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pour l'invention intitulée: Perfectionnement dans les robinets de frein du mécanicien, comportant un régulateur de pression, pour des freins auto- matiques à fluide sous pression, formant l'objet d'une demande de brevet déposée en Suisse
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L'invention est relative à des freins automatiques à fluide sous pression, destinés aux trains de voyageurs et aux trains de marchandises;
elle concerne plus spécialement un robinet de frein du mécanicien comportant un régulateur de pression et faisant partie d'une installation de frein à fluide sous pression, dans laquelle, dans la position de réalimentation de la valve principale rotative du robinet en vue de la réalimentation automatique de la conduite principale, à la suite de pertes de fluide dans cette conduite, qui est reliée au régulateur de pression, un organe de commande du régulateur de pression est soumis à l'action de la pression régnant dans le réservoir de fluide principal, cet organe de commande interrompant le passage du fluide de la conduite principale à une chambre du régulateur de pression qui contient un piston d'équilibrage,
mais établissant une communication de cette chambre avec la chambre d'une soupape auxiliaire qui - par l'intermédiaire d'un diaphragme - est constamment placée sous la dépendance de la pression régnant dans le petit réservoir du robinet du mécanicien et de la pression régnant dans la conduite principale.
Conformément à l'invention, pour empêcher un serrage additionnel des freins lors d'un déplacement du robinet de la position neutre dans la position de réalimentation, la valve rotative du robinet dégage un passage de fluide allant du réservoir principal à ladite chambre du régulateur de pression, ce passage servant à la réalimentation
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de faibles pertes de fluide dans la conduite principale, tandis que la communication entre cette chambre et l'organe de commande sus-mentionné du régulateur de pression est surveillée par un piston de soupape à deux sièges opposés placés sous la dépendance d'un piston qui, dans la position de réalimentation de la valve rotative du robinet,
est soumis à la pression régnant dans le réservoir prin- cipal et soulève le piston de soupape de l'un de ses sièges pour l'appliquer contre le siège opposé.
Le dessin ci-annexé représente à titre d'exemple une forme d'exécution de l'objet de la présente invention.
La fig. 1 montre dans sa partie supérieure le robinet de frein du mécanicien, vu en élévation, et dans sa partie inférieure, en coupe vertical le régulateur de pression, ce dernier étant déplacé de sa position réelle vers le bas par rapport au robinet du mécanicien, pour mieux comprendre les connexions entre le robinet et le régulateur.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe verticale du robinet du mécanicien.
La fig. 5 est une vue en plan du robinet du mécanicien, le couvercle et la valve rotative étant enlevés.
La fig. 6 est une vue en plan de la valve rotative.
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Les fig. 7 à 12 montrent les différentes positions de la valve rotative du robinet pour l'exécution de différentes fonctions.
Le corps 1 du robinet du mécanicien possède de manière connue deux chambres juxtaposées 2 et 3, 3a dont la première contient la valve rotative 4 et la dernière le piston d'équilibrage de pression 5. La chambre 2 est reliée par l'intermédiaire d'un canal 6 et d'une conduite 7 au réservoir d'air principal qui n'est pas représenté dans le dessin. La deuxième chambre 3 est séparée par le piston d'équilibrage 5 en deux sections superposées 3 et 3a. Le piston d'équilibrage possède une tige de piston 10 dont la partie inférieure est guidée de façon précise dans la boite de soupape 9 et qui est agencée sous forme de corps de soupape ; la tige 10 commande le canal 11 débouchant à l'extérieur, et normalement, c'est-à-dire lors d'un équilibrage de pression dans la chambre d'équilibrage, la soupape maintient le canal 11 fermé.
La section inférieure 3a de la chambre d'équilibrage est en communication avec le canal 12 qui, d'une part, aboutit à la face inférieure de la valve rotative et, d'autre part à la conduite principale 13.
Un canal 14 relie la section supérieure 3 de la chambre d'équilibrage ou chambre supérieure avec une ouverture 15 du siège de la valve rotative. La chambre supérieure est reliée par un canal 16 avec des canaux 17,18 qui aboutissent dans le siège de la valve rotative. Une cavité 19 dans le siège de la valve rotative est en communication, par un
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canal 21, avec le canal 12 en vue de réaliser, par rapport à d'autres constructions, une section de passage considérablement plus grande pour l'air allant du réservoir d'air principal vers la conduite principale et, par suite, une admission beaucoup plus rapide dans la conduite principale, dans le but de desserrer le frein.
Le siège de la valve rotative est encore muni d'une cavité 20 est d'un canal 26 qui est en communication, par le canal 22 et la conduite 23, avec le petit réservoir du robinet du mécanicien non représenté dans le dessin, et par le canal 24 avec une chambre 25 du régulateur de pression. Deux ouvertures 27 et 27' du siège de la valve rotative sont reliées par un canal 28, sortant latéralement du robinet du mécanicien et entrant dans le régulateur de pression, avec la chambre 29 du tiroir du régulateur de pression. L'ouverture 30 du siège de la valve rotative communique avec l'extérieur. Le canal 31 est en communication, par une conduite 31' avec le régulateur de pression.
La fig. 6 représente la valve rotative 4 vue en plan. Cette dernière comprend, sur sa face inférieure 4', deux cavités 33 et 33' qui sont reliées l'une à l'autre par un canal 32 ; ellecomprend en outre des ouvertures 34, 35, 38, 39,41, 41' et 89 traversant la valve rotative et dont la dernière aboutit dans une rainure 88 disposée sur la face inférieure de la valve, cette rainure découvrant un canal 90 du siège de la valve, lorsque cette dernière se trouve entre la position de marche (II, fig. 8) et la
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position de réalimentation (IIa, fig. 9), décrites ultérieurement, ainsi qu'entre cette dernière position et la position neutre (III).
En outre, la face inférieure 4' de la valve rotative présente deux rainures 36, 37 reliées avec le canal 32, respectivement avec la cavité 33 par des canaux 36' et 37', ainsi que quatre autres rainures 40, 42,43, 91. Cette dernière relie entre elles les rainures 36 et 37 et est plus étroite que celles-ci. Le canal 38 aboutit depuis le haut dans le fond de la rainure 43. Au-dessus de la valve rotative 4 règne la pression du réservoir d'air principal.
Entre les rainures 40 et 37 la face inférieure de la valve rotative présente un canal circulaire 100 (ayant une largeur d'environ 0,4 mm), qui est relié à la rainure 37.
Dans la position IIa (fig. 9) ce canal circulaire 100 est concentrique au canal 26. Il a conme but d'empêcher que, par des fuites entre la face inférieure de la valve rotative et le siège de celle-ci, une pression de fluide non désirée puisse arriver dans le canal 26, et par conséquent dans le petit réservoir du robinet du mécanicien.
Les ouvertures dans le siège de la valve rotative son représentées, dans les fig. 7 à 12, comme lignes minces pointillées et les communications existantes sont repré sentées par des hachures en pointillés et par des flèches, pour autant que c'est possible. Les ouvertures, les rainures etc. de la valve rotative 4 sont rendues visibles dans ces figures par des traits épais, pleins ou pointillés.
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La rotation de la valve rotative 4 est effectuée à l'aide d'un levier 44 qui pénètre dans la rainure 4a et qui peut être amené dans six positions différentes.
La fig. 7 montre la position I (position de chargement et de desserrage), la fig. 8 montre la position II (position de marche), la fig. 9 montre la position IIa (position de réalimentation et position de desserrage pour les freins pouvant être serrés et desserrés à volonté et graduellement pour compléter des pertes d'air après des freinages de service et pour charger la conduite principale et les réservoirs d'air auxiliaire après un desserrage graduel), la fig. 10 montre la position III (position neutre), la fig. 11 montre la position IV (freinage ordinaire). La position V pour le serrage rapide est représentée dans la fig. 12.
