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DISPOSITIF DE COMMANDE POUR FREINS A AIR COMPRIME
AUTOMATIQUES A UNE SEULE CHAMBRE.
La rapide évolution qui se produit dans le domaine de la traction par chemins de fer,.et en particulier la tendance à accroôtre la vitesse de marche des trains rapides. sans augmentation,,autant que possible, des distances des signaux avancés, et à faire circuler davantage de trains de marchandises rapides imposent des conditions de fonction- nement nécessairement plus sévère aux dispositifs de frei- nage.
Alors que jusqu'ici les systèmes connus ont été même de donner satisfaction même quand ils comportaient - certains défauts de principe, il est de plus en plus né- cessaire de porter le perfectionnement des freins à air - comprimé dans toutes leurs fonctions jusqu'à la limite de leurs performances possibles.
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Dans ce qui va suivre, on va, donner, dans le mesure où cela est nécessaire pour la compréhension de la présente invention, une vue d'ensemble des conditions que doit remplir un dispositif moderne de commande de l'air comprimé pour freins automatiques à air comprimé à une seule chambre.
En même temps, on fera ressortir certains Inconvénients tou- chant le principe des formes de réalisation déjà connues, afin de définir ensuite le but de la présente invention et de décrire également les moyens à l'aide desquels on par- vient au but envisagé.
Les freins doivent entrer en action autant que pos- sible en même temps dans tout le train, tant comme freins de service courant que comme freins rapides, c'est-à-dire que la vitesse de propagation de la commande, qui s'obtient d'après la longueur du train et la longueur de l'intervalle de temps qui s'écoule entre l'instant où commence la chute de la pression dans la conduite principale du robinet de frein du mécanicien de la. locomotive et l'instant où la pression commence à augmenter dans le cylindre de frein, doit être aussi grande que possible. Le maximum théorique est alors égal à la vitesse du son, quand on utilise exclu- sivement de l'air comprimé comme agent de transmission.
Alors que la première onde de dépression se propage à peu près à la vitesse du son, mais n'est plus que de l'or- dre de grandeur d'environ 0,05 à 0,06 Kg/cm2vers la fin d'une conduite longue, la chute de pression qui y fait suite est représentée par une courbe très peu inclinée vers la fin de la conduite et est par exemple, de l'ordre d'envi- ron 0,1 Kg/cm en quatre seconde dans les trains de mar- chandises de grande longueur, comportant 150 à 200 essieux.
Il est par conséquent facile de comprendre que tous les dis- positifs de commande dont la sensibilité est située en dehors de la chute de pression de la première onde de dé-
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pression.ont leur zone d'entrée en action dans la partie peu inclinée de la courbe de chute de la pression et ne peuvent par conséquent entrer en action à retardement.
L'amélioration de la sensibilité des dispositifs de commande est par conséquent la première condition à réaliser. Aussi s'est-on efforcé d'une manière générale à améliorer la sensibilité par l'utilisation de membranes élastiques à faible inertie et faible frottement comme organe de transmission de la pression entre les chambres.
On s'est efforcé d'autre part d'accélérer la chute de la pression dans la conduite, et cela en faisant pré- lever par le dispositif de commande à chaque frein, après son entrée en action, et automatiquement, un volume d'air déterminé dans la conduite d'air principale.
Mais commllintervalle de temps qui s'écoule jusqu'à ce que commence ce prélèvement est de nouveau une fonction de la sensibilité de l'organe correspondant, on ne peut, même de cette façon, éviter qu'il se produise un certain retardement. Aussi a-t-on adopté la solution qui consiste à confier la fonction d'accélération à un organe spécial qui entre en fonctionnement indépendamment de l'organe principal de réglage qui comporte toujours'une inertie relative.
Quand on utilise des pistons et tiroirs à mouve- ment de glissement, il y a toutefois également certaines limites pour la sensibilité de cet accélérateur séparé, limites qu'il est impossible de dépasser.
Or, une grande sensibilité du dispositif de com- mande n'est nullement une condition suffisante à elle seule pour obtenir effectivement une application rapide des sabots de frein, notamment dans les freinages de ser-
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vice. Elle ne constitue que la première condition né- cessaire. Un deuxième retardement se produit en effet du fait de la valeur de l'inertie à l'intérieur du dispositif de commande lui-même, c'est-à-dire qu'il s'écoule un certain intervalle de temps interne entre la première entrée en action sous l'effet d'une baisse de la pression dans la conduite principale et le début de la pénétration brusque de l'agent sous pression dans le cylindre de frein.
Ce retarde- ment est considérable dans tous les systèmes connus dans les- quels l'accélérateur est lui-même exécuté sous la forme d'un piston à frottement ayant une certaine inertie, ou agit sur un tiroir à course de commande relativement longue, dans le- quel ou bien on a combinéles deux dispositifs présentant des inconvénients ou bien l'accélérateur, sensible par lui- même, ne déclenche la fonction de pénétration brusque que par l'intermédiaire de l'organe principal de réglage qui est re- lativement insensible.
Une proposition qui à cet égard n'est pas dépvurvue d'intérêt vise à conduire directement l'air comprimé prélevé dans la conduite principale, par l'inter- médiaire d'une valve de limitation, dans le cylindre de frein, même dans des freinages de service, ce qui constitue incontestablement l'optimum de ce qui est réalisable en ce qui concerne l'instant où commence l'augmentation de la pression dans le cylindre de frein. Tout fois, cette solu-. tion n'est pas applicable, pratiquement, pour l'accéléra- tion des freinages de service, et cela pour deux raisons.
D'une part, le volume d'air prélevé dans la conduite prin- cipale varie suivant le nombre des wagons munis d'une con- duite, mais sans frein; qui ont été insérés, ce qui a pour effet que la pression initiale de freinage varie également et
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peut dépasser la valeur maximum admissible, et d'autre part volume d'air prélevé dans la conduite principale ne suffit lorsque le volume des cylindres de frein est relativement grand, pour produire une pression suffisante pour l'applica- tion des sabots de frein, ce qui a pour conséquence que la vitesse élevée de transmission de la commande le long du train ne constitue qu'une valeur théorique.
On voit ainsi que, pour réaliser effectivement et prati- quement une vitesse élevée de transmission de la commande le long du train, il faut, même dans le cas des freinages de service les plus petits, remplir une troisième condition, savoir que l'augmentation de la pression dans le cylindre de frein s'accomplisse aussi rapidement que possible après son démarrage, de façon que les sabots de frein viennent effective- ment s'appliquer contre les roues.
On ne peut obtenir ce résultat dans une mesure suffisante que par une pénétration. soudaine et énergique de l'air provenant du réservoir d'air auxiliaire, Comme l'introduction à l'inférieur du cylindre de frein de l'air principal prélevé, ne doit pas se faire, pour les raisons indiquées, en cas de freinage de service, on a généralement relié , eet effet l'accélérateur à ce qu'on a appelé une chambre de transmission dans laquelle pénètre l'air principal prélevé. La valeur de l'augmentation de-volume obte- nue de cette façon par rapport au volume initial de la conduite principale détermine également la chute de pression obtenue dans cette conduite.
Néanmoins, toute solution qui obtient l'abaissement de la pression dans la conduite d'air principale par l'écoulement dans un réservoir de volume invariable que ce dernier soit alors constitué par le cylindre de frein ou par une chambre de transmission, à l'inconvénient de principe que, dans le cas de l'existence de plusieurs wagons munis d'une
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conduite sans dispositif de prélèvement, l'abaissement de la pression devient moindre et finalement ne suffit plus au main- tien du frein à l'état serré.
En ce qui concerne la troisième condition enoncée, à sa- voir une augmentation rapide de la pression dans le cylindre de frein jusqu'à l'application des sabots de frein même dans les freinages de service les plus faibles, la plupart des systèmes connus de commande sont basés sur le même principe.
Le piston de l'accélérateur se déplace lorsque commence une baisse de la pression dans la conduite d'air principale sous l'action diffêrence conduit e/ l'action de la différence de pression entre cette/principale et le réservoir d'air auxiliaire qui est mis en communication avec la dite conduite par une reinure de remplissage ou un trou qui exerce un effet d'étranglement.
Ce déplacement a pour effet de dégager un orifice par lequel l'air principal peut s'écouler rapidement dans la chambre de transmission, ce qui a pour effet de déplacer davantage le piston de l'accélé- rateur. Or, à ce piston est relié soit un tiroir, soit une autre soupape qui établit une communication entre le réser- voir d'air auxiliaire et le cylindre de frein par l'intermé- diaire de la soupape à pression minimum qui limite la pression d'introduction brusque du fluide, à la suite de quoi la péné- tration brusque du fluide sous pression peut s'accomplir.
