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INSINUATION <J;J;E' 'J!REJ;AGE"A <FLUlIDE SOUS PRESSION.
La présente invention concerne .les'dispositifs de freinage à flui- de sous pression et en particulier ceux;.du type utilisé sur les locomotives pour commander le serrage et le desserrage des freins sur la locomotive et sur les wagons qu'elle remorque.
Dans' le brevet Américain numéro 2.038.168 du 21 Avril 1936, on a décrit un dispositif de freinage à fluide' sous pression destiné aux locomo- tives'et comportant un robinet de mécanicien qui possède, en plus de la posi- tion de service habituelle, une autre position de service désignée communément à présent sous le nom de "position de premier service". Dans cette position de premier service, le réservoir d'égalisation usuel est relié à un réservoir de limitation de la réduction de pression;
le volume de ce deuxième réservoir estcalculé de manière à produire, pour la puissance de¯serrage de service ha- bituelle, une réduction de pression d'environ 0,420 kg par cm2 dans le réser- voir d'égalisation et par conséquent dans la conduite générale, dans le but d'effectuer sur un train un léger serrage des freins destiné à rattraper sans choc le jeu dans les attelages des wagons.
Dans le but d'empêcher les fuites de fluide sous pression qui pourraient se produire dans la conduite générale et qui augmenteraient la réduction de pression dans cette conduite et par conséquent le serrage des freins au-delà du léger serrage nécessaire pour rattraper le jeu des attelages pendant que le robinet du mécanicien se trou- ve dans la première position de' .service, le dispositif de freinage comporte également une valve de maintien de la pression dans la conduite générale, cette valve fournissant du fluide sous pression à 1a conduite générale pour compenser les fuites qui peuvent 'se produire dans celle-ci.'
Le dispositif de freinage comporte.,.en -outre.-un orifice de mise à l'air libre pour vidanger le réservoir de limitation de la réduction de
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pression; quand une réduction de "pression, de.
D,42 à 0,56,kg par cm2 dans le
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réservoir d'égalisation a été réalisée par une égalisation approximative de pression entre ce réservoir et le réservoir de limitation de réduction de pression, la pression dans le réservoir d'égalisation continue à baisser à une vitesse très lente par' suite de l'échappement de l'air à travers cet orifice de mise à l'air libre et pour la raison suivante. Avant que la con- duite générale sur un train ait été.complètement chargée, il existe dans cet- te conduite ce que l'on appelle "un faux gradient de pression", c'est-à-dire qu'il y a, entre les pressions de la conduite générale à l'avant et à l'arriè- re du train, une différence plus grande que celle qui peut exister dans le cas de la fuite maximum considérée comme admissible.
Si on commence à serrer les freins, le robinet du mécanicien se trouvant-dans la position de premier service, pendant qu'un tel faux gradient existe dans la conduite générale les freins se serrent sur tous les wagons du train par suite du serrage rapi- de fourni par le fonctionnement des triples-valves bien connues de.type A B 'sur, les.wagons,--La pression dans la conduite générale en tête du train a tèn- dance alors à diminuer par suite de l'écoulement de l'air vers l'arrière du train ce qui provoque le fonctionnement de la valve de maintien qui envoie alors du fluide sous pression à la conduite générale en tête du train;
sans l'orifice de mise à l'air libre mentionné plus haut, cette alimentation de la conduite générale par le valve de maintien provoquerait dans la conduite générale, à partir de quelques wagons en arrière de la locomotive jusqu'à l'extrémité arrière du train, une augmentation de pression qui serait suffi- sante pour produire le desserrage des freins, les freins ne restant alors appliqués que sur quelques wagons voisins de la locomotive.
