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Dispositif de freinage à air comprimé, particulièrement applicable aux chemins de fer.
La présente invention est relative à un disposi- tif de freinage à air comprimé, particulièrement applicable aux voitures de chemins de fer, et elle a notamment pour but d'augmenter la sécurité de fonctionnement des dispositifs connu$le ce genre et de les rendre plus sensibles et plus modérables au moment du desserrage des freins.
On sait que les dispositifs de freinage à air
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comprimé sur les trains de chemins de fer comprennent un réservoir d'air principal installé à bord de la locomotive et relié à l'aide de la conduite générale avec toutes les voitures du convoi qui comportent chacune un réservoir d'air auxiliaire et un ou plusieurs cylindres de frein, la com- munication entre la conduite générale et le réservoir auxi- liaire d'une part, et entre le cylindre de frein et le ré- servoir auxiliaire ou l'atmosphère d'autre part, étant com- mandée par un distributeur approprié,
généralement du type dénommé triple valve et actionné par la pression régnant dans la conduite générale et s'exerçant sur un piston soli- daire d'une tige mobile coulissant dans le corps du distri- buteur et effectuant les connexions voulues par l'intermé- diaire d'un tiroir ou de clapets commandés.
Ces distribu- teurs sont organisés de telle manière qu'une dépression créée dans la conduite générale provoque la mise en com- munication du réservoir auxiliaire avec le cylindre de frein et donc le serrage de ce dernier, tandis que l'envoi dans la conduite générale de l'air comprimé du réservoir prin- cipal provoque d'un part la mise du cylindre de frein à l'échappement, et partant le desserrage du frein, et, d'autre part, la mise en communication de la conduite générale avec le réservoir auxiliaire, qui se trouve à ce moment réalimenté par l'air comprimé provenant du ré- servoir principal.
Toutefois, cette réalimentation des réservoirs auxiliaires en air comprimé est généralement très lente, de sorte que, dans le cas où l'on est obligé de donner deux ou trois coups de frein à intervalles rap- prochés, par exemple au cours de la descente du train sur
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une pente longue, les réservoirs auxiliaires se trouvent à peu près entièrement vidés et que les freins risquent de. ne pas fonctionner au coup de frein suivant. Aussi, pour remédie r à cet état de choses, on a prévu sur les trains circulant sur des parcours montagneux, des dispositifs spéciaux assez compliqués et coûteux consistant notamment à réalimenter directement, sans passer par la triple valve, les réservoirs auxiliaires par le réservoir principal, et cela au moyen d'organes de contrôle supplémentaires.
Le dispositif faisant 1(,objet de la présente invention a pour but de.remédier à l'inconvénient exposé ci-dessus à l'aide de moyens simples et ayant un fonctionne- ment sûr, et il est caractérisé par le fait que sur cha- cune des voitures du train se trouve disposé un réservoir de recharge relié d'une part à la conduite générale par une soupape de retenue, et, d'autre part, au réservoir auxiliaire par une soupape dont l'ouverture est commandée, au moment du desserrage des freins, par l'organe mobile du distributeur.
Dans ces conditions, au moment d'un desserrage des freins, le réservoir auxiliaire est mis instantanément en communication avec le réservoir de recharge, qui y ré- tablit aussitôt la pression normale, de sorte que, même dans le cas où les freins sont serrés et desserrés plusieurs fois de suit, à intervalles rapprochés, leur serrage est toujours aussi rapide et énergique, et les accidents dûs à un rechargement trop lent des réservoirs auxiliaires se trouvent ainsi écartés.
La disposition du réservoir de recharge conforme à l'invention présente en outre l'avantage suivant : dans
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les dispositifs connus le desserrage est obtenu, comme rap- pelé ci-dessus, en envoyant dans la conduite générale une quantité d'air suffisante pour vaincre l'action de la pres- sion d'air du réservoir auxiliaire sur le piston de la triple valve. Comme l'air envoyé dans la conduite générale doit en même temps recharger le réservoir auxiliaire, l'ad- tion de desserrage n'est pas très rapide. En outre, si la pression d'air dans les réservoirs auxiliaires des différentes voitures n'est pas la même, le desserrage ne se produit pas simultanément sur toutes les voitures, ce qui donne lieu à des réactions et à des chocs parfois violents.