La raison pour laquelle l'accélérateur est commandé le plus souvent par la différence de pression entre l'air prin- cipal et l'air auxiliaire consiste en ce que, lors du desser-' rage du frein, il faut absolument éviter que les soupapes d'introduction brusque du fluide entrant en action à nouveau à l'instant où la soupape à pression minimum.se rouvre. On obtient ce résultat de cette manière parce que, lors du des- serrage du frein, la pression.dans la conduite principale sous
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pression est plus grande que la pression de l'air auxiliaire du côté opposé de l'accélérateur, et que ce dernier est par conséquent refoulé dans la position de desserrage et ainsi interrompt de nouveau la communication entre le réservoir d'air auxiliaire et le cylindre de frein.
Mais tous les accélérateurs basé sur ce principe ont un inconvénient inévitable. Leur fonctionnement suppose en effet que la pression qui règne dans la conduite principale baisse plus rapidement que celle qui règne dans le réservoir d'air auxiliaire. Or,,une augmentation rapide de la pression dans le cylindre de frein. est inséparablement liés à une baisse rapide de la pression dans le réservoir d'air auxiliaire..Si la baisse de pression provoquée par le prélèvement dans la conduite d'air principale devient ainsi plus faible et plus lente la suite de l'existence de plusieurs wagons sans frein pneumatique, l'accélérateur interrompt aussi plus tôt la pénétration brusque du fluide sous pression.
Si on donne par contre à l'orifice d'entrée brusque du fluide sous pression une très grande section ce qui est favorable à l'obtention du résultat recherché, la pression baisse finalement dans le réservoir d'air auxiliaire plus vite que dans la conduite d'air principale et-l'accélérateur revient à sa position de desserrage, c'est-à-dire qu'il¯interrompt la communication ou réduit tout au moins la section de la communication avec le cylindre de frein.
La variation, dans le temps, de la pression de pénétra- tion brusque reste par conséquent toujours une fonction de l'allure de la chute de la pression dans la conduite d'air principale et on ne peut la pousser de cette façon au-delà d'un certain maximum..Dans une autre forme de réalisation,.on commande l'accélérateur au moyen de la différence entre l'air
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principal et l'air auxiliaire, l'amorçage de la pénétration brusque du fluide sous pression s'effectuant toutefois par l'intermédiaire de l'organe principal de réglage: Néanmoins, ce dernier est toujours relativement insensible et ne libère la section de passage que dans la mesure permise par sa propre manoeuvre d'ouverture qui dépend également de la chute de pres- sion dans la conduite principale.
Il existe une corrélation très étroite entre d'une part la nécessité d'une grande sensibilité de l'organe qui amorce le freinage et l'augmentation immédiate et rapide de la pres- part/ sion dans le cylindre de frein, et d'autre la nécessité d'in- terrompre la communication entre les réservoirs et la conduite d'air principale aussi brusquement que possible, d'abord pour qu'aucune quantité d'air comprimé ne puisse refluer dans la conduite principale et ensuite pour que la pression qui est nécessaire à la commande ne puisse surtout pas s'abaisser.
La façon dont on interrompt, lorsque commence une manoeu- vre de freinage, la communication entre les réservoirs et avec la conduite d'air principale a par conséquent également une importance particulière. Les clapets de retenue utilisés ini- tialement ne peuvent donc être envisagés, parce que, dans le cas où à partir de la locomotive, on charge à l'excès les ré- servoirs sous l'action d'une impulsion de remplissage s'accom- plissant sous une pression supérieure à la pression de service, ils ne permettent pas ou ne permettent que dans une mesure in- suffisante l'égalisation réciproque de la pression entre la conduite principale et les réservoirs, ce qui introduit le risque que les freins entrent en action involontairement.
La commande de cet organe doit donc se faire de façon que, lorsque le frein est desserré, la communication réciproque entre les réservoirs soit rendus possible sans obstacle, tandis que
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lors de l'amorçage d'une manoeuvre de freinage il faut qu'elle .soit interrompue aussi rapidement que possible et que lors du 'desserrage du frein elle se rétablisse lors d'une pression, dans le cylindre de frein, d'environ 0,3 Kg/cm2 (desserrage des sa- bots de freinà, à la suite de quoi le frein se desserre complète- ment par l'égalisation de la pression entre les réservoirs. Il faut an même temps que pendant le desserage du frein on puisse donner des impulsions énergiques et de longue durée de remplis- sage sans surcharger les reservoirs.
Toutes les exécutions qui utilisent des clapets de retenue en combinaison avec de très petites ouvertures d'étranglement, ou dont on charge les réservoirs d'air auxiliaires au-delà de la rainure de remplissage de l'accélérateur, ou encore dans les- quelles cet organe de fermeture se ferme par la différence de pression entre l'air principal et l'air de commande ont l'incon- vénient de principe que la surcharge n'est pas rendue impossible en principe, mais qu'on peut simplement l'éviter par limitation de la durée de l'impulsion de remplissage. D'autres systèmes utilisent le mouvement, transmis à un tiroir, du régulateur à trois pression, pour interrompre ou rétablir la communication de la chambre de commande avec les autres chambres du disposi- tif de commande.
Bien que cette disposition soit, en principe correcte, son inconvénient consiste en ce que cet organe est relativement insensible, ce qui rend incertaine l'interruption nécessaire dont il a été question ci-dessus, en particulier lorsqu'on utilise des tiroirs. Une autre exécution comporte l'utilisation de l'augmentation de la pression de freinage provoquée par le fonctionnement du régulateur à trois pressions, pour la commande de l'organe de fermeture.
Alors que pour le desserrage du frein cette disposition paraît bonne, elle est en fait très défavorable en ce qui concerne la condition d'une
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fermeture rapide, parce que l'interruption ne peut se produire que lorsque la pression qui règne dans le cylindre de frein a atteint une valeur d'environ 0,3 à 0,4 Kg/cm2, ce qui a pour effet que tous les facteurs qui réduisent la vitesse de propagation de la commande le long du train s'additionnent en ce qui concerne cette fonction de fermeture.
Une autre disposition, qui a déjà été citée à. propos de la vitesse de pénétration, permet il est vrai d'obtenir, en ce qui concerne la première fermeture rapide, l'effet le meilleur, étant donné que l'air prélevé dans la. conduite principale par un accélérateur sensible ferme, sur son chemin vers le cylindre de frein, l'organe de fermeture par une pression dynamique ou d'accumulation brusque.
Cette augmentation de la pression dimi- nue toutefois immédiatement après interruption du prélèvement par la soupape de limitation prévue à cet effet et abaisse la pression à la valeur de la pression qui règne dans le cylindre de frein, et lorsque cette dernière n'est pas montée entre temps au-dessus de 0,3 Kg/cm , comme cela peut se produire avec de dispositif, lorsque les courses des pistons de frein sont relativement grandes ou les cylindres de frein relative- ment grands, l'organe de fermeture se rouvre, à la suite de quoi le frein peut de nouveau se desserrer éventuellement d'une façon complète sans qu'on le veuille.
En dehors des conditions fondamentales décrites, la com- mande automatique à une seule chambre doit permettre une aug- mentation ou diminution par échelons de la pression régnant dans le cylindre de frein, par un abaissement ou une élévation correspondante de la pression régnant dans la conduite princi- pale.
Dans les systèmes récents que l'on connaît cette condi- tion est remplie principalement au moyen d'un organe de réglage
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à trois pressions,lequel sous la pression de l'air de commande constant sous la pression variable de l'air principal, et sous la pression du cylindre de frein agissant en sens contraire de la différence des deux premières, met le cylindre de frein en communication avec le réservoir d'air auxiliaire, ou bien avec l'air extérieur, ou interrompt les deux communications lorsque le dispositif est en état d'équilibre.
La pression du cylindre de frein doit atteindre sa valeur maximum prescrite lorsque l'a- baissement de la pression dans la conduite d'air principale atteint une valeur fixée d'avance, par exemple 1,5 Kg/cm2, et ne doit pas augmenter davantage lorsque la pression de l'air principal continue de baisser.
Cette condition est remplie généralement par le fait qu'on choisit la valeur du volume du réservoir d'air auxiliaire pour une course moyenne du piston de frein, de façon que la pression maximum qu'on peut atteindre dans le cylindre de frein corresponde à la pression de compensation ou d'égalisa- tion entre le cylindre de frein et le réservoir d'air auxi- liaire.