L'orifice de mise à l'air libre prévu pour le réservoir de limitation de réduction de pression, en prolongeant la réduction de pression dans le réservoir d'égalisation, pro- longe également la réduction de pression dans la conduite générale, de maniè- re à empêcher dans la conduite générale, et jusqu'à l'arrière des quelques wagons mentionnés ci-dessus, une augmentation de pression qui serait suffisan- te pour produire le desserrage des freins sur les wagons les plus éloignés de la locomotive;
on évite ainsi les conditions dangereuses dans lesquelles se trouverait le train du fait que le mécanicien n'aurait pas prévu le mau- vais fonctionnement du dispositif de freinage. '
Quand on a rattrapé le jeu des attelages du train en utilisant la position de premier service du robinet de mécanicien, comme on vient de l'expliquer ci-dessus, on déplace ce robinet jusqu'à sa position de service habituelle pour augmenter le degré de freinage, et finalement jusqu'à sa po- sition de recouvrement pour limiter le serrage des freins au degré.désiré, comme on le fait habituellement, la valve de maintien n'intervenant pas pour compenser les fuites de la conduite générale, ni dans la position de service, ni dans la position de recouvrement du robinet de mécanicien décrites dans le brevet mentionné plus haut.
On remarquera que, la pression du réservoir d'égalisation-dimi- nuant progressivement à travers l'orifice de mise à l'air libre.prévu pour le réservoir de limitation de' réduction de pression comme on l'a expliqué précédemment, la pression se maintient dans la conduite générale malgré les fuites, mais diminue progressivement en même temps que la pression dans -le réservoir d'égalisation, ce type de procédé de maintien étant désigné généra- lement par l'expression "maintien décroissant".
Pour régler la vitesse d'un train descendant le long d'une pente, il est courant d'utiliser les freins suivant une méthode cyclique consistant à appliquer d'abord les freins jusqu'à un degré de serrage désiré, puis quand les fuites dans la conduite générale,ont augmenté le serrage jusqu'à un cer- tain point, à desserrer les freins jusqu'au moment où la pression dans les cylindres de freins maintient les triples-valves dans la position de rechar- gement du dispositif de freinage, à effectuer ensuite une nouvelle applica- tion des freins etc, le nombre des cycles dépendant généralement de la lon- gueur de la pente et les oycles se poursuivant jusqu'au bas de celle-ci.
On remarquera que pendant cette utilisation cyclique des freins, telle qu'on vient de l'expliquer, le degré de freinage varie et par conséquent la vites- se du train, et qu'une grande quantité d'air comprimé se .trouve gaspillée du
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fait que l'on desserre partiellement les freins et qu'on les applique ensui- te de nouveau; il peut en résulter éventuellement un freinage insuffisante avec les résultats désastreux qui peuvent en découler, à moins qu'une rechar- ge suffisante du dispositif de freinage ne soit effectuée pendant chaque cy- cle.
Il faut remarquer également que le nombre de cycles nécessaire pour une rampe descendante d'une pente déterminée quelconque peut être considérable- ment réduit siaprès avoir appliqué les freins, on peut maintenir constante la pression de la conduite générale malgré les fuites pour empêcher toute augmentation de serrage nécessitant un desserrage consécutif.
Ce procédé de maintien de la pression du fluide dans la conduite générale peut être désigné par l'expression "maintien plat", puisqu'il permet d'obtenir exactement dans la conduite générale la réduction de pression désirée; le dispositif permet- tant d'appliquer ce procédé ne diffère de celui correspondant au "maintien décroissant" décrit précédemment, que. du fait que l'orifice de mise à l'air libre prévu pour le réservoir de limitation de la réduction de pression est fermé dans la position de premier service du robinet du mécanicien.
On voit, d'après ce qui précède, que le "maintien décroissant" est particulièrement intéressant pour éviter de mettre un train dans des con- ditions dangereuses quand on a commencé à serrer les freins au moment où un faux gradient de pression existe dans la conduite générale, tandis que le "maintien plat" peut être employé avantageusement dans les rampes. L'un des buts de la présente invention est de réaliser un dispositif de freinage per- fectionné pour locomotive permettant d'utiliser ces deux procédés de main- tien de la pression dans la conduite générale..
Un autre but de l'invention est de réaliser un équipement perfec- tionné de freinage pour locomotive qui comporte des moyens, réglables automa- tiquement en fonction du gradient de pression dans la conduite générale, pour réaliser le "maintien plat", sauf dans le cas où il existe un "faux gradient", auquel cas le "maintien décroissant" est réalisé pour la sécurité du train.
On va décrire maintenant, à titre d'exemples, deux modes de réa- lisation particuliers de la présente invention en se référant au dessin an- nexé dans lequel :
La figure 1 est une vue schématique d'une partie d'un premier mo- de de réalisation d'un dispositif de freinage monté sur locomotive et confor- me à la présente invention.
