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FREIN DE RAIL, A DEUX FORCES,
L'invention concerne les freins pour rail destinés au freinage des wagons descendant des bosses de triage dans une gare de manoeuvre et en particulier les freins à deux forces, c'est-à-dire des freins pour rail dans lesquels les poutres de freinage qui, lors du freinage serrent contre les flasques des roues se trouvent sous l'influence d'une pression hydraulique.
Le frein au rail suivant l'invention se distingue de ceux dont question ci- dessus par le fait qu'en introduisant des moyens détermines et connus dans le trajet du liquide sous pression et en utilisant une quantité constante de ,liquide, on crée -un dispositif de freinage, qui moyennant une force motrice aussi réduite que possible pour l'actionnement et le retrait des poutres de freins produit la plus grande action de freinage possible par le fait qu'il utilise, pour produire l'effort de freinage nécessaire la force du wagon qui entre dans le frein,,
En plus des freins de rail, automatiques à contre-poids, on con- naît des freins de rail à deux forces,
dont les poutres de freinage se trou- vent sous l'influence de la pression d'un liquide et dans lesquels par la mise sous pression ou le retrait de la pression., les poutres de freinage sont serrées contre les flasques des roues ou respectivement écartées de ceux-cia Ces freins de rail à deux forces connus, actionnés en général au moyen d'air comprimée présentent 1'inconvénient que leur construction est trop compliquée et qu'ils sont constitués par de nombreux organes dont le fonctionnement coin-- biné rend très aléatoire la sécurité du freinage;
de plus, pour engendrer la pression de freinage nécessaire à l'actionnement de ces freins, on doit pré- voir des dispositifs de commande relativement puissants et donc coûteux, ce qui, joint à la construction compliquée de l'installation de freinage-propre- ment dite, en augmente notablement les frais de construction, rendant ainsi problématique l'économie de l'installation.
Un autre désavantage est dans le fait que ces freins'ne fonctionnent pas avec une quantité de liquide constan- te, mais qui par contre pendant le service une certaine quantité du liquide moteur sous forme d'huile, de glycérine ou analogues après la détente des cy- lindres moteurs doit être ramené au dispositif compresseur qui peut être une
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pompe ou similaire, ce qui entraîne des pertes qui doivent ensuite être com- pensées, ce qui augmente les frais d'entretien de l'installation et à com- promet son utilisation économique.
Pour éliminer les inconvénients inhérents aux freins de rail à deux forces connus, à ce jour, l'invention prévoit un frein de rail comman- dé à distance, de préférence par l'intermédiaire d'un moteur électrique et d'un appareil de pression à tige filetée et qui ne comporte que peu de piè- ces de construction très simple et qui coopèrent donc d'une manière sûre, de sorte que la construction de l'installation de freinage n'entraîne pas de frais élevés.
De plus on intercale dans le trajet du liquide de l'installa- tion de freinage des moyens connus sous la forme d'un accumulateur de liqui- de ainsi que d'une soupape de sûreté, dont le fonctionnement automatique permet à l'installation de freinage de produire elle-même la pression de freinage requise pour freiner le véhicule, par l'emploi d'une quantité de liquide constante et en tirant parti de la force du wagon entrant dans le frein les dits accumulateur et soupape conditionnant la pression de façon que le serrage et le desserrage des poutres de freins ne nécessitent qu'un très petit effort moteur.
Dans le dessin ci-joint est représenté schématiquement dans les fig. 1 à 3 le frein pour rail suivant l'invention dans différentes phasés de fonctionnement, la fige 1 montrant sa position prêt au fonctionnement, la fige 2 - la position de freinage, et la fig. 3 - la position desserrée.
1 indique les flasques de la roue à freiner, 2 - les poutres de frein pressées contre ces flasques et fixées sur des chariots soumis à l'ac- tion de ressorts de traction 3, et qui permettent le coulissement des poutres 2 dans les deux sens sur les berceaux 5. Les chariots 1 qui portent les pou- ires 2 sont soumis d'une part à l'action des ressorts de traction 3 et d'au tre part à celle des pistons 7 agissant dans les cylindres sous pression 6 et qui sont soumis à la pression hydraulique qui s'établit dans ces derniers.