Cette solution conduit à l'emploi d'un réservoir d'air auxiliaire approprié pour chaque dimension du cylindre de frein.
Toutefois, lorsque la course du cylindre de frein est variable, cette pression maximum varie également.
En dehors de la condition constituée par la limitation de la pression maximum dans le cylindre de frein, il faut également pouvoir régler différemment la variation dans le temps de l'augmentation de la pression suivant le type du train (train de marchandises, train omnibus ou train express).
En outre, dans les trains de marchandises, un wagon chargé doit pouvoir être freiné plus fortement qu'un wagon vide, et,
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dans les deux cas le temps de remplissage du cylindre de frein et le temps de desserrage doivent être égaux. Dans les trains express, l'action de freinage intense doit être enclenchée et mise hors service automatiquement en fonction de la, vitesse de marche. Le mode le plus connu de freinage de la charge dans les trains de marchandises consiste dans la combinaison du dis- positif de commande avec un tringlage de frein à rapport de transmission pouvant être modifié mécaniquement. D'autre part, on obtient également le freinage plus intense par l'utilisation d'un second cylindre de frein et d'un second réservoir d'air auxiliaire.
Cette forme d'exécution est également utilisée en particulier pour les voitures des trains express. Dans ce cas, on constate, dans les dispositifs de commande connus,en parti- culier da.ns les commandes à tiroir, que ces systèmes ne sont plus en mesure de remplir les grands volumes des cylindres de frein dans le délai prescrit et jusqu'à la pression maximum, c'est pourquoi il faut des dispositifs spéciaux de transmission de la pression pour la commande du second cylindre de frein.
En outre, un système de ce genre exige la mise en oeuvre de moyens matériels,importants.
Pour éviter la nécessité d'un dispositif mécanique tenant compte du changement de la charge, on a réalisé des systèmes qui permettent de produire, au moyen du dispositif même de commande, pour une même chute de pression dans la conduite d'air principale - deux échelons de pression de freinage ou davantage. Avec ces solutios, on ne satisfait pas, toutefois, à la condition de temps égaux de remplissage et de desserrage a,ux différente échelons de pression, ou bien on ne s'est efforcé d'y'parvenir que par des moyens insuffisants.
Dans tous les dispositifs de commande qui permettent le réglage d'échelons différents de pression dans les cylindres
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de frein, la limitation de la pression maximum dans chaque cas exige un organe spécial, étant donné que ce n'est qu'à l'éche- lon de pression le plus élevé que la pression dans le cylindre de frein peut être égale à la pression d'égalisation avec le réservoir d'air auxiliaire.
Dans les exécutions connues, on obtient cette limitation, entre autres, par le fait que la différence de pression entre l'air de commande et l'air principal agit dans le régulateur principal à trois pressions-per l'intermédiaire d'un ressort à tension initiale agissant, en sens contraire de la pression de freinage, ce ressort étant comprimé par une pression maxi- mum déterminée, à la suite de quoi il n'est plus possible de repousser et d'ouvrir la soupape dadmission, même lorsque la pression continue de baisser dans la conduite d'air principale.
L'inconvénient de ce mode de limitation réside dans le fait que le ressort doit produire ou fournir une tension de plus de cent kilogrammes. Il devient donc très grand et lourd, ou bien a une action qui manque de précision.
Une autre solution proposée consiste à prévoir au moyen d'un organe spécial une séparation entre la partie contenant l'air principale du dispositif de commande et la conduite d'air principale, dès que la baisse de la pression a atteint par exemple la valeur de 1,5 Kg/cm2.
Cette solution a toutefois deux inconvénients. Tout d'a- bord, le volume de la partie contenant l'air principal dans le dispositif de commande est relativement faible, de sorte que les défauts d'étanchéité les plus faibles provoquent rapide- ment une baisse de la pression. En second lieu, par suite de son inertie et des phénomènes d'accumulation dynamique interne la soupape se ferme soit trop t8t, soit trop tard, dans les 'cas
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/ d'un abaissement très rapide de la pression (freinage rapide).
Le temps qu'il faut pour remplir le réservoir vide ne peut dans les systèmes connus, être réduit en-dessous d'un certain minimum, parce qu'en général les trous qui servent au remplissage des récipients agissent en même temps comme conduits de sensibilité, en provoquant lors du commencement d'un freinage un étranglement entre la conduite principale et les réservoirs, et produisent de cette façon la première diffé- rence de pression nécessaire à l'entrée en action du dispositif de commande.
Il est impossible d'éviter que lors de l'augmentation de la sensibilité du dispositif de commande par une réduction de ces sections de sensibilité le remplissage se ralentisse ou que par une augmentation de--- sections la sensibilité diminue.
Ce fait est d'ailleurs en étroite relation avec ce qui a déjà été dit ci-dessus au sujet de la vitesse de propagation de l'impulsion de commande le long du train.
La présente invention a pour but d'éviter de façon systé- matique les inconvénients ci-dessus énumérés.
Elle a pour but a) d'obtenir une augmentation de la vitesse de propaga- tion de l'impulsion de commande le long du train jusqu'à la valeur limite maximum pouvant être atteinte dans les freins à air comprimé dans le cadre de l'insensibilité prescrite, et cela, indépendamment de la nature de l'opération de freinage (freinage de service ou freinage rapide). b) d'obtenir une augmentation de la vitesse de pénétra- tion brusque du fluide dans les manoeuvres de freinage de service et d'obtenir une vitesse de pénétration brusque indé-
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pendante de la nature de l'opération de freinage.
c) de maintenir constant l'abaissement de la pression réalisé automatiquement par le dispositif de commande dans la conduite d'air principale pour le premier échelon de freinage de service, indépendamment du volume à prélever dans la conduite d'air principale, de telle sorte que le nombre de wagons qui ne sont munis que de conduites de passage ne puisse pas non plus influencer de façon sensible l'abaisse- ment de la pression. d) de maintenir constante la pression d'introduction initiale du fluide sous pression dans le cylindre de frein, indépendamment du volume prélevé dans la conduite d'air principale, quelles que soient les conditions de service.
e) de maintenir constante dans une large mesure la pression maximum dans le cylindre de frein, indépendamment de la valeur de la course du piston et du volume du réser- voir d'air auxiliaire. f) d'obtenir le freinage de la charge dans les wagons de marchandises ou le freinage accru - en fonction de la vitesse des voitures des express sans adaptation mécanique à la charge des wagons de marchandises ni dispositif supplé- mentaire de transformation de pression, en combinaison avec second/ un second cylindre de frein et un/réservoir d'air auxiliaire.
Le dispositif de commande nouveau pourra, par exemple, pro- duire deux échelons de pression pour lesquels on réalise l'égalité entre les temps de remplissage du cylindre de frein et les temps de desserrage - soit par l'inversion d'un levier dans les wagons marchandises,soit par une manoeuvre d'inversion connue quelconque, automatique et fonction de la vitesse, dans les voitures d'express.
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g) de réaliser, pour les sections maxima de remplis- sage réglables par remplacement d'orifices ou alésages d'étranglement, des sections assez grandes pour que même les cylindres de frein du volume le plus grand puissent encore être remplis en un temps très court;
h) de réduire le temps de remplissage des réservoirs vides à la moitié ou au tiers du temps qu'il fallait jus- qu'ici, de manière à remettre rapidement les freins en état de fonctionner à nouveau.