Les figures 2, 3 et 4 sont des vues schématiques d'une partie du robinet de mécanicien représenté sur la figure 1, avec la valve rotative de- ce robinet se trouvant respectivement dans des positions différentes.
La-figure 5 est une vue schématique d'une partie d'un deuxième mode de réalisation d'un équipement de freinage monté sur locomotive et conforme à la présente invention.
La figure 6 est une vue schématique et développée d'une valve ro- tative et de son siège faisant partie du robinet de mécanicien représenté sur la figure 3.
Comme on le voit sur le dessin, l'installation de freinage repré- sentée sur les figures 1 à 4 comprend un robinet de mécanicien 1, un disposi- tif combiné'd'égalisation à valves de décharge et de maintien 2, un réservoir d'égalisation 3, un réservoir de limitation de réduction de pression 4, un réservoir principal 5, une valve d'alimentation 6 pour fournir du fluide à une pression réduite constante au robinet de mécanicien 1 à partir du réser- voir principal 5 et par l'intermédiaire de la conduite 7, et une conduite générale 8. Conformément à 1a présente invention l'installation comprend en outre un dispositif à valve de sélection de maintien 9 et un Venturi 10.
. Le robinet de mécanicien peut être analogue à celui décrit dans le brevet cité plus haut en référence, mais il 'comprend, pour en faciliter la représentation, un carter dans lequel une' .chambre 11 est alimentée cons- tamment en fluide sous pression par la valve d'alimentation 6 et la conduite 7.
Une valve rotative 12 disposée dans la chambre 11 est appuyée contre son
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siège par la pression régnant dans cette chambre et est reliée par une tige 13 à la poignée 14 du robinet de mécanicien qui permet de faire tourner cette valve rotative pour la placer dans ses différentes positions de commande du freinage qui comprennent la position de premier service, la position de marche, la position de service et la position de recouvrement; toutes ces positions de la valve rotative sont représentées respectivement sur les figures 1 à 4 du dessin.
Le dispositif combiné d'égalisation à valves de décharge et de maintien 2 comprend un carter dans lequel peut coulisser un piston 15; d'un côté de ce piston se trouve une chambre 16 de réservoir d'égalisation qui s'ouvre sur une canalisation 17 reliée d'une part au réservoir d'égalisation 3 et d'autre part au siège de la valve rotative 12 du robinet de mécanicien.
De l'autre côté du piston 15 se trouve une chambre 18 communiquant avec la conduite générale 8. Un renvoi de sonnette 19 est articulé au point de jonc- tion de ses deux bras sur un axe 20 monté dans le carter; l'un des bras du renvoi de sonnette est relié à son extrémité à une tige 21 solidaire du pis- ton d'égalisation 15 ce bras se déplace par conséquent avec ce piston.
L'autre bras du renvoi de sonnette 19 est traversé par une tige 22 d'une val- ve de décharge de conduite générale 23 disposée de manière à coopérer avec un siège prévu dans le carter pour commander la communication entre la chambre 18 et un canal 24 de mise à l'air libre. Une collerette 25 portée par la tige 22 est en contact avec le deuxième bras du renvoi de sonnette 19; la val- ve d'échappement 23 peut ainsi être ouverte par ce deuxième bras quand le renvoi de sonnette 19 tourne dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, tandis qu'un ressort 26 agissant sur cette collerette tend à pousser la valve dans sa position de fermeture quand le renvoi de sonnette tourne dans l'autre sens.
Une valve de maintien 27 disposée dans une chambre 28 comman- de la communication entre cette chambre et la chambre 18; elle est appliquée sur son siège par un ressort 29. Cette valve 27 porte une tige 30 qui fait saillie dans la chambre 18 et est en contact avec le premier bras du renvoi de sonnette 19 de manière à ouvrir la valve 27 après que la valve d'é- chappement 23 a été fermée, quand le renvoi de sonnette tourne dans le sens des aiguilles d'une montre.
La chambre 28 de la valve de maintien communique par une canali- sation 31 avec le siège de la valve rotative 12 du robinet de mécanicien; communiquent également avec ce siège, la canalisation 17 du réservoir d'éga- lisation, une canalisation 32 venant du réservoir de limitation de réduction de pression 4, et la conduite générale 8.