8 désigne une canalisation sous pression allant aux différents cylindres mo- teurs 6 et dans le trajet de laquelle sont intercalés un accumulateur de li- quide 9. et un manomètre 10. La conduite 8 débouche dans un cylindre de pres- sion 11, l'admission du liquide sous pression à ce cylindre étant influencée et réglée par une soupape de sûreté 1.2. Un piston 13, partiellement fileté, se déplace dans le cylindre 11, dans lequel il est entraîné vers l'avant ou vers l'arrière à l'aide d'un système d'engrenages cylindriques 14 et d'une transmission 15, depuis un moteur réversible 16, le sens de déplacement du piston 13 étant déterminé par le réglage de ce moteur.
Le cylindre de pres- sion 11 est surmonté d'un réservoir à liquide 17, en communication avec lui, et d'où le piston 13 peut au besoin aspirer du liquide afin d'éviter une dé- pression et donc d'empêcher une entrée d'air, cette entrée de liquide ayant pour but de compenser les pertes minimes inévitables qui se produiraient éventuellement dans l'installation.
Lorsque cette installation de freinage est au,repos, le piston moteur 13 occupe la position de retrait dans le cylindre 11montrée dans la fige 3; à ce moment, la soupape de sûreté 12 a déjà obturé l'orifice d'admission au cylindre de pression 11 et la conduite 1 est sous une légère pression, afin d'empêcher une entrée d'air. L'accumulateur de liquide .2. est vide, vu que la faible pression régnant dans la conduite ne dépasse pas celle du ressort de l'accumulateur. Ce ressort dans l'accumulateur 2. peut. être rem- placé par un poids ou par une pression hydraulique. Les supports de frein et donc les poutres de frein 2 sont rappelés par les ressorts 3.
Lorsque l'installation doit être préparée en vue d'un freinage, le piston 13 du cylindre 11 est par la commande 16, 15, 14, entraîné vers l'avant par suite du vissage de la partie arrière filetée de ce piston dans l'engrenage cylindrique ce piston venant occuper la position de la fig.l, cependant que le moteur de commande 16 se déconnecte automatiquement une fois cette position atteinte.
Dans cette position du piston 13, la soupape de sûre- té 12 est déjà ouverte sous la tension de son ressort par suite de la pres- sion établie dansle cylindre 11, lors de l'avancement du piston 13, laissant passer le liquide sous pression du cylindre 11 vers la conduite !le La pres-
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sion se propage désormais dans la conduite 8 vers les différents cylindres moteurs 6 et déplace 1-'une vers 1-'autre les poutres de frein commandées par
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les pistons 2 mobiles, dans ces cylindres, sous l'action des ressorts de trac- +,ion sous tension, ce déplacement se poursuivant jusqti-à ce que les col- liers des pistons 1 s'appliquent contre la paroi des cylindres 6.
Dans cette position des pistons 1, l'écartement des deux poutres de ±rein 2 est inférieur
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à l'épaisseur des flasques de roues 1.o Comme la pression nécessaire pour aril- ver à ce résultat doit seulement vaincre la tension du ressort de traction 2 et est inférieure à la pression dans l'acc#n:uJ..ateur de liquide 2. ce dernier est encore vide.
Lorsque, comme montré dans la fig. 2, la roue 1 du wagon s'engage
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dans 13intervalle entre les deux poutres de ±Teins 2, lesquelles comportent à cet effet un tronçon d'abordage, ces poutres s'écartent sous l'effort du wagon abordant et par suite du recul des pistons 7 qui en résulte, il s'éta-
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blit dans les cjrlînflres 6 une pression supérieure à celle qui y régnait jus- qu'ics., de sorte que les poutres de frein 2 sont pressées contre le flasque 1. de la roue.