Le régulateur de pression possède, à son corps 45, une bride 46 faisant saillie vers le haut et qui est fixée au moyen de vis non représentées à une partie saillante 47 disposée latéralement au corps du robinet du mécanicien.
Un large canal 48 dans le corps du robinet du mécanicien relie le canal 12 de ce dernier, et donc la conduite principale 13, avec un canal 48' prévu dans la bride 46 et dans le corps 45 du régulateur de pression, ce canal 48' étant en communication, par l'intermédiaire d'une chambre annulaire 49 et d'un canal 50, avec un passage 51. Ce dernier conduit vers le haut dans la chambre 29 d'un tiroir 55 et vers le bas dans le canal annulaire 52 qui est fermé au moyen d'un
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diaphragme 53 placé sous l'influence d'un ressort réglable 54.
Une vis de réglage 93 peut être actionnée facilement à la main pour régler la tension du ressort 54.
Dans la chambre 29 est disposé le tiroir 55 appliqué élastiquement sur son support et présentant une rainure transversale 56 dans sa face inférieure. Dans cette rainure 56 l'air de la chambre 29 du tiroir peut entrer des deux côtés du tiroir (fig. 2). Le tiroir 55 est accouplé à un piston 57 présentant un petit orifice 57' et pouvant effectuer un mouvement de va-et-vient avec le tiroir. Lorsque le diaphragme 53 est appliqué contre son siège 53' entaillé par endroits, elle fait lever de son siège 61 une soupape 59 munie d'une tige 60 qui présente plusieurs rainures longitudinales. Par ces dernières le canal 51 et la conduite principale sont maintenues en communication, par la soupape 59 et le canal 62, avec une chambre 58 qui est fermée du côté de la chambre 29 du tiroir 55 par le piston 57.
La soupape 59 est soumise à l'action d'un ressort 63 l'appliquant contre son siège, ce ressort étant disposé à l'intérieur d'un piston de commande creux 64. Ce dernier présente quatre rainures longitudinales 65 à sa circonférence et se trouve maintenu contre un siège annulaire 65' sous l'action du ressort 63, ce qui fait interrompre la communication entre le canal 62 et une chambre annulaire 66.
Un piston 66' est disposé dans le prolongement de l'axe du piston 64 (fig. 1), du côté, droit de celui-ci, dans une tubulure de connexion 68', entre un bouchon de
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fermeture 68, traversé d'un canal longitudinal, et le piston 64. Un ressort 67 est intercalé entre le bouchon 68 et le piston 66', ce ressort étant assez faible pour que la pression dans l'espace annulaire 66 puisse appliquer le piston 66', dans la position de marche (fig. 8) de la valve rotative du robinet, sur un siège 67' du bouchon 68, ce qui arrête des fuites éventuelles du piston 66'. Le piston 66' possède une petite course vide entre le piston de commande 64-appliqué sur son siège 65' et le siège 67', cette course mesurant de préférence moins de 0,7 mm mais au plus 1 mm.
L'espace 69 qui contient le ressort 67 est en communication avec la conduite 31' reliée au bouchon 68. Aussitôt que la pression du réservoir d'air principal venant du robinet du mécanicien par un réglage approprié de la valve rotative 4 (fig. 9), se fait sentir dans cette conduite 31', cette pression s'ajoute à l'action du ressort 67 et déplace le piston 66', et après que celui-ci vient buter contre le piston 64, ce dernier se déplace également vers la gauche en fig. 1, ce qui produit la communication entre le canal 62 et l'espace 66, mais ce qui interrompt la communication entre l'espace annulaire 52 et le canal 62, puisque le piston 64 vient s'appliquer contre le siège 64'.
L'espace 66 est en communication, par un canal 70, avec la chambre de robinet auxiliaire 71. Dans la chambre 71 se trouve la soupape auxiliaire 73 disposé coaxialement au piston 57 et appuyée par un ressort 72 sur son siège, cette soupape auxiliaire fermant un passage 74 qui est en
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communication, par un orifice 75, avec la chambre 49. La soupape auxiliaire 73 est commandée, par l'intermédiaire d'une tige 76 à section prismatique disposées dans le passage 74, par un diaphragme 77 contre lequel un boulon 79 est appuyé depuis l'autre côté au moyen d'un ressort 78.
La chambre 49 communique par des orifices 80 avec l'un des côtés du diaphragme 77 et des canaux 81 partent de la chambre 25 vers l'autre côté du diaphragme 77 de façon que celui-ci est soumis d'une part à la pression de la conduite principale et d'autre part à la pression régnant dans le petit réservoir du robinet du mécanicien.
Pour que les freinages de service soient assurés lors d'une rupture éventuelle du diaphragme 77, que dans la position de freinage de la valve rotative 4 la sortie de l'air du petit réservoir du robinet du mécanicien et de la chambre 3 vers l'armosphère ne soit pas empêchée, et qu'une levée du piston d'équilibre 5 pour effectuer un freinage ne soit pas empêchée, une tuyère d'étranglement 92 est intercalée dans le canal 24, cette tuyère limitant, dans le cas mentionné, le volume d'air s'écoulant de la chambre 25 dans la conduite 22.
La partie 82 guidant le corps de la soupape auxiliaire 73 possède un prolongement central 83 qui sert à la limitation de la course du piston 57 vers la droite, ce piston étant soumis à l'action d'un ressort antagoniste 84 entourant le prolongement 83 ; ce ressort 84 fait reculer le piston 57 avec le tiroir 55 lorsque la pression augmente dans la chambre 58.
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Le fonctionnement du robinet du frein du mécanicien et du régulateur de pression décrits dans les différentes positions de fonctionnement, est le suivant:
I. Position de chargement et de desserrage (fig. 7).
Le réservoir d'air principal, respectivement l'espace 2 de la valve rotative, relié avec le réservoir par la conduite 7 et le canal 6, est en communication, d'une part par l'ouverture 35 de la valve, la cavité 19 du siège de la valve et le canal 21 et, d'autre part par l'ouverture 34 de la valve rotative, la cavité 20 du siège de la valve et par les cavités 33, 33' et le canal 32, avec le canal 12, respectivement avec la conduite principale 13, ainsi qu'avec l'espace 3a au-dessous du piston d'équilibrage 5. Par l'intermédiaire des ouvertures 39,15 et par le canal 14 le)côté supérieur du piston d'équilibrage 5, et par l'intermédiaire du canal 36', de la rainure 36, des canaux 26,22 et de la conduite 23, le petit réservoir du robinet de mécanicien sont soumis à la pression du réservoir d'air principal.
Le diaphragme 77 du régulateur de pression est également soumis, et cela par ses deux côtés, à la pression du réservoir d'air principal (par exemple 7 atms.). La chambre supérieure 3 et le petit réservoir du robinet du mécanicien sont alimentés séparément à partir du réservoir d'air principal par les connexions mentionnées, ce qui confère l'avantage que le piston d'équilibrage, lors de l'alimentation de la conduite principale après un freinage ordinaire ou un freinage d'urgence, n'est pas levé de son siège 9a,La rai-
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nure 91, qui relie entre elles les rainures 36 et 37 reliées vers l'intérieur par des canaux 37', 37' au canal 32 et à la cavité 33, provoque, dans la position I et entre les positions I et II, jusqu'à proximité de la position II,
un équilibrage de pression entre le petit réservoir du robinet du mécanicien et la conduite principale.
L'équilibrage de pression entre la chambre supérieure 3 et la conduite principale a lieu dans la proximité de la dernière position par les canaux 14 et 12.
II. Position de marche (fig. 8). Dans la position II de la valve rotative le réservoir d'air principal est mis en communication avec la conduite principale par l'intermédiaire du régulateur de pression. L'air sous pression passe de l'espace 2 de la valve rotative par les ouvertures 41, 41', 27, 27' et par le canal 27 dans la chambre de tiroir 29 disposée dans le corps supérieur de commande, et de là l'air passe par l'ouverture 56 du tiroir 55 et les canaux 51, 50,49, 48', 48 dans la conduite principale. Le tiroir 55 est accouplé au piston 57 et est commandé par ce dernier. L'orifice 57' dans le piston 57 relie la chambre 29 avec la chambre opposée 58 dont l'espace est limité.