Le présent dispositif de commande de l'air pour les freins à air comprimé automatiques à une seule chambre est caractérisé par la combinaison: d'un dispositif de réglage (I) d'un accélérateur (II) qui comporte une soupape (24) portée par l'air principal qui s'échappe, d'un limiteur (IV) de prélèvement comportant une soupape (56) à deux plateaux de soupape qui s'ouvrent et se ferment d'une manière alter- née, d'un organe (VI) d'introduction brusque comportant une soupape (78) soumise à l'action de la pression de l'air 'auxiliaire et d'un ressort léger, d'un organe de fermeture (V), d'un limiteur de la pression minimum (VII), d'un organe de remplissage et de réalimenta.tion (VIII) ainsi que de l'organe de réglage (III) de la pression de freinage néces- saire pour le réglage du dit freinage,
ces organes étant combinés les uns avec les autres et ajustés réciproquement de façon que, d'une part,.on puisse produire une première pénétration brusque et rapide de l'agent comprimé dans le cylindre de frein, d'autre part on puisse faire varier la pression dans le cylindre du frein à deux échelons diffé- rents et de valeur maximum limitée,,en fonction de la pres- sion qui règne dans le conduite d'air principale; dans ce
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but, la soupape de prélèvement (24) de l'accélérateur (I) entre en action initialement sous l'effet de la différences de preasion de faible valeur qui se produit entre l'air principal et l'air auxiliaire lorsque l'on amorce une ma- noeuvre de freinage;
.des l'instant de son ouverture cette soupape de prélèvement est maintenue ouverts par 1.'air principal qui s'échappe en agissant sur le piston (26) relié à la dite soupape indépendamment des variations ultérieures de la différence de pression entre l'air principal et l'air ausilliaire, jusqu'à ce que l'écoulement de l'air principal
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soit Interrompu ou.blen.p[ar-.un..limiteur de p;rélèvement (IV) qui ferme lors d'ùne chute dé pression déterminée dans la conduite d'air principale sous l'action de la différence de pression qui se forme entre l'air principal et l'air de commande, ou biempar un¯dispositif (XI) d'interruption:
de .l'écoulement qui coopère avec le limiteur de prélèvement et qui en-l'absence d'une différence de pression suffisante entre l'air ppincipal et l'air de commande se ferme lui- même après un intervalle de temps de la durée voulue sous l'action de la pression.d'accumulation de lrair principal qui s'écoule; l'organe (VII) servant à l'introduction brus- que du fluide s'ouvre par l'action d'une brusque:pression d'accumulation produite dans la chambre (75) par l'air principal s'écoulant,.pression-qui est égale,,.pendant l'écou- lement, à un multiple de la différence de pression..qui prend naissance entre l'air principal'et l'air secondsire;
cette pression d'accumulation augmente, après interruption.du prélèvement de l'air principal par le limiteur de prélève- ment (IV) et ouverture de la'soupape inférieure (56), pour devenir égale à la pression totale régnant dans la conduite principale. Il en.résulte que le début de la brusque péné-
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tration de l'air auxiliaire-dans le cylindre de frein par l'intermédiaire de l'organe (VI) de,pénétration brusque coincide pratiquement et sans retard avec l'entrée en action de l'accélérateur (Il);
simultanément la communication entre la conduite d'air principale, le réservoir d'air auxiliaire (H) et le réservoir de commande (St) ainsi que la communi- cation entre ces deux derniers est interrompue par l'organe de fermeture (V) ,sous l'action d'une pression d'accumula- tion produite par l'air auxiliaire qui pénètre brusquement dans la chambre (63) et agit en sens contraire de la pres- sion existant dans la chambre (61); cette pression d'accu- mulatlon pendant la durée de la pénétration brusque du fluide, est un multiple de la pression qui prend naissance dans le cylindre de frein (Br) après qu'à été atteinte la pression désirée de pénétration brusque dans le cylindre de frein, la communication ci-dessus est maintenue fermée par cette dernière pression.
La commande d'air qui fait l'objet de la présente in- vention est représentée sur les dessins annexés dans lesquels:
La-figure 1 est une représentation schématique de la disposition des soupapes et conduites.
La figure 2 est une coupe à plus grande échelle d'un groupe de soupapes..
Les figures 3, 4, 5 et 6 représentent le robinet de commande dans différentes positions de fonctionnement.
Pour plus de clarté l'air principal, l'air auxiliaire et l'air de commande sont différenciés dans le dessin 1 par des hachures spéciales: hachures en traits pleins inclinés à droite vers le haut pour l'air-principale
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hachures en traits pleins inclinés à gauche vers le haut - pour l'air auxiliaire; hachures en traits pleins et pointillés alternés inclinés à droite vers le haut - pour l'air de commande
Le dispositif de commande de l'air est constitué par un certain nombre de chambres,,.réservoirs, soupapes et con- duites qui sont groupés en unités ou ensembles suivant leur fonction.
Ces ensembles sont dénommés limiteur de la pression maxima I, accélérateur (II), régulateur à trois pression (III) limiteur de prélèvement (IV), organe de fermeture (V),organe d'introduction brusque (VI), organe à pression minimum (VII), organe de remplissage et de 'éalimentation (VIII) robinet inverseur(IX) , limiteur du temps de remplissage du cylindre de frein (X), dispositif d'interruption de l'écoulement (XI), réservoir d'air auxiliaire H, réservoir 3'air de commande St et cylindre de frein Br, qui sont reliés les uns aux autres par des conduites correspondantes. Dans ce qui va suivre, les organes de commande qui sont à considérer comme des ensembles ou unités,.seront décrits tout, d'abord.
Le limiteur de la pression maximum I se compose d'une chambre 1 branchée'sur la conduite principale L et séparée par les membranes 2 et 3 des chambres 4 et 5. Les chambres 1 et 5 sont en communication l'une avec l'autre par la tige de soupape percée 6 qui porte les membranes 2=et 3 et qui leur transmet la pression du ressert 7. Le plateau de *ou- pape 10 constitue sous la pression du ressort 11 là ferme- ture entre les chambres 5 et 12. L'air comprimé qui entre lors du remplissage par la conduite L peut donc parvenir dans la chambre 5 par le conduit percé dans la tige de soupape 6. La chambre 4 est en communication avec la conduite 13 et est sous l'action de l'air de:commande.
La chambre 12
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est en communication par le conduit (14) de section réduite avec la chambre 15 de l'organe (VIII) de remplissage et de réalimentation. Le rôle de cette unité et celui des autres seront décrits plus loin à propos du fonctionnement de l'ensemble du dispositif de commande.
L'accélérateur (II) ( voir également la figure 2) se compose: de la chambre 16 qui est en communication, pa,r la conduite 17, avec la chambre 5, de la chambre 18 qui est ra,ccordée à la conduite d'air auxiliaire 19,.de la petite chambre 20, du cylindre 21 et de la chambre 22. La chambre 16 est séparée de la chambre 18 par la membrane 23 La ferme- ture entre les chambres 16 et 20 a lieur par le plateau de- la soupape 24 qui est reliée de façon rigide au piston 26 et à la tige de soupape 25 et est soumis à l'action de la. pression fournie par le ressort 27. Entre la tige de soupape 25 et la membrane 23, il n'y a pas de liaison rigide, de sorte que les mouvements de la membrane 23 ne peuvent exercer une action sur la tige de soupape 25 que dans un seul sens.
Les chambres 20 et 22 sont séparées l'une de l'autre par le piston 26, mais il subsiste entre ce dernier et le cylindre 21 d'une faon permanente un intervalle d'air annulaire libre..La chambre 22 est reliée par la conduite 28 au limi- teur (IV) de prélèvement.
Le régulateur (III) à trois pressions se compose des chambres 29 et 30 qui sont séparées l'une de l'autre par la membrane 31. La chambre 29 estren communication par la con- duite 32 avec la chambre 16 et par conséquant sous l'influ- ence de l'air de la conduite principale, tandis que la chambre 30 est sous l'influence, par les conduites 33 et 34, de l'air de commando. La membrane 31 est reliée à travers la paroi de fermeture étanche 35 à la tige de soupape percée
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36..Entre la paroi 35 et la(membrane 37 se trouve la chambre 38 qui peut être mise en communication avec l'at- mosphère extérieure au moyen de la conduite 39 et du ro- binet IX.. Dans la chambre 38 débouche le conduit de=la tige de soupape creuse 36.
Les membranes 37 et 40 prennent appui sur la tige de soupape 36.. Au-dessus de la membrane 37 se trouve la chambre 41 qui est mise en communication, au moyen du robinet IX et suivant la position de ce dernier, soit avec la' chambre! 42 au-dessus de la membrane 40, soit avec laatmosphère extérieure. Une conduite 43 fait communi... quer la chambre 42 par l'intermédiaire du limiteur du temps de remplissage X avec le cylindre de frein Br.
La tige de soupape 36 et les membranes 40, 37 et 31 qui y sont reliées sont soumises à la pression du ressort 47, de aorte que le conduit percé dans la tige'de soupape 36 peut entrer en communication, a travers la fente libre 48, avec la chambre 42..Au-dessus de la chambre 42 se trouve la chambre 44 qui est séparée de la chambre 42 par le plateau de soupape 46 sur lequel agit la pression de ressort 45. La chambre 44 est mise en communication avec la conduite 49 remplie de l'air auxiliaire et conduisant par le robinet IX au réservoir d'air auxiliaire H.
Le limiteur de'prélèvement IV se compose de la chambre 50 qui est reliée à la conduite 51 de l'air de commande.
