si bien dans les trains de marchandises que dans les trains , de voyageurs . de Afin que la vidange du cylindre/frein puisse s'effectuer, les du rappol, indépondomment du passage présenté par le robi-
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passage "'" rw <." ,....... net au moment de ce rappel et lequel/est destiné à déterminer l'augmentation de la pression, on a prévu le panai contrôlé par la soupape de retenue R .
Dans le dessin, la connexion entre le cylindre C de frein et la chambre c de la triple valve secondaire St2 est représenté sous forme d'un tuyau partant du cylindre de frein; de même, le tuyau réunissant le réservoir B à la chambre b de la triple valve secondaire communique directement avec le dit réservoir. Ce mode de représentation n'a été adopté que pour sauvegarder la clarté des rapports entre divers organes.
Afin d'avoir le moins de modifications possible à effectuer aux organes d'un frein normal à chambre unique, lors de la trans- formation de ce frein, on disposera la chambre c, destinée é recevoir la pression venant du cylindre de frein, le plus près possible du canal prévu dans la pièce intermédiaire Z et con- duisant au tuyau r., et la connexion cntre b et B sora éga- lement mise en communication avec l'ouverture appropriée de la pièce intermédiaire Z.
Les dispositifs favorisant une propagation rapide de la chute de pression dans la conduite principale, lors de la mi- se en communication de cette conduite avec l'atmosphère, au moyen du robinet de frein du mécanicien, en vue de l'applica- tion du frein, ainsi que les dispositifs interrompant toute- arrivée ultérieure d'air comprimé-au cylindre de frein après le serrage des roues par les sabots, sont disposés utilement, de manière à être contrôlés par la triple valve primaire.
Une valve à pression minimum devant éventuellement être prévue, est agencée de la manière connue, sur la pièce inter- médiaire Z..
Ee fonctionnement d'un frein à chambre unique ainsi transforme correspond au fonotionnement flou freinns représentés aux Fig. 1-3.