Lorsque la pression se trouve équilibrée dans les deux chambres, dont la dernière 58 est reliée par les canaux 62,60, 51 et par la soupape 59 avec le canal 50, lui-même relié à la conduite principale, le tiroir 55 ferme la communication entre la chambre 29 et la conduite principale. Cette condition est obtenue aussitôt que la conduite
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principale est chargée avec la pression normale de 5 atm. et que la soupape 59 s'est fermée.
La chambre supérieure 3 au-dessus du piston d'équilibrage 5 est en communication avec la conduite principale par le canal 14, l'ouverture 15, la cavité 33' de la valve rotative et le canal 12. Dans le petit réservoir du robinet du mécanicien la pression de la conduite principale est admise par le canal 37', 37 de la valve, le canal 26 dans le siège de cette dernière, le canal 22 et la conduite 23.
L'espace 69 du côté droit du carter de commande inférieure est relié à l'atmosphère par la conduite 31', le canal 31, la rainure 42 de la valve rotative et l'ouverture 30 du siège de la valve. Le piston de commande 64 est appuyé sous l'action du ressort 63 sur le siège annulaire 65', et la communication de la chambre 58 avec la chambre 71 est interrompue. Le régulateur de pression est alors soumis à la pression de la conduite principale.
L'action du régulateur de pression dans la position II.
Le canal 51 au-dessous du tiroir 55 du régulateur de pression est en communication d'une part, par le' canal 50, la chambre annulaire 49, les canaux 48', 48 et 12, avec la conduite principale et, d'autre part, avec le canal annulaire 52 qui est fermé vers l'extérieur par le diaphragme 53.
Une diminution de la pression dans la conduite principale est transmise au'canal annulaire 52. La face droite du diaphragme 53 est soumise à la pression régnant dans le canal annulaire 52 et sa face gauche est soumise à l'action du ressort réglable 54.
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Lorsque la pression dans la conduite principale est plus petite que 5 atm. où si elle est abaissée audessous de cette pression normale par des pertes d'air, cette plus petite pression se fait sentir également dans le canal annulaire 52 et le diaphragme 53 est poussé vers la droite par la pression plus grande du ressort 54 et ouvre la soupape 59. Cela provoque la communication, déjà mentionnée plus haut, de la chambre 58 avec la conduite principale par le canal 62, le canal annulaire 52 et le canal 51. La diminution rapide de la pression dans la chambre 58 a pour effet que le piston 57 et le tiroir 55 sont renversés vers la droite par la surpression dans la chambre 29, dans laquelle règne la pression du réservoir d'air principal.
A travers la rainure 56 dans le tiroir (fig. 2) de l'air sous pression peut passer des deux côtés de la chambre 29 par les canaux 51 et 50 dans la chambre annulaire 49, et par les canaux 48', 48 et 12 dans la conduite principale, jusqu'à ce que la pression normale de 5 atm. soit atteinte. La même augmentation de la pression dans le canal annulaire 52 a pour effet que la pression du ressort 54 sur le diaphragme 53 est vaincue et que la soupape 59 est déchargée. Cette dernière sera fermée par le ressort 63 ce qui interrompt la communication de la chambre 58 avec le canal annulaire 52. Un équilibrage rapide de la pression entre les chambres 29 et 58 a lieu à travers l'orifice 57' dans le piston 57.
Le piston 57 avec le tiroir 55 est renversé à gauche sous l'action du ressort 84 et la
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communication avec la conduite principale est interrompue.
En cas de besoin, le régulateur de pression peut être légèrement ajusté sans autre au moyen de la vis de réglage 93.
IIa. Position de réalimentation (fig. 9) . Par l'ouverture 38 et la rainure 43 dans la valve rotative, le canal 31 et la conduite 31', le réservoir d'air principal est mis en communication avec l'espace 69 ce qui fait déplacer le piston 64 dans la fig. 1 vers la gauche par le piston 66', et par conséquent la communication est établie entre la chambre 71 et le canal 62, respectivement la chambre 58, par les rainures longitudinales 65 dans le piston 64 ; contre les connexions entre le canal 51 et la chambre 58 sont interrompues parce que le piston 64 est appliqué contre son siège en 64', .ce qui met hors d'action la soupape 59 et le diaphragme 53.
Ce renversement a pour effet que la pression dans le petit réservoir du robinet du mécanicien et dans la conduite principale s'exerce sur la soupape auxiliaire 73.
La communication de la chambre 2 avec la chambre 29 du régulateur de pression est effectuée par les ouvertures 41,27 de la valve rotative et de son siège et par le canal 28 (les ouvertures 41' et 27' sont fermées).
La chambre supérieure 3 au-dessus du piston d'équilibrage 5 est reliée à la conduite principale par l'intermédiaire du canal 14, les ouvertures 15, 33' du siège et de la valve et par le canal 12.
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Le canal 26 dans le siège de la valve rotative est fermé par cette valve, ce qui interrompt la communication entre la conduite principale et le petit réservoir du robinet du mécanicien. La pression régnant dans ce dernier immédiatement après le commencement d'une position de freinage ou de desserrage est conservée sans changement dans la position 11a en particulier parce que de l'air sous pression qui pourrait pénétrer à travers la rainure annulaire 100 dans la face inférieure de la valve vers l'ouverture 26, s'échapperait dans la conduite principale.
Si la pression dans le petit réservoir du robinet du mécanicien dépasse celle de la conduite principale il s'en suit la réalimentation de la conduite principale par l'intermédiaire des organes du régulateur de pression, jusqu'à la pression qui règne dans le petit réservoir du robinet du mécanicien.
La chambre 58 est alimentée dans la position IIa à partir de la chambre 2 par le canal 89, la rainure 88 et le canal étroit 90. Cela évite une diminution de pression dans la chambre 58, qui pourrait aussi avoir lieu lorsqu'on complète des petites pertes d'air dans les conduites,si ces communications manquaient, et qui pourrait provoquer le renversement du piston 57 et du tiroir 55, ainsi qu'une réalimentation prématurée par l'ouverture 56 du tiroir est empêchée.
Cette communication à travers le canal 90, qui est ouverte par la valve rotative avant que la communication vers la chambre 29 par les ouvertures 41
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et 27 soit effectuée, rend possible de tourner la valve rotative en arrière, de la position III dans la position IIa, sans desserrer les freins en tête d'un train par suite d'un renversement éventuel trop tôt du tiroir 55 et d'une admission non désirée de la conduite principale.
Le diaphragme 77 dans le carter de commande supérieur est en communication par sa face gauche, à travers l'orifice 80 et la chambre 49, avec la conduite principale, et par sa face droite, à travers le canal 81, la chambre 25 et le canal 24, avec le petit réservoir du robinet du mécanicien, et elle surveille la différence de pression entre la conduite principale et le petit réservoir du robinet du mécanicien. Lors d'une perte de pression, même très minime, dans la conduite principale, la pression dans la chambre 49 diminue également et par conséquent aussi la pression devant le diaphragme 77 qui ouvre la soupape auxiliaire 73 sous l'action de la pression du réservoir du robinet du mécanicien présente dans la chambre 25, après quoi de l'air de la chambre 58 s'écoule vers la conduite principale à travers 62,70, le canal 75 et les canaux 48', 48 et 12.
Puisque la connexion 89,88, 90 n'a qu'une petite section de passage, elle ne peut pas compléter efficacement des pertes considérables dans la chambre 58. Si une diminution de pression considérable se fait sentir dans la chambre 58 par suite d'une diminution de pression dans la conduite principale, le piston 57 et le tiroir 55 se
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déplacent, sous l'effet de la pression du réservoir d'air principal dans la chambre 29, de la position de fermeture du piston vers la droite dans la position montrée dans la fig. 1. Alors la chambre 29 du tiroir est mise en communication, par la rainure 56 du tiroir, avec le canal 51, et ceci, selon la grandeur de la perte d'air dans la conduite principale avec une ouverture plus ou moins grande en 56.