Au-dessus de la chambre 50 se'trouve la chambre 52 qui est mise en communication par la conduite 53 avec la chambre 16. de 1-'accélérateur II. la chambre 50 est séparée de la chambre 52 par la membrane 54. A la membrane 54 est reliée la tige de soupape 55 qui porte le plateau de soupape 56 à double siège. Les chambres-52 et 57 sont séparées par le plateau, inférieur de la soupape 56 à double siège qui est soumis 3. l'action de la pression du ressort 59. L'ouverture qui peut
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être fermée par le plateau supérieur de la soupape 56 à double siège conduit dans l'atmosphère par l'intermédiaire de la chambre 121 du dispositif d'interruption XI de l'écoulement, ainsi que cela sera décrit plus loin.
La chambre 57 est mise en communication par la conduite 60 avec l'organe VI d'introduction brusque du fluide, et par la conduite 28 avec la chambre 22 de l'accéléra.tour II.
L'organe de fermeture V se compose des chambres 61,
62 et 63. Dans la chambre 61 débouche la conduite 64 qui est en communication, par l'intermédiaire de la conduite 17 et du limiteur I de la pression maximum, avec la conduite L de l'air principal.
La conduite 65 de l'air de commande commence dans la s'ouvre et/ chambre 61 et/se ferme en même temps que la conduite 64 par le plateau de soupape 66. La conduite 68 de 1¯'air auxili- aire débouche dans la chambre 61 par l'intermédiaire du con- duit de sensibilité 67. Le plateau de soupape 66 est relié par la, tige de soupape 69 aux membranes 70 et 71. La chambre 62 comprise entre lesmembranes est en communication avec l'atmosphère extérieure. La chambre 63 est en communi- cation par la conduite 72 avec l'organe VII de pression minimum.
La soupape VI d'introduction brusque se compose des chambres 73, 74, et 75. La chambre 73 est reliée par la conduite 76 avec le réservoir d'air auxiliaire H et est sé- parée de la chambre 74 par le plateau de soupape 78 soumis à la pression du ressort 77. Les chambres 74 et 75 sont sé- parées l'une de l'autre par la membrane 80 qui est reliée par la tige de soupape 79 au plateau de soupape 78. La chambre 74 est en communication par la conduite 81 avec la chambre 82 de l'organe de press-ion minimum VII...
L'organe VII de pression minimum se compose des chambres
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82,83, 84 et de la chambre 85 qui en communication avec l'atmosphère extérieure. La chambre 84 est séparée de la chambre 85 par la membrane 87. La tige de soupape 88 est reliée 4 la membrane 87. Elle passe à travers la paroi étanche 89 pour pénétrer dans la chambre 83 et porte le plateau de soupape 86. Ce dernier est maintenu par la pres- sion du-ressort 90 dans la position d'ouverture. La chambre 84 est en communication, par la conduite 91 avec.l'ajutage 92 qui est Inséré dans la conduite de freinage 93 et qui produit pendant la circulation du fluide une certaine dé- pression dans la chambre 84.
L'organe de remplissage et de r.éalimentation VIII se compose des chambres 94, 95 et 15. La chambre 94 qui est séparée de la chambre 95 par la membrane 96 est soumise par l'intermédiaire des conduites 13 et 14 à l'action de la pression de commande. La chambre 95 est mise en communica- tion par la conduite 97 avec le réservoir d'air auxiliaire H.
Les chambres 15 et 95 sont séparées l'une de l'autre par le plateau de soupape 98.. Le plateau de soupape 98 est relié par l'intermédiaire de la tige de soupape 99 à la membrane 96 et est soumis à la pression du ressort 100.
L'organe VIII de remplissage et de réalimentation est en communication par le conduit 14 de section réduite avec la chambre 12 du limiteur I de la pression maximum.
Le robinet inverseur IX qui est représenté en détail dans les figures 1, 3, 4,5 et 6 se compose d'un cône inté rieur 110 du boisseau du robinet dans lequel se trouvent à une certaine distance axiale l'un de l'autre deux jeux différents de conduits de remplissage 113 et 114 et de con- duits 115 et 116 de desserrage correspondant aux temps de remplissage et de desserrage différents suivant les genres de freinage ( trains de marchandises, trains omnibus,
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trains express), et à une distance encore plus grande suivant l'a,xe la rainure de manoeuvre 117 au moyen de la- quelle la seconde membrane de rappel 37 du régulateur à trois pressions III est mise en communication avec l'air exté- rieur,
et d'autre part d'un cône de boisseau extérieur 111 qui pivote dans le carter llla du dispositif de commande et qui libère par une rotation radiale soit le jeu de rem- plissage 113 en même temps que le jeu de desserrage 115. soit, en interrompant cette communication, le jeu de rem- plissage 114 en même temps que le jeu de desserrage 116.
Dans le premier cas, la seconde membrane de rappel 37 du régulateur III à'trols pressions est en même temps mise en communication avec l'air extérieur. Dans le second cas, elle est mise en communication au contraire avec la chambre 42.
Par conséquent, à l'aide du cône intérieur du boisseau, on peut régler le dispositif en fonction du type de train, c'est à dire suivant qu'il s'agit d'un train de marchandise G, d'un train omnibus P ou d'un train express S tandis qu'avec le cône de boisseau extérieur on peut régler le dispositif suivant différents échelons de pression de freinage, ce dernier cône étant monté en série avec un organe U connu, commandé en fonction de la vitesse, pour le passage automatique de l'un à l'autre des différents échelons de pression.
Le imiteur X du temps nécessaire au remplissage d'un cylindre de frein se compose des chambres lol, 102, 103 qui sont séparées les unes des autres par les membranes 104 et 105. La chambre 102 est constamment en communication avec l'air extérieur. Les deux membranes sont reliées par la tige de soupape 106 qui porte à l'extrémité percée le plateau de soupape 107. Lorsque la soupape est fermée, l'air de freinage qui, en venant du régulateur III à trois pressions, passe par la conduite 43, ne peut plus s'écouler que par la
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tige de soupape peroée 106 et la section étranglée 108 dans le plateau de soupape 107 et par la conduite 109 vers. le cylindre de frein.Br.
L'interrupteur XI d'écoulement se compose de la chambre d'accumulation 121 qui est en communication d'une part par la section étranglée 127 et la conduite 128 avec la chambre sous pression 122 et d'autre part par la soupape 124 avec la chambre 123 qui:¯débouche dans l'atmosphère extérieure..En parallèle avec la soupape 124 est monté le petit orifice 130 d'évacuation de l'air qui est constamment ouvert. La chambre sous pression 122 est emparée de la chambre 123 qui est en communication avec l'air extérieur par la membrane 125. La membrane 125 est reliée par.'la tige de soupape 129 au plateau de soupape 124 et est soumise , la pression du ressort 126..
Les unités décrites peuvent être logées dans un ou plusieurs boitiers, suivant la place dont on dispose dans la voiture ou le wagon ou dans la locomotrice pour leur mise en place. Le fonctionnement lors du remplissage des récipients ou réservoirs vides, lors du freinage et lors du desserrage des freins va être décrit ci-après.
Le remplissage des réservoirs vides 'accomplit de -la manière suivante: l'air comprimé qui vient de la conduite principale L pénètre dans la chambre 1 du limiteur I de la pression maximum et passe de cette dernière par les con- duites 17 et 64 dans la chambre 61 de l'organe V de ferme- ture. Sous l'action de'la pression exercée sur la membrane. 70, le plateau de soupape 66 se soulève de son siège.
L'air comprimé peut alors s!écouler par la conduite 65 vers le réservoir de commande St en avant duquel est montée une section réduite d'étranglemént 120, de sorte que dans la conduite 65 et dans, les chambres de commande 50, 3.0, 94 et 4 qui lui sont reliées par les conduites 51,34, 33-et 13
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règne pratiquement la presaion non réduite de la conduite principale.
L'air comprimé s'écoule-d'autre part , la sortie de la chambre 61, à travers la section de sensibilité 67 et la conduite 68, vers le réservoir auxiliaire H. Par suite de l'étranglement qui se produit dans la section de sensibili- té 67, la pression qui règne dans la partie du dispositif de commande occupe par l'air auxiliaire est plus faible que dans les chambres de commande branchées avant la section étrang- lée 120 du réservoir de commande St.
Ceci a pour conséquence que la membrane 96 de l'organe VIII de remplissage et de réalimentation soulevé le plateau de soupape 98 en sens contraire de la pression du ressort 100 et établit par ce moyen une communication entre les chambres 15 et 95, ce qui réduit la pression dans les chambres 12 et 15 à la valeur de la pression régnant dans le réservoir d'air auxiliaire H. A ce moment, l'air com- primé qui sort de la conduite L peut également soulever le plateau de soupape 10 en sons contraire de l'action du ressort 11 et s'écouler, à travers la section étranglée 14, la chambre 15 et la conduite 97, dans le réservoir d'air auxiliaire.