Dans le dis- positif conforme à l'invention, au contraire, l'air envoyé dans la conduite générale au moment du desserrage sert uni- quement à déplacer le piston du distributeur ou triple valve en surmontant la pression du réservoir auxiliaire, de sorte que le desserrage est très rapide. Comme en outre, pendant le desserrage, le piston du distributeur ou triple valve se trouve soumis à la fois à l'action de l'air du réservoir auxiliaire et du réservoir de recharge, dont la capacité est supérieure à celle du premier, les différences possibles entre les pressions d'air des réservoirs auxi- liaires des différentes voitures perdent leur importance.
De même, au moment du serrage des freins, lorsque l'on crée une dépression dans la conduite générale, le piston du distributeur ou triple valve est déplacé par l'action com- binée de l'air du réservoir auxiliaire et du réservoir de recharge, et ce grand volume d'air agissant sur la piston provoque un serrage très rapide des freins.
A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et re- présenté au dessin annexé deux formes de réalisation du
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dispositif faisant l'objet de l'invention.
La fige 1 est une coupe axiale d'un distributeur et montre schématiquement les connexions de celui-ci avec la conduite générale, le réservoir de recharge, le réser- voir auxiliaire et le cylindre de frein ; cette figure cor- réspond à une période de serrage des freins.
La fig. 2 est une vue analogue correspondant au dessserrage.
La figé 5 est une cohpe axiale d'une variante du distributeur dont la soupape est actionnée par la tige d'une triple valve usuelle.
La fig. 4 représente une autre forme de réalisa- tion du dispositif'de la fig. 3.
Sur les fig. 1 et 2, a désigne la conduite géné- rale, b le cylindre de frein, c le réservoir de recharge, d le réservoir auxiliaire, e une soupape de retenue et f le distributeur.
Le réservoir de recharge est relié à la conduite générale par un conduit 1, dans lequel la soupape e est intercalée de façon que l'air comprimé puisse passer de la conduite a au réservoir c, mais non pas en sens inverse.
Le réservoir de redharge peut communiquer avec'le réservoir auxiliaire d à travers un conduit 2 débouchant au- dessous de la soupape 3 du distributeur, la chambre 4 ménagée
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au-dessus de cette soupape, un conduit x /Il' , - 5 ménagé dans la paroi du distributeur et un 'conduit 6,'re- liant celui-ci au réservoir auxiliaire.
La soupape 3 est pressée sur-son siège 7 par un ressort 8 assez fort pour équilibrer, la pression de l'air du réservoir de recharge c , qui est sensibement égale à la
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pression maximum de l'air dans la conduite générale.
Le distributeur f comporte une tige perforée 9 coulissant à frottement doux dans un alésage 10 qui com- munique par un conduit latéral 11 avec le cylindre de frein b ; l'orifice inférieur de cette tige est obturé pendant les périodes de desserrage du frein par un disque 12 de cuir, caoutchouc ou similaire, porté par un piston 13.
La tige 9 fait ainsi office de soupape et coupe la com- iaunication du cylindre de frein avec une chambre cylindri- que 14 du distributeur, qui est reliée au réservoir auxi- liaire d par les conduits 5 et 6.
Le piston 13 est monté coulissant à l'intérieur d'un piston plus large 15 qui peut lui-même coulisser dans le cylindre 14 et qui est solidarisé avec la tige 9 par
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15J""' exemple au moyen de collerett%es 16,1?. Ce piston 15, construit en deux parties, est ouvert en dessus et en dessous, de sorte que le piston 13 est soumis à la fois à la pression de l'air contenu dans la chambre supérieure 14a reliée au réservoir auxiliaire et à la pression de l'air contenu dans la chambre inférieure 14b reliée par un conduit 18 à la conduite générale; il est soumis en outre à l'action d'un ressort 19 qui tend à le soulever par rapport au piston 15.