Cette communication a pour effet que de l'air du réservoir d'air principal s'écoule dans la conduite principale à travers 41,27, le canal 28 et la chambre 29, par les canaux 51,50, 48', 48 et 12. L'augmentation de la pression dans la conduite principale provoque un déplacement du tiroir 55 vers la gauche et une diminution correspondante de la rainure 56 ainsi qu'un retour du diaphragme 77 et la fermeture de la soupape principale 73.
Par un réglage de la tension du ressort 78 agissant par le boulon 79 sur le diaphragme 77, au moyen de la vis 85, la soupape auxiliaire 73 peut être ajustée de manière qu'elle commence à compléter des pertes d'air dans la conduite principale lorsque la pression dans la conduite principale est égale à celle dans le petit réservoir d'air du robinet du mécanicien. Ce réglage peut même se faire de telle façon qu'après un freinage ordinaire la pression dans les conduites soit augmentée légèrement, par exemple de 0,05 atm., sans que les freins soient desserrés.
Lors du passage de la position II dans la position IIa les ouvertures 27, 27' sont fermées dans une position
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intermédiaire, tandis que dans la position 11a seulement l'ouverture 27, mais dans la position II les deux ouvertures 27 et 27' sont ouvertes. A partir de cette position intermédiaire on peut effectuer des positions exactes de desserrages gradués. Pour effectuer un desserrage gradué du frein la pression dans le petit réservoir du robinet du mécanicien doit être augmentée de façon correspondante.
A cet effet la valve rotative est amenée pour un instant de la position IIa dans la position II et une augmentation de la pression commence dans la conduite principale par l'établissement des communications 41, 41' et 27', 27, ces . communications se transmettant de suite à travers 33', 33, 37', 37, 26, 22,23 au réservoir du robinet du mécanicien et étant indiquées par le manomètre 102 du robinet du mécanicien relié à la conduite 23. Les rainures 37 et 42 seront avantageusement disposées de manière que, lors de ce déplacement de la valve rotative, les communications avec les canaux 26 et 31 seront établies avant que la valve libère les ouvertures 27', 27 dans le siège de la valve par les ouvertures 41, 41' de la valve.
Cela a pour effet que la pression dans la conduite principale ne peut pas augmenter avant que la communication 37/26 vers le petit réservoir du robinet du mécanicien soit ouverte; la pression dans ce réservoir augmentera donc avant que l'augmentation de pression soit avancée trop loin dans la conduite principale et avant qu'un desserrage des freins en tête d'un train n'ait lieu. Le fonctionnement sera semblable en ce qui
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concerne la communication à travers les ouvertures 31,42, parce que le diaphragme 53 du régulateur de pression, par suite de l'ouverture du passage en 64', est prêt à fonctionner avant l'ouverture des connexions 41, 41' et 27',27 du réservoir d'air principal avec la conduite principale.
Après le retour de la valve rotative dans la position IIa l'augmentation de pression dans le petit réservoir du robinet du mécanicien est transmise par le diaphragme 77 aux organes du régulateur de pression, ce qui provoque la réalimentation de la conduite principale jusqu'à l'égalité de pression avec celle du petit réservoir du robinet du mécanicien. La position de desserrage s'effectue alors de la même manière comme cela a déjà été mentionné pour la réalimentation à la suite des pertes dans les conduites, et elle agit automatiquement et complètement jusqu'à la fin d'un train même le plus long.
La position 11a ne sert pas seulement nour compléter des pertes d'air dans la conduite principale, mais aussi pour l'admission rapide de la conduite principale ainsi que des réservoirs d'air auxiliaire, une position de desserrage, commencée dans la position II et pouvant être lue au manomètre 102 du robinet du mécanicien, agissant, dans la position IIa, très rapidement et automatiquement jusqu'à la fin du plus long train.
Dans la position 11a les ouvertures de passage 41, 27 pour l'air de pression, allant de la chambre de la valve rotative vers la chambre 29, ont une section telle que,
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lors de l'actionnement du frein de secours dans le train, l'effet de freinage est assuré.
Lors d'un changement de locomotive ou du poste du mécanicien, ainsi que lors de l'adjonction d'une formation de train, il peut arriver, par suite d'inexactitude des manomètres dans les conduites, qu'un surchargement de la conduite principale devient nécessaire pendant une courte période pour le desserrage complet de tous les freins.
Chaque surchargement doit être transmis complètement et sans diminution sur le train entier. A l'aide de la position IIa de la valve rotative cette fonction s'effectue automatiquement.
Pour commencer un surchargement, la valve rotative doit être tournée pour un moment de la position II dans la position primitive I après le chargement du frein à la pression normale. L'augmentation de la pression se transmet de suite au petit réservoir du robinet du mécanicien et peut être lue au manomètre 102 du robinet. Pour que cette augmentation de pression commence immédiatement après le commencement du passage de l'air à travers les ouvertures 34 et 35, déjà avant que la position I ait été atteinte, les rainures 36 et 37 sont reliées entre elles par la rainure 91, de manière que l'alimentation du canal 26 s'effectue par les deux rainures 36 et 37 et les canaux 36', 37'. La rainure 91 est plus étroite que les rainures 36 et 37 pour que dans la position primitive I un desserrage des freins surchargés puisse commencer.
Si
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la rainure 91 était aussi grande que les rainures 36 et 37, le petit réservoir d'air du robinet du mécanicien serait chargé si rapidement que l'on n'aurait pas le temps d'observer l'augmentation de la pression au manomètre 102, et de ramener la poignée 44 du robinet du mécanicien à temps dans la position 11a Le retardement du chargement du petit réservoir d'air du robinet du mécanicien fait accélérer encore le desserrage des freins surchargés.
Si le manomètre 102 a atteint la pression désirée, la valve rotative doit être amenée dans la position 11a La surpression dans le petit réservoir du robinet du mécanicien agit par le diaphragme 77 sur les organes du régulateur de pression, ce qui effectue la réalimentation de la conduite principale jusqu' l'égalité de pression avec la pression dans le petit réservoir du robinet du mécanicien.
Après le desserrage complet de tous les freins la valve rotative doit être amenée dans la position II. Lors de ce passage un équilibrage de pression immédiat est obtenu entre le petit réservoir du robinet du mécanicien et la conduite principale, à travers le canal 37', la rainure 37 et le canal 26 dans la valve, respectivement dans son siège.
A l'aide de la soupape de déchargement 101 on peut décharger la conduite principale et les réservoirs de pression reliés à cette dernière, après le desserrage des freins. Mais cette mesure n'est pas nécessaire en général pour des surchargements modérés, parce que la pression
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normale est rapidement obtenue par des pertes d'air dans les conduites.
III. Position neutre (fig. 10). Par l'intermédiaire de la rainure 40 dans la valve rotative, les canaux 17 et 26, et ainsi la chambre supérieure 3 au-dessus du piston 5, sont en communication avec le petit réservoir du robinet du mécanicien. La valve 4 est maintenue dans la position III, après un serrage ordinaire, pendant le temps nécessaire jusqu'à ce que le piston d'équilibrage 5 se soit abaissé pour fermer le canal 11 relié à l'atmosphère, après quoi la même pression règne dans le petit réservoir du robinet du mécanicien et dans la conduite principale.
Si le train se trouve sur une pente, la valve 4 est alors ramenée dans la position 11a pour compléter toutes les pertes d'air.
IV. Position pour les serrages ordinaires (fig,11) La valve rotative 4 est réglée de manière que par l'intermédiaire de sa rainure 42, le canal 18 avec l'orifice 30, et ainsi la chambre supérieure 3 en communication avec le petit réservoir du robinet du mécanicien par 26, 40,17, soient mis à l'atmosphère. La pression de la conduite principale, régnant au-dessous du piston 5, fait monter celui-ci, ce qui fait ouvrir le canal 11 et l'air de la conduite principale peut s'échapper à l'atmosphère.