Par ce moyen, on réduit fortement la durée de la première période de remplissage, et on satisfait à la condition énoncée ci-dessus sous h) dans le préambule..
Le ressort 100 de l'organe VIII de remplissage et de réalimentation est en même temps réglé de façon que cette soupape se ferme dès que la pression auxiliaire est in- férieure d'environ 0,2 kg/cm2 à la pression de commande.
Le reste du remplissage s'effectue ensuite exclusivement à travers le conduit de sensibilité 67 de l'organe V de fermeture. L'air provenant de-la conduite principale s'écoule par la conduite 17 également dans la chambre 16 de l'accélérateur II, ainsi que dans les chambres 52 du
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limiteur de prélèvement IV ou 29 du régulateur III à trois pressions,, qui sont reliées à la chambre 16, par les con- duites 53 et 32. L'air auxiliaire parvient par le robinet de manoeuvre IX et la conduite 49 dans la chambre 44 du régulateur III à trois pressions, où le passage vers la chambre 42 et par conséquent vers le cylindre de frein est fermé par.le plateau de soupape 46 qui se trouve dans la position de fermeture.
L'air auxiliaire parvient par la conduite 19 dans la chambre 18 de l'accélérateur II et par la conduite 76-dans la'chambre 73 de l'organe VI d'intro- duction brusque, où la suite du chemin allant vers la cylindre-de frein:est fermée par le plateau de soupape 78.
Si les réservoirs et chambres sont surchargés momanta- nément lors du premier remplissage par une pression-trop élevée fourni par la conduite, il se produit une égalisa- tion ou compensation.automatique de la pression par la soupape 66 de l'organe d'arrêt ou de fermeture V qui est ouvert, jusqu'à ce que dans tous les réservoirs et les chambres qui sont mises en'; communication!avec eux règne à la fin du remplissage la même pression.
Lorsque le dis- positif est dans cet état de fonctionnement, l'air a été évacué des organes suivants: le cylindre de frein Br par la conduite 109, la chambre 103, la conduite 43,,la chambre 42,:la tige de soupape creuse 36, la chambre 38 du régula- teur III à trois pressions,,et d'autre part par la conduite 39 et lé conduit de desserrage correspondant du robinet de manoeuvre IX qui abourt it à l'extérieur; la chambre 63 de l'organe de fermeture V,;la chambre 83 de l'organe VII à pression minimum, la chambre 74 de l'organe VI d'introduc- tion brusque, lesquelles chambres sont reliées par la chambre 83 et la conduite 93 au cylindre de frein dont l'air a été
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évacué de la manière déjà décrite.
Les chambres 20 et 22 de l'accélérateur II, la chambre 57 de l'organe VI de limi- tation des prélèvements et la chambre 75 de l'organe VI d'introduction brusque qui lui est reliée sont en communi- cation avec l'air extérieur par la soupape ouverte 56 du limiteur de prélèvement IV. D'autre part, toutes les cham- bres de l'interrupteur d'écoulement XI sont également vi- dées d'air.
Le freinage s'effectue de la manièresuivante:
Si, dans la conduite-principale L, on provoque, à la main ou à l'aide d'un dispositif mécanique, une baisse de pression prescrite pour amorcer le freinage, la pression fournie par la conduite principale baisse dans la chambre 16 de l'accélérateur II un peu plus vite que la pression de l'air auxiliaire dans la chambre opposée 18 à cause du conduit de sensibilité 67 prévu dans l'organe V de sensi- bilité. Il en résulte que la membrane 23 soulève de son siège le plateau de soupape 24 (figure 2) d'une manière connue. Ceci permet à l'air de la conduite principale de s'écouler brusquement à l'extérieur par les chambres 20 et 22 de l'accélérateur II, la très petite chambre d'accu- mulation 57 du limiteur IV de prélèvement et par les sou- papes 56 et 124.
En-même temps, dans la très petite cham- bre d'accumulation 57 qui est reliée à la chambre 75, égale- ment très petite de l'organe VI d'introduction brusque, il se produit momentanément au commencement du prélèvement une pression d'accumulation relativement très elevée. Sous l'action de cette pression, la membrane 80 repousse la. sou- pape 78 d'une façon brusque, à la suite de quoi l'air auxi- liaire peut s'écouler à travers une grande ouverture par la chambre 74, la conduite 81.et par l'organe VII de pression
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minimum très rapidement dans le cylindre de frein Br.
Lors- que la pression désirée d'introduction brusque a été at- teinte (application des sabots de frein), la soupape 86 se ferme par suite de la pression de remplissage qui s'exerce sur la membrane 87, en sens contraire de l'action du res- sort 90!de compression, et la communication entre le réser- voir d'air auxiliaire et le cylindre de frein-par la con-- duite 93 se coupe.
Avec l'ouverture de l'organe d'introduc- tion brusque, ,il se produit, dans la très petite chambre d'accumulation 83 de l'organe VII de pression minimum pen- dant que dure l'écoulement et par comparaison avec la pression régnant dans le cylindre de frein, une pression d'accumulation sensiblement plus élevée qui se propage par la conduite 72 jusque dans la chambre 63 de l'organe de fermeture V à la suite de quoi la membrane 71 applique brusquement le plateau de soupape 66 sur son siège,,ce qui a pour effet d'interrompre la communication entre la con- duite d'air principale 64 et le réservoir auxiliaire H et le réservoir de commande St et par conséquant également entre les conduites et chambres branchées sur ces réser- voirs.
Le fonctionnement dont on vient de décrire les diffé- rentes phases s'accomplit en réalité très rapidement, de sorte que le début de la pénétration rapide du fluide com- primé et l'interruption de la communication entre les diffé- rents réservoirs coïncident pratiquement avec le début du prélèvement par l'accélérateur II, de sorte que, pratique- ment, même avec une section relativement forte pour les orifices de sensibilité 67 et 120, aucune quantité d'air ne peut refluer dans la conduite principale.
Ces premières fonctions s'amorcent immédiatement et indépendamment du
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genre de freinage (allant depuis un freinage de service minime jusqu'à un freinage rapide), parce qu'elles sont provoquées directement par la pression d'accumulation de l'air principal qui s'écoule,,et elles fournissent le ré- sultant énoncé dans le préambule sous a) et b). Dès l'en- trée en a.ction de l'accélérateur II, la suite de la varia- tion de la pression dans la partie à air principal d'une part et dans la partie à air auxiliaire d'autre part peut s'accomplir immédiatement et d'une façon indépendante.
En particulier, le prélèvement dans la conduite principale par l'intermédiaire du limiteur de prélèvement IV peut continuer de durer indépendamment du volume à prélever dans la conduite principale (nombre des wagons sans frein pneumatique) jusqu'à ce que la pression dans la conduite principale se soit abaissée à la valeur prescrite pour le premier échelon de freinage, à la suite de quoi la diffé- rence de pression qui se forme entre la chambre 50 qui est en communication avec le réservoir de commande St et la chambre 52 qui est en communication avec la conduite prin- cipale surmonte l'action du ressort 59. Le plateau supéri- eure de soupape 56 est appliqué sur son siège, ce qui in- terrompt la communication de la conduite principale avec l'air extérieur.
On obtient l'indépendance de la variation de la pression principale et de la pression auxiliaire après que l'accélérateur II est entré en action pour la première fois au moyen d'une exécution inédite de l'accé- lérateur, roprésentée dans la figure 2. La soupape de l'accélérateur II est exécutée sous la forma d'un très petit platon 26 de faible poids qui se meut absolument sans frottement dans l'alésage du cylindre 21 grâce à un inter- valle d'air annulaire qui est dans un rapport déterminé
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avec la section..de passage de l'ouverture de la soupape.
A l'instant où commence le prélèvement dans la chambre 16, et par conséquent également dans la conduite principale, il se produit dans la très petite chambre 20 une pression d'accumulation momentanée de valeur élevée qui a pour effet de soulever la piston 26 jusqu'à la hauteur de l'orifice d'écoulement 28, position dans laquelle il est obligé de rester en exécutant mouvement d'oscillation tant que con- tinue l'écoulement par la soupape 56 ouverte de limiteur de prélèvement IV et par la soupape ouverte 124 de l'inter- rupteur d'écoulement XI, et cela d'une manière entièrement indépendante de la suite de la variation de la pression. dans les chambres 16 et 18 de l'accélérateur-II, ce qui a pour effet de fournir le résultat énoncé sous c) dans le préambule.