Cette pression, qui règne désormais dans les cylindres 6¯ et la conduite 8, est déterminée par la pression élastique régnant dans l'accumula- teur à liquide ¯9, dans lequel le liquide pénètre en mettant le liquide de l'ac-
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cumulateur une tension croissante, aussitôt qu'un wagon 1 aborde l9insal- lation et que les pistons 1 sont refoulés dans l'intérieur des cylindres 6 Plus la quantité de liquide pénétrant dans l'accumulateur 2. est importante, et plus la pression dans 1'accumulateur augmente,,
et d'autant plus grande de- vient la pression exercée sur le liquide par la tension du ressort et par conséquent la pression s'exerçant sur les pistons 7 mobiles dans les cylin-- dres 6 et pressant les poutres de frein 2 contre les flasques. On a ainsi
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la possibilité de déterminer la tension élastique dans l'accllateur 2, et donc la pression régnant dans la conduite et agissant sur les poutres de frein 2, en fixant convenablement le volume de la conduite par un enfonce-
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ment plus ou moins important du piston dans le cylindre de pression 1.2a
Lorsque, après avoir freiné le véhicule, 1-installation de frei- nage doit être ramenée à.
la position de repos, le piston 13 agissant dans le
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cylindre de pression il est ramené, à 1-'aide de la commande 1fi, 12" J.4" dans sa position montrée dans la figo 39 la commande s'arrêtant automatiquement 'une fois cette position atteinte. Le liquide contenu dans la conduite 8 et 1 accumulateur hydraulique 2 sous 1 effet de la tension qui se détend dans 1?accumulateur, suit alors le piston 13 pendant le recul de celui-ci et rem- plit le cylindre 11, la pression de ce liquide diminuant en raison du volume accru. de la conduite.
Lorsque la tension des ressorts 2 agissant sur les poutres de frein 6, dépasse la pression régnant dans la conduite 1, ces ressorts écar- tent. les dites poutres du flasque 1, de sorte que les poutres ne risquent pas de demeurer accrochées. Lorsque, à ce moment, la pression dans la con- duite aura baissé suffisamment pour présenter une valeur inférieure à la pression exercée par le ressort de la soupape de sûreté 12, cette dernière se ferme et coupe la communication entre cette conduite et lecylindre de pression Il,, empêchant ainsi une disparition complète de la pression.
Ainsi, une légère pression est conservée dans la conduite, même lorsque'l'instal- lation est au repos, ce qui empêche une pénétration d'air dans la conduite autour des pistons 1 des cylindres 6
Comme déjà indiqué plus haut, l'installation de freinage fonc- tionne avec un volume de liquide constant. Ceci n'exclut cependant pas la
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nécessité d9ajouter de temps en temps de petites quantités de liquide, vu que de faibles pertes de liquide sont inévitables en cours de fonctionne- ment.
Le remplacement .de pertes éventuelles de liquide, prévu pour mainte- nir la quantité requise pour le fonctionnement de l'installation, se fait depuis le réservoir 17 disposé au-dessus du cylindre de pression 11 et à partir duquel le piston 13 aspire par un effet de succion, lors de chacun de ses mouvements de recul, le liquide 'nécessaire pour assurer le remplis- sage d'un volume déterminé.
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La commande est réglée à distance des interrupteurs de fin de course intercalés dans le circuit sous la forme de contacts 19 actionnés par une bride 18 prévue à l'extrémité postérieure du piston 13 et qui met hors circuit les contacts 19 lorsque le piston 13 atteint sa fin de cour- se, arrêtant ainsi le moteur de commande 16. Cependant, l'installation peut être établie de façon que cette fonction soit confiée au manomètre 10 bran- ché sur la conduite 8, en établissant cet instrument comme manomètre à con- tact, de façon que son aiguille mette le moteur de commande 16 hors ou en circuit dès qu'une pression voulue est atteinte.
Dans ce cas, la présence, à titre supplémentaire, des contacts 19 actionnés par la bride 18 du pis- ton 13, représente une mesure de sécurité pour le cas d'une défaillance de la commande du circuit par le manomètre.