Cela a pour effet de mettre les freins en fonction. Si la même pression règne au-dessous du piston 5 comme au-dessus de celui-ci, le piston s'abaisse et la tige de soupape 10
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ferme le canal 11. La diminution de pression au-dessus du piston 5 peut être réglée à l'aide de la valve rotative 4, parce que le passage allant du petit réservoir du robinet du mécanicien à la chambre supérieure 3 conduit à travers lescanaux 27 et 17 placés sous la dépendance de la rainure 40 de la valve et que la rainure 42 de cette valve commande le passage du canal 18 à l'orifice 30 qui conduit à l'atmosphère.
V. Position pour serrages rapides (fig. 12). Dans cette position de la valve rotative 4, le canal 12 relié à la conduite principale est mis en communication, à travers 33, 33', avec l'ouverture 30 oui conduit à l'atmosphère, de manière que l'air de la conduite principale puisse s'échapper rapidement à l'extérieur.
Le robinet de frein du mécanicien décrit n'est pas seulement entièrement automatique, mais il permet en outre de desservir les freins à l'aide de la valve rotative, même si les organes agissant automatiquement ne fonctionnaient pas.
Dans une position intermédiaire entre les positions V et IV, la communication directe entre la conduite principale et l'atmosphère peut être étranglée et l'échappement de l'air peut être gradué. Cela donne la possibilité d'effectuer des serrages ordinaires également sans l'aide du dispositif d'équilibrage, uniquement par l'intermédiaire de la valve rotative.
Par suite de l'agrandissement des sections de passage pour charger le frein dans les positions I et II
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de la valve rotative, l'alimentation de la conduite principale est beaucoup accélérée. L'utilisation de la position I peut donc être arrêtée plus tôt pour effectuer, comme dans les robinets connus, le chargement définitif du frein par la position II. Lorsque par exemple la conduite principale n'a pas besoin d'un volume considérable d'air sous pression pour être chargée, la valve rotative doit être amenée pendant un moment dans la position I, et après quelques secondes elle doit être retournée dans la position II.
Lorsque la valve rotative, dans la position II, dont l'entaille 104 (fig. 5) présente un petit jeu pour la tige d'encliquetage 103 du levier 44, est ramenée contre la butée 105 après un chargement complet du frein, les passages dans la valve et dans son siège vers la chambre 29 du régulateur de pression sont étranglés et limitent la réalimentation de la conduite principale pour les pertes d'air normales. Cette disposition présente l'avantage que lors de 1 'actionnement du frein de détresse à partir du train, l'action du freinage est accélérée.
Chaque freinage gradué, commencé à l'aide de la valve rotative dans la position IV et terminé dans la position III, peut être exactement déterminé et mesuré au manomètre 102 du robinet du mécanicien.
A l'aide de ce robinet du mécanicien, les différentes positions de serrages gradués sont réglables d'une façon exacte et sont transmises sens diminution au train entier.
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Pour la mise d'une position de desserrage gradué, la valve rotative doit être amenée pour un moment dans la position II, l'augmentation de la pression est lue au manomètre 102 et puis la valve est ramenée dans la posi- tion IIa. Par l'intermédiaire des organes du régulateur de pression, la transmission automatique et entière du desserrage gradué à la conduite principale est effectuée immédiatement après.
La position IIa donne, comme déjà décrit, encore la possibilité de charger la conduite principale, lors du desserrage complet des freins, avec une petite pression supplémentaire. Cette méthode présente l'avantage que lors du desserrage des freins pouvant être graduellement serrés et desserrés à volonté, aucun retardement n'est obtenu dans les longs trains. Le desserrage lent des freins pou- vant être observé vers la fin d'un train, est de ce fait rendu impossible.
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for the invention entitled: Improvement in mechanic's brake valves, comprising a pressure regulator, for automatic pressurized fluid brakes, forming the subject of a patent application filed in Switzerland
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The invention relates to automatic pressurized fluid brakes, intended for passenger trains and freight trains;
it relates more particularly to a mechanic's brake valve comprising a pressure regulator and forming part of a pressurized fluid brake installation, in which, in the resupply position of the rotary main valve of the tap for the purpose of automatic resupply of the main pipe, following fluid losses in this pipe, which is connected to the pressure regulator, a pressure regulator control member is subjected to the action of the pressure prevailing in the main fluid reservoir, this control device interrupting the passage of fluid from the main pipe to a chamber of the pressure regulator which contains a balancing piston,
but establishing a communication of this chamber with the chamber of an auxiliary valve which - by means of a diaphragm - is constantly placed under the dependence of the pressure prevailing in the small reservoir of the mechanic's valve and the pressure prevailing in the main pipe.
According to the invention, to prevent additional application of the brakes when the valve is moved from the neutral position to the make-up position, the rotary valve of the valve releases a fluid passage from the main reservoir to said chamber of the pressure regulator. pressure, this passage serving for refeeding
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low losses of fluid in the main pipe, while the communication between this chamber and the aforementioned control member of the pressure regulator is monitored by a valve piston with two opposed seats placed under the control of a piston which , in the make-up position of the rotary valve of the tap,
is subjected to the pressure prevailing in the main reservoir and lifts the valve piston from one of its seats to press it against the opposite seat.
The accompanying drawing shows by way of example an embodiment of the object of the present invention.
Fig. 1 shows in its upper part the mechanic's brake valve, seen in elevation, and in its lower part, in vertical section the pressure regulator, the latter being moved from its actual position downward with respect to the mechanic's valve, to better understand the connections between the valve and the regulator.
Fig. 2 is a section taken along line II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a section taken along line III-III of FIG. 1.
Fig. 4 is a vertical section through the mechanic's valve.
Fig. 5 is a plan view of the mechanic's valve with the cover and rotary valve removed.
Fig. 6 is a plan view of the rotary valve.
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Figs. 7 to 12 show the different positions of the tap rotary valve for performing different functions.
The body 1 of the mechanic's valve has in known manner two juxtaposed chambers 2 and 3, 3a, the first of which contains the rotary valve 4 and the last the pressure balancing piston 5. The chamber 2 is connected by means of a channel 6 and a pipe 7 to the main air tank which is not shown in the drawing. The second chamber 3 is separated by the balancing piston 5 into two superimposed sections 3 and 3a. The balancing piston has a piston rod 10, the lower part of which is precisely guided in the valve box 9 and which is designed as a valve body; the rod 10 controls the channel 11 opening to the outside, and normally, that is to say during a pressure balancing in the balancing chamber, the valve keeps the channel 11 closed.
The lower section 3a of the balancing chamber is in communication with the channel 12 which, on the one hand, leads to the underside of the rotary valve and, on the other hand, to the main pipe 13.
A channel 14 connects the upper section 3 of the balancing chamber or upper chamber with an opening 15 of the seat of the rotary valve. The upper chamber is connected by a channel 16 with channels 17,18 which terminate in the seat of the rotary valve. A cavity 19 in the seat of the rotary valve is in communication, by a
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channel 21, with channel 12 in order to achieve, compared to other constructions, a considerably larger passage section for the air going from the main air tank to the main duct and, consequently, a much larger inlet faster in the main pipe, in order to release the brake.
The seat of the rotary valve is further provided with a cavity 20 is a channel 26 which is in communication, through channel 22 and pipe 23, with the small reservoir of the mechanic's valve not shown in the drawing, and by channel 24 with a chamber 25 of the pressure regulator. Two openings 27 and 27 'of the rotary valve seat are connected by a channel 28, exiting laterally from the mechanic's valve and entering the pressure regulator, with the chamber 29 of the pressure regulator drawer. The opening 30 of the rotary valve seat communicates with the exterior. The channel 31 is in communication, via a pipe 31 'with the pressure regulator.