On peut alors donner à la section de passage de la soupape 78 de la soupape VI de pénétration.brusque une valeur qui est même si grande que la chute de pression.dans le réservoir auxiliaire soit en avance sur celle qui se produit dans la conduite principale, sans que le prélève- ment soit interrompu pour autant, parce que dans ce cas la tige de soupape 25 de l'accélérateur II ne peut suivre la membrane 23 pousée vers le bas. Mais dès que l'on inter- rompt l'écoulement par la fermeture régulière du plateau de soupape supérieur 56 de l'interrupteur de prélèvement IV, le ressort 27 repousse le piston.oscillant 26 en ar- riére et par conséquent le plateau de soupape 24 sur son siège.
Dans le cas contraire, c'est à dire lorsque le vo- lume d'air à prélever dans la conduite principale est faible par comparaison avec le volume à introduire brusque- ment dans le cylindre de frein et que par conséquent l'écou- lement à la sortie de la conduite principale est terminé
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avant que la pression d'introduction brusque dans le cy- lindre de frein ait atteint la valeur prescrite, il s'éta- blit dans la, chambre 57 du limiteur de prélèvement IV et dans la chambre 75 de l'organe VI d'introduction brusque, qui est en communication par la conduite 60 avec cette chambre 57,la pleine pression de la conduite principale par suite de la communication de la chambre 57 avec la chambre 52 par l'intermédiaire du plateau de soupape in- férieur 56 désormais soulevé.
Sous cette pression exercée sur la. membrane 80, le plateau de soupape 78 continue d'être maintenu dans la position d'ouverture, de sorte que la pénétration brusque peut continuer jusqu'à ce qu'elle soit interrompue à son tour par le fonctionnement de l'or- gane à pression minimum VII. De cette façon, on obtient le résultat visé sous d) dans le préambule.
Pour éviter que l'organe VII à pression minimum se ferme prématurément par l'action de la pression d'accumula- tion relativement élevée régnant dans le dispositif de commande, comparativement à la pression dans le cylindre de frein, la chambre 84 est raccordée sur le conduit de freinage par un ajutage 92 qui produit une dépression re- lative. Tant que l'écoulement dure (par suite de l'écarte- ment du piston de frein jusqu'à l'application des sabots de frein), il règne dans la chambre 84 une pression plus faible que dans le cylindre de frein. A l'instant où s'achève la course du piston de freinage, il se produit dans la conduite 93 une accumulation en retour, à la suite de quoi la pression augmente brusquement dans la chambre 84, tandis que la membrane 87 surmonte l'action du ressort 90 et provoque par conséquent la fermeture du plateau de soupape 86.
A cet instant de l'interruption.de l'écoulement
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ou de la circulation; la pression.monte immédiatement dans les petites chambres 82 et 74.à la valeur de celle qui règne dans le réservoir d'air auxiliaire, ce qui a pour. effet de pousser la membrane 80 vers le haut:et de faire passer à nouveau le plateau de soupape 78 également dans la position de fermeture sous l'action du ressort 77. La surface du plateau de soupape 86 soumis à l'action.de la pression de l'air auxiliaire est déterminée de façon que le ressort 90 ne soit en mesure de provoquer la réouverture que lorsque la pression.qui rëgne dans le cylindre de frein. s'ést abaissée à moins de 0;3 kg/cm2, c'est à dire seule- ment après desserrage complet du frein.
L'organe III de réglage à trois pressions, qui n'est pas influencé par l'opération d'introduction brusque, est passé dans la position de fermeture, par suite de la différence de pression.entre la chambre 30 soumise à la pression de commande et la chambre 29 soumise à la pression qui règne dans la conduite principale. Lorsque la pression continue de baisser dans la chambre 29 contenant l'air à la pres- sion de la conduite principale,.le plateau de soupape 46 se soulève, à la suite de quoi de l'air comprimé peut con- tinuer de s'écouler vers le cylindre de frein Br par des conduits correspondants de remplissage du robinet IX en provenance du réservoir d'air auxiliaire H et par la oon- duite 49, les chambres 44 et 42,.la conduite 43, la chambre 103 et la conduite 109.
Là pression du cylindre de frein qui prend naissance dans les chambres 42 et 41 agit en sens contraire de la différence de pression.existant entre les. chambres¯29 et 30; ce qui a-pour effet qu'on peut par va- riation de la pression. dans la conduite principale obtenir des échelons de freinage et de desserrage quelconques.
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Par l'insertion, à volonté, des chambres 42 et 41 de section active différente, on peut donner une valeur plus ou moins grande à la pression du cylindre de frein qui cor- responde à une pression déterminée dans la conduite princi- pale. L'enclenchement et le déclenchement se font par l'in- termédiaire du robinet spécial IX, au moyen duquel on insère en même temps des conduite de remplissage et de desserrage interchangeables quelconques et correspondants plus ou moins grands, dans le but de réaliser des temps égaux de remplis- sage du cylindre de frein et de desserrage dans les posi- tions G, P et S pour les deux échelons de pression.
Cette disposition permet de freiner avec une intensité différente des wagons de marchandises chargés ou non chargés, aussi bien dans des trains de marchandises normaux que dans des trains de marchandises accélérés dans la position P, ou de freiner avec une intensité différente en fonction de la vitesse de marche des voitures de trains express, et cela sans utilisation d'un dispositif mécanique tenant compte des variations de la charge dans les wagons de marchandises ou d'ùn second cylindre de frein ou d'un-dispositif spécial de transformation de la pression dans le frein d'express.
La section de passage de la soupape 46 de réglage à trois pressions suffit aussi bien à alimenter le cylindre de frein dans la position S qu'à remplir même le cylindre de frein le plus grand jusqu'à la pression maximum dans le temps minimum prescrit. Le limiteur spécial X du temps de remplis- sage du cylindre de frein assure en outre, ainsi que cela sera décrit plus loin, l'insertion automatique d'un petit conduit de remplissage pour le cas d'un freinage de train express en-dessous de la limite de vitesse applicable à un freinage intense.
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En effet, si l'air a été évacué de la chambre 41 du régulateur à trois pressions par le fonctionnement de la soupape d'inversion U commandée en fonction de la vitesse, c'est à dire si c'est l'échelon élevé de pression qui a été mis en service, l'air a également été évacué de la chambre 101 du limiteur X du temps de remplissage. La pres- sion de freinage qui agit sur la membrane 105 dans la cham- bre 103 soulève le plateau de soupape 107 de son siège, ce qui a pour effet que l'air comprimé qui vient du régulateur à trois pressions III par la conduite 43 peut passer sans obstacle et à un régime qui est simplement déterminé par le conduit de remplissage correspondant dans le robinet IX.
Si on met au contraire en service l'échelon de pression. inférieur, c'est également la pression de freinage qui prend naissance dans la chambre 101 à la suite de quoi la membrane 104 d'une surface active plus grande surmonte la pression.-de la membrane opposée 105. De ce fait, le plateau de soupape 107 s'applique sur son siège, , la suite de quoi l'air comprimé ne peut s'écouler que par le conduit de .Passage plus petit 108 correspondant du plateau de soupape
107 vers le cylindre de frein, ,de sorte qu'on:atteint la pression faible dans le même temps que la pression élevée.
De cette façon, omobtient les résultats visés sous f) et g) dans le préambule.
Pour limiter là pression maximum dans le cylindre de frein à la valeur admissible dans chaque cas se produisant en service et pour la maintenir pratiquement indépendante de la longueur de la course du piston-; de frein -ainsi que du volume du réservoir d'air auxiliaire,,la partie du dispositif de commande qui est soumise à la pression de l'air principal est raccordée par l'intermédiaire du limiteur I de la pres-
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sion.maximum à la conduite L de l'air principal.
Dès que la chute de pression dans la conduite principale devient plus grande que cela n'est nécessaire pour obtenir un freinage complet, et par exemple supérieure à 1,5 kg/cm2, que ce soit par un abaissement lent de la pression ou par suite de l'amorçage d'une manoeuvre de freinage rapide, le limiteur de pression maximum I interrompt la communication avec la conduite principale L du fait que la différence de pression qui prend naissance entre les chambres 1 et 4 surmonte l'action du ressort 7, à la suite de quoi la tige de soupape percée 6 est appliquée contre le plateau de soupape 10 et interrompt par ce moyen la communication entre la conduite d'air principale et la partie restante du dispositif de commande par l'air.