L'existance d'un verrouillage automatique entre le piston 13 et son cylindre 11 déterminée par un effet desmodromique ou frictionnel, pré- sente une importance décisive pour le fonctionnement impeccable de l'instal- lation. Dans l'exemple d'exécution montré dans les dessins, ce résultat est atteint par l'emploi d'une transmission à tige filetée pour le piston 13, avec un angle d'inclinaison inférieur à l'angle de frottement considéré.
Dans le cas où, pour une raison quelconque, le verrouillage au- tomatique ne serait pas toujours assuré, il convient de prévoir un frein 20 dans la transmission de commande du piston 13, afin d'éviter en tout cas un refoulement de ce piston par la pression hydraulique s'établissant dans la position de freinage. Le frein 20 est de préférence commandé électriquement à distance, conjointement avec le moteur de commande 16, de sorte qu'on réa- lise pour l'installation de freinage, une construction et un fonctionnement tels qu'on les prévoit actuellement en général par exemple dans les grues et les ponts roulants.
Cette solution présente une construction plus simple, plus sûre et plus économique que celle qui aurait été rendue possible par exemple par la prévision d'une soupape d'arrêt spéciale, commandée à distance.
Il va de soi, que l'on peut utiliser, pour la commande du pis- ton 13, d'autres systèmes convenables, ':Gels que manivelles, genouillères, cames, etc., en lieu et place du système de commande montré dans les des- sins, cela sans rien modifier au principe de 1-'invention.
Pour simplifier les dessins et réduire l'encombrement de ceux- ci l'installation de frein a été représentée uniquement pour un côté., c'est- a-dire, pour un rail. Il va de soi que cette installation doit être considé- rée comme un frein bilatéral prévu pour les deux rails, cela par la simple adjonction d'une deuxième installation de frein, dans lequel cas les deux installations seront actionnées par le même système de commande.
En plus de sa construction simple et économique, dans tous ses détails et de la sécurité de fonctionnement qui en résulte, l'installation de freinage suivant l'invention présente par rapport aux exécutions connues l'avantage principal du fait que cette installation engendre elle-même l'ef- fort de freinage, à intensité réglable, nécessaire pour le freinage des wa- gons, en tirant parti de l'effort exercé par le wagon abordant l'installa tion.
Contrairement aux réalisations connues,où le système de commande doit engendrer la totalité de l'effort de freinage, il suffit ici d'un ef- fort très minime pour l'enclenchement du système de freinage, cet effort de- vant simplement être suffisant pour que soient vaincues la faible friction entre la partie filetée du piston 13 et le moyeu du pignon 14, ainsi que l'effort de traction réduit exercé par les ressorts 3, sur les poutres de frein 2, lorsque l'installation prête au fonctionnement est abordée par un wagon. L'effort moteur nécessaire à cet effet est encore plus réduit lors du relâchement de l'installation de frein, car dans ce cas il suffit de vain- cre la friction du piston 13 dans le pignon 14 et il n'y a plus lieu de vaincre la tension du ressort 3.
Par conséquent, il suffit de prévoir dans l'installation suivant l'invention un système d'actionnement de puissance relativement réduite, et donc peu coûteux, dont le fonctionnement n'exige qu'une faible dépense en courant, ce qui, à la longue, influence d'une ma-
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nière extrêmement favorable l'économie de l'installation. Finalement, un avantage Important réside dans le fait que l'installation fonctionne avec un volume de liquide constant de sorte que, si l'on fait abstraction des légères fuites inévitables, son actionnement nimplique pas de pertes de . liquide, dont le remplacement est nécessaire dans les installations connues., ce qui en augmente très considérablement les frais d'entretien.
REVENDICATIONS.
1.- Frein pour rail à deux forces, caractérisé par le fait que ses poutres de frein (2) sont influencées par une pression hydraulique en ce sens qu'elles sont écartées par le fait de l'entrée de la roue du véhicu- le à freiner, cet écartement s'effectuant contre l'action de la dite pres- sion et étant accompagné d'une élévation de celle-ci.