Fig. 6 shows the rotary valve 4 in plan view. The latter comprises, on its lower face 4 ', two cavities 33 and 33' which are connected to each other by a channel 32; it furthermore comprises openings 34, 35, 38, 39, 41, 41 'and 89 passing through the rotary valve and the last of which ends in a groove 88 disposed on the underside of the valve, this groove revealing a channel 90 of the seat of the valve. the valve, when the latter is between the operating position (II, fig. 8) and the
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make-up position (IIa, fig. 9), described later, as well as between this last position and the neutral position (III).
In addition, the lower face 4 'of the rotary valve has two grooves 36, 37 connected with the channel 32, respectively with the cavity 33 by channels 36' and 37 ', as well as four other grooves 40, 42, 43, 91 The latter interconnects the grooves 36 and 37 and is narrower than the latter. The channel 38 terminates from the top in the bottom of the groove 43. Above the rotary valve 4 the pressure of the main air reservoir prevails.
Between the grooves 40 and 37 the underside of the rotary valve has a circular channel 100 (having a width of about 0.4 mm), which is connected to the groove 37.
In position IIa (fig. 9) this circular channel 100 is concentric with channel 26. Its purpose is to prevent, by leaks between the underside of the rotary valve and the seat thereof, a pressure of unwanted fluid can flow into channel 26, and therefore into the mechanic's small valve reservoir.
The openings in the seat of the rotary valve are shown in fig. 7 to 12, as thin dotted lines, and existing communications are represented by dotted hatching and arrows, where possible. Openings, grooves etc. of the rotary valve 4 are made visible in these figures by thick, solid or dotted lines.
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The rotation of the rotary valve 4 is effected with the aid of a lever 44 which enters the groove 4a and which can be brought into six different positions.
Fig. 7 shows position I (loading and unclamping position), fig. 8 shows position II (running position), fig. 9 shows position IIa (make-up position and release position for the brakes which can be applied and released at will and gradually to supplement air losses after service brakes and to charge the main line and auxiliary air tanks after gradual loosening), fig. 10 shows position III (neutral position), fig. 11 shows position IV (ordinary braking). The V position for the quick release is shown in fig. 12.
The pressure regulator has, at its body 45, a flange 46 projecting upwardly and which is fixed by means of screws not shown to a projecting part 47 disposed laterally to the body of the mechanic's valve.
A large channel 48 in the body of the mechanic's valve connects the channel 12 of the latter, and therefore the main pipe 13, with a channel 48 'provided in the flange 46 and in the body 45 of the pressure regulator, this channel 48' being in communication, via an annular chamber 49 and a channel 50, with a passage 51. The latter leads upwards into the chamber 29 of a drawer 55 and downwards into the annular channel 52 which is closed by means of a
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diaphragm 53 placed under the influence of an adjustable spring 54.
An adjusting screw 93 can be easily operated by hand to adjust the tension of the spring 54.
In the chamber 29 is disposed the drawer 55 resiliently applied to its support and having a transverse groove 56 in its lower face. In this groove 56 the air from the chamber 29 of the drawer can enter from both sides of the drawer (fig. 2). The spool 55 is coupled to a piston 57 having a small orifice 57 'and being able to perform a reciprocating movement with the spool. When the diaphragm 53 is applied against its seat 53 'notched in places, it raises from its seat 61 a valve 59 provided with a rod 60 which has several longitudinal grooves. By these the channel 51 and the main pipe are kept in communication, by the valve 59 and the channel 62, with a chamber 58 which is closed on the side of the chamber 29 of the spool 55 by the piston 57.
The valve 59 is subjected to the action of a spring 63 applying it against its seat, this spring being arranged inside a hollow control piston 64. The latter has four longitudinal grooves 65 at its circumference and is is held against an annular seat 65 'under the action of the spring 63, which interrupts the communication between the channel 62 and an annular chamber 66.
A piston 66 'is arranged in the extension of the axis of the piston 64 (fig. 1), on the right side thereof, in a connection pipe 68', between a
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closure 68, crossed by a longitudinal channel, and the piston 64. A spring 67 is interposed between the stopper 68 and the piston 66 ', this spring being weak enough so that the pressure in the annular space 66 can apply the piston 66 ', in the on position (fig. 8) of the rotary valve of the tap, on a seat 67' of the stopper 68, which stops any leaks from the piston 66 '. The piston 66 'has a small empty stroke between the control piston 64-applied on its seat 65' and the seat 67 ', this stroke preferably measuring less than 0.7 mm but at most 1 mm.
The space 69 which contains the spring 67 is in communication with the pipe 31 'connected to the plug 68. As soon as the pressure of the main air reservoir coming from the mechanic's valve by an appropriate adjustment of the rotary valve 4 (fig. 9 ), is felt in this pipe 31 ', this pressure is added to the action of the spring 67 and moves the piston 66', and after the latter abuts against the piston 64, the latter also moves towards the left in fig. 1, which produces the communication between the channel 62 and the space 66, but which interrupts the communication between the annular space 52 and the channel 62, since the piston 64 comes to rest against the seat 64 '.
The space 66 is in communication, by a channel 70, with the auxiliary valve chamber 71. In the chamber 71 is the auxiliary valve 73 disposed coaxially with the piston 57 and supported by a spring 72 on its seat, this auxiliary valve closing a passage 74 which is in
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communication, through an orifice 75, with the chamber 49. The auxiliary valve 73 is controlled, by means of a rod 76 of prismatic section disposed in the passage 74, by a diaphragm 77 against which a bolt 79 is pressed from the 'other side by means of a spring 78.
The chamber 49 communicates through orifices 80 with one of the sides of the diaphragm 77 and channels 81 leave from the chamber 25 towards the other side of the diaphragm 77 so that the latter is subjected on the one hand to the pressure of the main pipe and on the other hand to the pressure in the small tank of the mechanic's valve.
So that the service braking is ensured in the event of a possible rupture of the diaphragm 77, that in the braking position of the rotary valve 4 the air from the small reservoir of the mechanic's valve and from chamber 3 to the armosphere is not prevented, and a lifting of the balance piston 5 to effect braking is not prevented, a throttle nozzle 92 is interposed in the channel 24, this nozzle limiting, in the case mentioned, the volume air flowing from chamber 25 into line 22.
The part 82 guiding the body of the auxiliary valve 73 has a central extension 83 which serves to limit the stroke of the piston 57 to the right, this piston being subjected to the action of a counter spring 84 surrounding the extension 83; this spring 84 moves the piston 57 back with the spool 55 when the pressure increases in the chamber 58.
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The operation of the mechanic's brake valve and the pressure regulator, described in the different operating positions, is as follows:
I. Loading and unclamping position (fig. 7).
The main air reservoir, respectively the space 2 of the rotary valve, connected with the reservoir by the pipe 7 and the channel 6, is in communication, on the one hand through the opening 35 of the valve, the cavity 19 of the valve seat and the channel 21 and, on the other hand by the opening 34 of the rotary valve, the cavity 20 of the valve seat and by the cavities 33, 33 'and the channel 32, with the channel 12 , respectively with the main pipe 13, as well as with the space 3a below the balancing piston 5. Via the openings 39,15 and through the channel 14 the) upper side of the balancing piston 5 , and through the channel 36 ', the groove 36, the channels 26, 22 and the pipe 23, the small reservoir of the mechanic's valve are subjected to the pressure of the main air reservoir.
The diaphragm 77 of the pressure regulator is also subjected, and this by its two sides, to the pressure of the main air reservoir (for example 7 atms.). The upper chamber 3 and the small tank of the mechanic's valve are fed separately from the main air tank through the mentioned connections, which gives the advantage that the balancing piston, when feeding from the main line after ordinary braking or emergency braking, is not lifted from his seat 9a.