Si, lors d'un freinage rapide ou par suite de légères fuites dans la partie du dispositif de commande dans lequel se trouve l'air de la conduite princi- pale, la pression qui règne dans la chambre 5 s'est abaissée au-dessous de la valeur a mise, et par exemple en-dessous de 3,5 kg/cm2, la différence de pression entre les chambres 5 et 4 augmente, à la suite de quoi la soupape 10 se sou- lève et il se produit immédiatement une réalimentation de l'organe VIII de remplissage et de réalimentation à partir du réservoir d'air auxiliaire H par l'intermédiaire de la soupape 98 ouverte par suite de l'abaissement de la pres- sion de l'air auxiliaire.
Inversement, le limiteur de pres- sion maximum déclenche une pression trop-élevée dans la chambre 5 et par conséquent dans les autres chambres qui y sont reliées, par le fait que la tige de soupape 6 est retirée du Plateau de soupape 10 sous l'action de la mem- brane 3 et du ressort 7, à la suite de quoi la surpression peut immédiatement s'écouler par le conduit percé dans la
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tige de soupape 6 et vers la conduite L.
Dans le cas d'un cylindre de frein non étanche, le plateau de soupape 46 est soulevé par la tige de soupape 36 par suite de la baisse de la pression dans les chambres 41 ou 42 du régu- lateur de à trois pressions, à la suite de quoi il arrive immédiatement d'une façon continue autant d'air comprimé du réservoir d'air auxiliaire qu'il-en faut pour maintenir la pression dans le cylindre de frein. Si la pression baisse dans le réservoir d'air auxiliaire par suite de cet écoule- ment en..dessous de la pression de la conduite principale L, la soupape 10 s'ouvre dans le limiteur I de pression maximum,, et le réservoir d'air auxiliaire est réalimenté par L'inter- mediaire du conduit 14, de la chambre 15 de l'organe VIII de remplissage et de réalimentation qui est ouvert, et de la conduite 97.
De cette façon,.on obtient le résultat visé sous e) dans le préambule.
L'interrupteur d'écoulement XI est prévu pour le cas où le dispositif de commande à air devrait entrer en action, par exemple dans des trains comportant des fuites excessives dans les éléments d'accouplement de la conduite principale ou dans les manoeuvres de tirage, ce qui aurait pour con- séquence que l'écoulement ne pourrait être interrompu de la manière décrite à travers le limiteur de prélèvement IV parce que le régulateur de pression du robinet de freinage du conducteur réintroduit constamment autant d'air comprimé dans la conduite principale qu'il s'en écoule par l'accélé- rateur,
c'est à dire lorsque la différence de pression néces- saire à la fermeture du limiteur de prélèvement IV ne s'établit pas entre la chambre 52 de 1¯'¯air principal et la chambre de commande 50.
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Dans ce cas, la chambre sous pression 122 est alimentée par l'intermédiaire de la conduite 127 à section étranglée et de la conduite 128 par la chambre d'accumulation 121 qui se trouve sous pression sous 1'.effet de l'air principal qui s'écoule. Le temps qu'il faut pour assurer le remplissage jusqu'à la pression d'accumulation est alors une fonction précise du rapport entre le volume de la .chambre sous pression 122 et la section du conduit 127 à section étranglée.
Si la pression qui règne dans la chambre sous pression 122 dépasse une certaine valeur, la membrane 125 surmonte l'action du ressort 126, ce qui a pour effet que la soupape 124 se ferme. Par l'interruption du courant d'écoulement lespressions s'égalisent immédiatement au-dessus et en- dessous du piston 26 de l'accélérateur II, à la suite de quoi la soupape 24 se referme sous la pression du ressort 27. L'air comprimé s'écoule alors hors de la chambre 122,. par la conduite 128, le conduit 127 de section étranglée, la chambre d'accumulation.161 et le conduit 130 d'évacuation de l'air, pour passer dans l'atmosphère extérieure, à la suite de quoi la soupape 124 se rouvre et le dispositif de commande de l'air est de nouveau prêt à fonctionner.
Il est alors avantageux de choisir la valeur du temps nécessaire a,u remplissage de la chambre sous pression 122 de façon que dans les trains de marchandises on puisse par exemple prélever le volume de 15 à 20 wagons sans frein pneumatique à l'aide d'un dispositif unique de commande par l'air pour le premier échelon de freinage de service, avant que l'interrupteur d'écoulement XI entre en fonctionnement, tandis que cet intervalle de temps peut être réglé de façon à être plus court dans les trains omnibus..
Au lieu du ressort 126, cela peut être une pression d'accumulation réglable d'une manière correspondante par
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la-.,valeur du rapport entre la' section, de.la soupape 124 et celle de l'orifice d'écoulement qui conduit IL l'extérieur qui peut assurer la fonction de compression exercée sur la membrane 125.
Le desserrage du frein se fait de la manière suivante :
Si on.augmente la pression;dans la conduite principale L et par conséquent également dans la: chambre 29 de l'organe III de réglage à trois pressions, la tige de soupape creuse 36 descend, à la suite de quoi l'air comprimé parvient du cylindre de frein Br par la conduite 109, la chambre 103, la conduite 43, le poussoir creux-de soupape 36 dans la chambre 38 et la conduite 39,,et peut s-'échapper à l'ex- térieur par le conduit correspondant de desserrage du robinet IX.
Si on interrompt l'accroissement de la pression dans la o.onduite principale, ; et cela avant qu'on ait atte:int la pression normale de service, il s='établit finalement une pression de-freinage plus faible correspondant à la nou- velle pression dans la conduite principale. De cette façon, on peut desserrer le frein par échelons, d'une manière connue.
Si le desserrage du frein.se fait à la suite d'un freinage rapide précédent,;au cours duquel le limiteur I de la pression maximum est entré en fonctionnement, on ré- tablit d'abord par l'augmentation de la pression la communication par l'intermédiaire de-la tige de- soupape creuse 6, à la suite de quoi s'accomplit de la manière ci- dessus décrite la manoeuvre de desserrage.
SI la pression de l'air principal augmente pendant le desserrage d'une quantité déterminée au-dessus de là pression de:- 11 air auxiliaire, le plateau de soupape 10 se soulève en sens contraire de l'action du ressort 11, à la suite de quoi
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de l'air peut s'écouler de 18, conduite principale L dans le réservoir d'air auxiliaire.H et cela par l'organe VIII de remplissage et de réalimentation ouvert et la conduite 97.
Cet organe VIII de remplissage et de réalimentation est réglé de facon à fermer dès que la pression de l'air auxiliaire a atteint la valeur de la pression de commande à 0,2 kg/cm2 près environ ce qui rend impossible la con- tinuation du remplissage par ce moyen, même par des acoups intenses et longs de remplissage.
Dès que la pression qui règne dans la conduite princi- pale a atteint la valeur prescrite pour le premier échelon de freinage (par exemple 4,6 kg/cm2), le plateau de soupape supérieur 56 du limiteur de prélèvement IV s'ouvre sous la pression du ressort 59 et laisse ainsi s'échapper l'air des chambres 57,.22 et 20 de l'accélérateur II, ainsi que de la chambre 75 de l'organe VI d'introduction brusque.
Si la pression qui règne dans la conduite principale continue encore d'augmenter, la pression de freinage s'abaisse encore davantage par suite de l'effet de l'organe III de réglage à trois pressions, jusqu', ce que finalement, pour. une pression d'environ 0,3 kg/cm2 dans le cylindre de frein la pression de l'air auxiliaire qui s'exerce sur la membrane 70 de l'organe de fermeture ou d'arrêt V surmonte la pression régnant dans le cylindre de frein et qui s.'applique sur la membrane opposée 71 qui est plus grande à la suite de quoi le plateau do soupape 66 se soulevé sur son siège et ré- tablit la communication entre les réscrvoirs, ce qui est suivi du desserrage complet du frein.
Désormais,le réservoir d'air auxiliaire peut encore être entièrement rempli à travers la conduite de sensibilité 67. Finalement, l'organe à pression minimum se rouvre également.
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On voit par ce qui a été exposé ci-dessus au sujet du mode de fonctionnement,.que lors du desserrage du frein on peut donner de fortes impulsions de remplissage ayant la durée de la période de freinage ( dans la position F. par exemple,.45 à 50 secondes) sans que les réservoir soient sur- chargés, c'est à dire jusqu'à ce que la pression qui règne dans le cylindre de frein se soit abaissée à 0,3 kg/om2 environ.