La course du piston 15 est limitée vers le haut par le fond supérieur du cylindre 14 et vers le bas par une rondelle de cuit 20 reposant sur un épaulement 21 de ce cylindre. Dans la forme d'exécution représentée, une rainure 22 de faible section est ménagée dans la paroi du cylindre 14 et permet, lorsque le piston 15 est soule- vé au-dessus de la rondelle 20, le passage de l'air com-
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primé de la chambre 14b à la chambre 14a et de là, par les conduits 5 et 6, au réservoir auxiliaire d.
Toute- fois, cette rainure 22, qui ne permet qu'une réalimenta- tion lente du réservoir d après le rétablissement de la. @ pression dans la conduite générale, peut être supprimée sans inconvénient, grâce à l'ouverture automatique de la soupape 3, obtenue de la manière suivante :
La tige 9 est terminée en haut par une tête 23 qui, par l'intermédiaire de poussoirs coulissants 24 et d'un piston 25, peut soulever un diaphragme qouple 26 sur lequel est appuyé, par un ressort 27, un piston 28 dont la tige 29 aboutit au-dessous de la soupape 3.
Il s'ensuit que,'lorsque la tige 9 est suffisamment sou- levée avec le piston 15, la soupape 3 se trouve soulevée aussi à l'encontre de l'action du fort ressort 8 et permet à l'air comprimé du réservoir c de passer rapi- dement, à travers les conduits 2, 4, 5, 6, au réservoir d.
Entre le tête 23 et le* piston 25 se trouve une cloison fixe 30 percée de trous servànt à guider les poussoirs 24, et de conduits 31 reliant les chambres 32 et 33 situéés au-dessous et au-dessus de cette cloi- son. En outre, dans l'épaisseur de celle-ci, est ménagé
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un conduit coudé 34 aboutissant d' u.:r:i5 part latéralemeot à l'air' libre et dont la branche axiale aboutit d'autre part au-dessous d'un clapet 35 solidaire du piston 25.
Le fonctionnement est le suivant :
Au début., les réservoirs c et d étant vides, il suff'it d'envoyer de l'air sous pression dans la con- duite a pour les charger (fgg.2) : cet air passe en ef- fet au réservoir c par le. conduit 1 et la soupape e ;
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d'autre part, les pistons 13, 15 étant soulevés en rai- son de la différence des pressions entre 14b et 14a, la soupape 3 est ouverte et permet à l'air comprimé de la con- duite a de pénétrer dans le réservoir d.
Cependant le disque 12 reste maintenu appliqué contre la tige 9 par l'action du ressort 19.
Si la rainure 22 existe, le passage de l'air comprimé vers le réservoir d peut se poursuivre lente- ment jusqu'à ce que la pression dans ce derhier devienne sensiblement égale à celle de la conduite générale.
Pendant ce remplissage, l'orifice inférieur de la tige 9 reste obturé par le disque 12, et le cyè lindre de frein communique avec l'atmosphère par l'inter- médiaire des conduits 11, 10, 31 et 34, ce dernier étant ouvert du fait du soulèvement du clapet 35 solidaire du piston 25. les freins sont dons desserrés.
Pour procéder au serrage des freins, on pro- voque une chute de pression plus ou moins grande dans la conduite a.
Grâce à la soupape e, qui res-te dans ce cas fermée, le réservoir c reste chargé. D'autre part, la pression du réservoir auxiliaire agissant en 14a fait descendre les pistons 15, 13 (fig.l), de sorte que l'ori- fice inférieur de la tige 9est ouvert et que l'air com- primé passe du réservoir d au cylindre de frein b, pro- duisant ainsi le freinage voulu.