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nure 91, which interconnects the grooves 36 and 37 connected inwardly by channels 37 ', 37' to the channel 32 and to the cavity 33, causes, in position I and between positions I and II, up to near position II,
pressure balancing between the small reservoir of the mechanic's valve and the main line.
The pressure equalization between the upper chamber 3 and the main pipe takes place in the vicinity of the last position through the channels 14 and 12.
II. Running position (fig. 8). In position II of the rotary valve, the main air reservoir is placed in communication with the main pipe via the pressure regulator. The pressurized air passes from the space 2 of the rotary valve through the openings 41, 41 ', 27, 27' and through the channel 27 into the spool chamber 29 arranged in the upper control body, and from there the 'air passes through the opening 56 of the drawer 55 and the channels 51, 50, 49, 48', 48 in the main pipe. The spool 55 is coupled to the piston 57 and is controlled by the latter. The orifice 57 'in the piston 57 connects the chamber 29 with the opposite chamber 58, the space of which is limited.
When the pressure is balanced in the two chambers, the last 58 of which is connected by the channels 62, 60, 51 and by the valve 59 with the channel 50, itself connected to the main pipe, the spool 55 closes the communication between chamber 29 and the main pipe. This condition is obtained as soon as the driving
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main is charged with the normal pressure of 5 atm. and that the valve 59 has closed.
The upper chamber 3 above the balancing piston 5 is in communication with the main pipe through channel 14, opening 15, cavity 33 'of the rotary valve and channel 12. In the small reservoir of the valve. mechanic the pressure of the main pipe is admitted through the channel 37 ', 37 of the valve, the channel 26 in the seat of the latter, the channel 22 and the pipe 23.
The space 69 on the right side of the lower control housing is connected to the atmosphere through the line 31 ', the channel 31, the groove 42 of the rotary valve and the opening 30 of the valve seat. The control piston 64 is pressed under the action of the spring 63 on the annular seat 65 ', and the communication of the chamber 58 with the chamber 71 is interrupted. The pressure regulator is then subjected to the pressure of the main line.
The action of the pressure regulator in position II.
The channel 51 below the spool 55 of the pressure regulator is in communication on the one hand, by the 'channel 50, the annular chamber 49, the channels 48', 48 and 12, with the main pipe and, on the other hand part, with the annular channel 52 which is closed outwards by the diaphragm 53.
A decrease in the pressure in the main pipe is transmitted to the annular channel 52. The right face of the diaphragm 53 is subjected to the pressure prevailing in the annular channel 52 and its left face is subjected to the action of the adjustable spring 54.
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When the pressure in the main line is smaller than 5 atm. where if it is lowered below this normal pressure by losses of air, this smaller pressure is also felt in the annular channel 52 and the diaphragm 53 is pushed to the right by the greater pressure of the spring 54 and opens the valve. valve 59. This causes the communication, already mentioned above, of the chamber 58 with the main line through the channel 62, the annular channel 52 and the channel 51. The rapid decrease in pressure in the chamber 58 has the effect that the piston 57 and spool 55 are reversed to the right by the overpressure in chamber 29, in which the pressure of the main air tank prevails.
Through the groove 56 in the drawer (fig. 2) pressurized air can pass from both sides of the chamber 29 through the channels 51 and 50 into the annular chamber 49, and through the channels 48 ', 48 and 12 in the main pipe, until the normal pressure of 5 atm. is reached. The same increase in pressure in the annular channel 52 causes the pressure of the spring 54 on the diaphragm 53 to be overcome and the valve 59 to be relieved. The latter will be closed by the spring 63 which interrupts the communication of the chamber 58 with the annular channel 52. A rapid balancing of the pressure between the chambers 29 and 58 takes place through the orifice 57 'in the piston 57.
The piston 57 with the spool 55 is reversed to the left under the action of the spring 84 and the
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communication with the main pipe is interrupted.
If necessary, the pressure regulator can be adjusted slightly without further action by means of the adjusting screw 93.
IIa. Resupply position (fig. 9). Through the opening 38 and the groove 43 in the rotary valve, the channel 31 and the pipe 31 ', the main air reservoir is placed in communication with the space 69 which causes the piston 64 in FIG. 1 to the left by the piston 66 ', and therefore communication is established between the chamber 71 and the channel 62, respectively the chamber 58, by the longitudinal grooves 65 in the piston 64; against the connections between the channel 51 and the chamber 58 are interrupted because the piston 64 is pressed against its seat at 64 ', which puts the valve 59 and the diaphragm 53 out of action.
This reversal causes the pressure in the small reservoir of the mechanic's valve and in the main line to be exerted on the auxiliary valve 73.
The communication of the chamber 2 with the chamber 29 of the pressure regulator is effected by the openings 41,27 of the rotary valve and of its seat and by the channel 28 (the openings 41 'and 27' are closed).
The upper chamber 3 above the balancing piston 5 is connected to the main pipe through the channel 14, the openings 15, 33 'of the seat and the valve and through the channel 12.
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Channel 26 in the seat of the rotary valve is closed by this valve, which interrupts communication between the main line and the small reservoir of the mechanic's valve. The pressure prevailing in the latter immediately after the start of a braking or release position is kept unchanged in position 11a especially because pressurized air which could penetrate through the annular groove 100 in the underside from the valve to the opening 26, would escape into the main pipe.
If the pressure in the small tank of the mechanic's valve exceeds that of the main pipe, the main pipe is re-fed through the pressure regulator components, up to the pressure in the small tank. from the mechanic's valve.
Chamber 58 is supplied in position IIa from chamber 2 through channel 89, groove 88 and narrow channel 90. This prevents a decrease in pressure in chamber 58, which could also take place when filling in. small losses of air in the lines, if these communications were missing, and which could cause the reversal of the piston 57 and the spool 55, as well as a premature refeeding through the opening 56 of the spool is prevented.
This communication through the channel 90, which is opened by the rotary valve before communication to the chamber 29 through the openings 41
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and 27 is carried out, makes it possible to turn the rotary valve back, from position III to position IIa, without releasing the brakes at the head of a train as a result of a possible overturning too early of the spool 55 and of a unwanted intake from the main line.
The diaphragm 77 in the upper control housing is in communication by its left face, through the port 80 and the chamber 49, with the main pipe, and by its right face, through the channel 81, the chamber 25 and the channel 24, with the small tank from the mechanic's valve, and monitors the pressure difference between the main line and the small tank from the mechanic's valve. During a loss of pressure, even very small, in the main pipe, the pressure in the chamber 49 also decreases and consequently also the pressure in front of the diaphragm 77 which opens the auxiliary valve 73 under the action of the pressure of the reservoir. of the mechanic's valve in chamber 25, after which air from chamber 58 flows to the main line through 62,70, channel 75 and channels 48 ', 48 and 12.
Since connection 89, 88, 90 has only a small passage cross section, it cannot effectively supplement the considerable losses in chamber 58. If a considerable pressure decrease is felt in chamber 58 as a result of a decrease in pressure in the main line, the piston 57 and the spool 55
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move, under the effect of the pressure of the main air tank in the chamber 29, from the closed position of the piston to the right into the position shown in fig. 1. Then the chamber 29 of the drawer is placed in communication, by the groove 56 of the drawer, with the channel 51, and this, according to the magnitude of the air loss in the main duct with a more or less large opening at 56. .
This communication causes air from the main air tank to flow into the main line through 41,27, channel 28 and chamber 29, through channels 51, 50, 48 ', 48 and 12 The increase in pressure in the main line causes spool 55 to move to the left and a corresponding decrease in groove 56 as well as return of diaphragm 77 and close of main valve 73.
By adjusting the tension of the spring 78 acting by the bolt 79 on the diaphragm 77, by means of the screw 85, the auxiliary valve 73 can be adjusted so that it begins to supplement air losses in the main line. when the pressure in the main line is equal to that in the small air tank of the mechanic's valve. This adjustment can even be made in such a way that after ordinary braking the pressure in the pipes is increased slightly, for example by 0.05 atm., Without the brakes being released.