Le passage de cet air entre la tige 9 et le disque 12, dépendant directement de la tension du ressort 19 et de'la différence des pressions entre 14a et 14b, c'est-à-dire entre le réservoir d et la conduite géné-
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rale a, peut être réglé avec baaucoup de sensibilité, de sorte que le freinage lui-même peut 'être modéré avec précision par le mécanicien réglant à volonté la réduction de pression dans la conduite générale a de la manière usuelle.
D'autre part, le desserrage s'obtient aussi, de la, manière usuelle, par rétablissement de la pres- sion dans la conduite générale. Les pistons 13., 15 sont de nouveau soulevés, la tige 9 est obturée, le cylindre de frein b communique, non plus avec le réservoir auxi- liair,e, mais avec l'atmosphère, par 11, 10, 31 et 34 (fig. 2), de sorte que les freins se desserrent. Ge des- serrage est également modérable à volonté du fait que, dès le soulèvement des pistons du distributeur, l'air du réservoir de recharge peut pénétrer immédiatement dans la chambre 14a. En même temps, cet air passe par le,conduit 6 au réservoir auxiliaire d et y rétablit aussitôt la pression à sa valeur maximum. Le desser- rage ainsi obtenu peut être très rapide et simultané su@ toute la longueur du train.
Il est à remarquer que, à chaque desserrage des freins, le réservoir principal monté sur là voi- ture motrice (locomotive, automotrice, etc...) ne doit fournir d'abord que la quantité d'air né@essaire pour recharger la conduite générale et la chambre 14b des distributeurs, surtout si la rainure 22 de ceux-ci a été supprimée, puisque les réservoirs auxiliaires d sont rechargés .immédiatement par les réservoirs c. La capacité de ces derniers sera de préférence plus grande que celle des réservoirs auxiliaires, ce qui ne peut
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avoir d'inconvénient, puisqu'elle n'intervient pas dans la graduation du serrage.
La suppression de la rainure 22 a de plus l'avan- tage d'éviter toute fuite d'air du réservoir auxiliaire vers la conduite générale lors du serrage des freins.
Ainsi qu'il a été dit ci-dessus, le rechargement immédiat du réservoir auxiliaire à chaque desserrage des freins procure une grande sécurité, puisque, même à la suite de serrages répétés à de brefs intervalles, la pres- sion disponible pour actionner les freins est maintenue sensiblement constante et assure un freinage toujours aussi énergique .
La fig. 3 montre que la soupape 3 mettant en communication le réservoir de recharge avec le réservoir auxiliaire à chaque desserrage des freins peut être sou- levée à l'encontre du ressort d'équilibrage 8 par la tige 36 d'une triple valve 37 d'un genre quelconque employé sur les roseaux de% chemin de fer, l'étanchéité nécessaire étant as urée par exemple soit au moyeh d'un diaphragme souple 26 et de pistons 25, 28, comme dans la première forme d'exécution, soit au moyen d'une tige glissant dans une pièce alésée d'une façon parfaite.
Les organes correspondants à ceux déjà décrits sont désignés par les mêmes caractères et leur f onctionne- ment est le même que précédemment.
Dans la forme de réalisation plus simple repré- sentée en fig. 4, dans laquelle on utilise également une triple valve 37 du type courant, le diaphragme flexible 26 est supprimé; à cet effet, l'arrivée d'air 2 du réservoir de recharge .± a lieu non plus au-dessous, mais au-dessus
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du clapet 3 chargé par le ressort 8, et ce clapet est solidaire d'une tige'38 venant en contact avec l'extrémité de la tige mo- bile 36 de la triple valve. Les tiges 36 et 38 sont munies de passages 39; 40 par lesquels l'air du réservôir de recharge ± pénètre, une fois le clapet 3 soulevée par la tige 36, dans la triple valve 37 et de là dans 'le réservoir auxiliaire d avec le- quel la chambre interne de la triple valve est normalement en communication.
Bien entendu, on pourra, sans s'écarter de l'invention, modifier les formes et détalis d'exécution des différentes parties du distributeur et des autres éléments de l'installation repré- sentée schématiquement et seulement à titre d'exemple.