When changing from position II to position IIa, the openings 27, 27 'are closed in a position
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intermediate, while in position 11a only the opening 27, but in position II the two openings 27 and 27 'are open. From this intermediate position it is possible to carry out exact graduated release positions. To carry out a graduated release of the brake, the pressure in the small reservoir of the mechanic's valve must be increased correspondingly.
For this purpose the rotary valve is brought for a moment from position IIa to position II and an increase in pressure begins in the main pipe by establishing communications 41, 41 'and 27', 27, these. communications immediately transmitting through 33 ', 33, 37', 37, 26, 22,23 to the tank of the mechanic's valve and being indicated by the manometer 102 of the mechanic's valve connected to the pipe 23. The grooves 37 and 42 will be advantageously arranged so that, during this movement of the rotary valve, communications with the channels 26 and 31 will be established before the valve releases the openings 27 ', 27 in the seat of the valve through the openings 41, 41' of the valve.
This has the effect that the pressure in the main line cannot increase until communication 37/26 to the small reservoir of the mechanic's valve is opened; the pressure in this reservoir will therefore increase before the pressure increase is advanced too far in the main line and before a release of the brakes at the head of a train takes place. The operation will be similar in what
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concerns the communication through the openings 31,42, because the diaphragm 53 of the pressure regulator, following the opening of the passage at 64 ', is ready to operate before the opening of the connections 41, 41' and 27 ' , 27 from the main air tank with the main pipe.
After the rotary valve returns to position IIa, the increase in pressure in the small reservoir of the mechanic's valve is transmitted through diaphragm 77 to the pressure regulator organs, which causes the main pipe to be re-fed to the pressure equal to that of the small tank of the mechanic's valve. The release position then takes place in the same way as has already been mentioned for the resupply following losses in the pipes, and it acts automatically and completely until the end of even the longest train.
Position 11a not only serves to supplement air losses in the main line, but also for rapid intake of the main line as well as auxiliary air reservoirs, a release position, started in position II and which can be read on the manometer 102 of the mechanic's cock, acting, in position IIa, very quickly and automatically until the end of the longest train.
In position 11a the passage openings 41, 27 for the pressure air, going from the chamber of the rotary valve to the chamber 29, have a section such that,
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when the emergency brake is actuated in the train, the braking effect is ensured.
When changing the locomotive or locomotive engineer, as well as when adding a train formation, it may happen, due to inaccuracy of the pressure gauges in the pipes, that the main pipe is overloaded. becomes necessary for a short time for complete release of all brakes.
Each overload must be transmitted completely and without reduction over the entire train. Using position IIa of the rotary valve this function is performed automatically.
To start an overload, the rotary valve must be turned for a moment from position II to primitive position I after loading the brake at normal pressure. The increase in pressure is transmitted immediately to the small reservoir of the mechanic's valve and can be read on the pressure gauge 102 of the valve. So that this pressure increase begins immediately after the beginning of the passage of air through the openings 34 and 35, already before the position I has been reached, the grooves 36 and 37 are interconnected by the groove 91, so so that the channel 26 is fed through the two grooves 36 and 37 and the channels 36 ', 37'. The groove 91 is narrower than the grooves 36 and 37 so that in the primitive position I a release of the overloaded brakes can begin.
Yes
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the groove 91 was as large as the grooves 36 and 37, the small air tank of the mechanic's valve would be charged so quickly that we would not have time to observe the increase in pressure at the pressure gauge 102, and return the handle 44 of the mechanic's valve in time to position 11a. Delaying the loading of the small air reservoir of the mechanic's valve further accelerates the release of the overloaded brakes.
If the manometer 102 has reached the desired pressure, the rotary valve must be brought to position 11a The overpressure in the small reservoir of the mechanic's valve acts through the diaphragm 77 on the pressure regulator components, which replenishes the pressure. main line until the pressure equal to the pressure in the small reservoir of the mechanic's valve.
After fully releasing all the brakes the rotary valve must be moved to position II. During this passage an immediate pressure balancing is obtained between the small reservoir of the mechanic's valve and the main pipe, through the channel 37 ', the groove 37 and the channel 26 in the valve, respectively in its seat.
By means of the unloading valve 101 it is possible to unload the main line and the pressure reservoirs connected to it, after the brakes have been released. But this measure is not generally necessary for moderate overloads, because the pressure
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normal is quickly obtained by air loss in the pipes.
III. Neutral position (fig. 10). Via the groove 40 in the rotary valve, the channels 17 and 26, and thus the upper chamber 3 above the piston 5, are in communication with the small reservoir of the mechanic's valve. The valve 4 is kept in position III, after ordinary tightening, for the time necessary until the balancing piston 5 has lowered to close the channel 11 connected to the atmosphere, after which the same pressure prevails. in the small tank of the mechanic's valve and in the main line.
If the train is on a slope, the valve 4 is then returned to position 11a to complete all the air losses.
IV. Position for ordinary tightening (fig, 11) The rotary valve 4 is adjusted so that through its groove 42, the channel 18 with the orifice 30, and thus the upper chamber 3 in communication with the small reservoir of the mechanic's tap by 26, 40,17, are vented. The pressure of the main pipe, prevailing below the piston 5, causes the latter to rise, which opens the channel 11 and the air in the main pipe can escape to the atmosphere.
This has the effect of putting the brakes on. If the same pressure exists below the piston 5 as above it, the piston is lowered and the valve rod 10
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closes channel 11. The pressure drop above piston 5 can be adjusted using rotary valve 4, because the passage from the small reservoir of the mechanic's valve to the upper chamber 3 leads through channels 27 and 17 placed under the control of the groove 40 of the valve and that the groove 42 of this valve controls the passage of the channel 18 to the orifice 30 which leads to the atmosphere.
V. Position for quick tightening (fig. 12). In this position of the rotary valve 4, the channel 12 connected to the main pipe is placed in communication, through 33, 33 ', with the opening 30 yes leading to the atmosphere, so that the air in the pipe can escape quickly outside.
The mechanic's brake valve described is not only fully automatic, but also allows the brakes to be serviced by means of the rotary valve, even if the automatically acting components were not functioning.
In an intermediate position between positions V and IV, the direct communication between the main pipe and the atmosphere can be throttled and the air exhaust can be graduated. This gives the possibility of carrying out ordinary tightening also without the aid of the balancing device, only through the rotary valve.
Due to the enlargement of the passage sections to load the brake in positions I and II
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of the rotary valve, the feed to the main line is greatly accelerated. The use of position I can therefore be stopped earlier to effect, as in known valves, the final loading of the brake by position II. When, for example, the main line does not need a considerable volume of pressurized air to be charged, the rotary valve should be brought for a while in position I, and after a few seconds it should be returned to position II.
When the rotary valve, in position II, the notch 104 of which (fig. 5) has a small clearance for the latching rod 103 of the lever 44, is brought back against the stop 105 after a complete loading of the brake, the passages in the valve and in its seat to the chamber 29 of the pressure regulator are throttled and limit the re-supply of the main pipe for normal air losses. This arrangement has the advantage that when the emergency brake is actuated from the train, the braking action is accelerated.
Each graduated braking, started with the rotary valve in position IV and ended in position III, can be accurately determined and measured at the manometer 102 of the mechanic's valve.
Using this mechanic's tap, the various graduated tightening positions can be adjusted exactly and are transmitted in a decreasing direction to the entire train.
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In order to set a graduated release position, the rotary valve must be brought for a moment to position II, the increase in pressure is read at manometer 102 and then the valve is returned to position IIa. By means of the pressure regulator organs, the full automatic transmission of the graduated release to the main pipe is carried out immediately after.
Position IIa gives, as already described, still the possibility of loading the main pipe, when fully releasing the brakes, with a little additional pressure. This method has the advantage that when releasing the brakes which can be gradually applied and released at will, no retardation is obtained in long trains. The slow release of the brakes, which can be observed towards the end of a train, is therefore made impossible.
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