Le dispositif à valve de sélection de maintien 9 comprend un car- ter dans lequel se trouve une chambre'33 ouverte sur la canalisation 32 et contenant une valve 34 qui commande la communication entre cette chambre et une autre chambre 35 communiquant avec l'atmosphère par un orifice étranglé 36. La valve 34 porte une tige 37 qui traverse une cloison 38 et se prolonge jusque dans une chambre 39 en communication constante avec la conduite géné- rale 8.
Cette chambre 39 est fermée à une extrémité par un diaphragme flexi- ble 40, l'extrémité de la tige 37 étant munie dans la chambre 39 d'une tête 41 appliquée contre ce diaphragme. De l'autre côté du diaphragme 40 se trouve une chambre 42 contenant une tête 43 appliquée contre la face adjacente du diaphragme 40 par un ressort 44. Un ressort 45 dans la chambre 35 est disposé de manière à tendre à ouvrir la valve 34. La chambre 42 communique par une canalisation 46 avec l'étranglement 47 du Venturi.
Pour expliquer le fonctionnement, on va supposer que le réservoir principal 5 est chargé en fluide sous pression de-la manière habituelle et que, grâce au fonctionnement de la valve d'alimentation 6, la chambre 11 de la valve rotative du robinet de mécanicien 1.est. alimentée par le réservoir principal à la pression prévue qui doit exister normalemént dans la conduite générale 8. On supposera en outre que la valve rotative 12 se trouve dans la position de marche (figure 2).
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La valve rotative 12 se trouvant en position de marche, le fluide à la pression de la valve d'alimentation s'écoule à partir de la chambre 11 et à travers un canal 48 jusque dans la conduite générale 8 et dans la chambre 18 du dispositif d'égalisation,2; il s'écoule également, par l'intermédiaire de la conduite 17, jusque dans le réservoir d'égalisation'3 et dans la chambre 16 du dispositif 2; ainsi, la conduite générale, le réservoir 3 et les chambres 16 et 18 se chargent à la pression fournie par la valve d'alimentation 6.
Dans cette position de marche de la valve rotative 12, la conduite 32, et par conséquent le réservoir de limitation de réduction de pression 4, est mise à l'air libre par une cavité 49 de la valve rotative et un canal 50 débouchant dans l'atmosphère. Les chambres 16 et 18, qui se trouvent sur les faces op- posées du piston d'égalisation 15, étant ainsi chargées en-fluide sensiblement à la même pression, ,le piston d'égalisation 15 prend une position représentée sur le dessin, dans cette position., la valve de décharge 23 de la conduite générale et la valve de maintien 27-sont fermées toutes les deux sous l'action de leurs ressorts respectifs 26 et 29.
Si l'on désire maintenant effectuer un serrage'de service, on tourne la poignée 14 du robinet de mécanicien, et par conséquent la valve ro- tative 12, jusqu'à la position de premier service qui est' représentée sur la figure 1. Dans cette position, la. valve rotative 12 recouvre:la conduite gé- nérale 8 et coupe par conséquent l'alimentation de cette,conduite en fluide sous pression, tandis qu'un orifice 51 de cette valve fait communiquer la cham- bre 11 avec la conduite 31 de la valve de maintien et qu'un canal 52 prévu également dans la valve 12 établit.la communication entre la conduite 17 du réservoir d'égalisation et la conduite 32 du réservoir limiteur de réduction de pression.
La pression du fluide dans le réservoir d'égalisation 3 et dans la chambre 16 du piston s'égalise-alors à peu près avec la pression dans le réservoir de limitation de réduction de pression 4, suivant le taux de servi- ce usuel commandé par un étranglement 53 prévu dans le canal 52.
Quand'1'alimentation de la conduite générale 8 se trouve coupée par la mise du robinet de mécanicien dans la position de premier service, les
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fuites, qui existent généralement-dans la conduite générale, commencent à ré- duire la pression dans celle-ci et par conséquent dans la chambre 18 du dis- positif 2, mais si le taux de cette réduction de pression ne dépasse pas le taux de service de la réduction de pression dans le réservoir d'égalisation 3 et la chambre 16 du piston, la pression dans,la chambre 16, devient légèrement plus faible que la pression de la conduite générale régnant dans la chambre 18;
le piston 15 se déplace alors vers la chambre 16 et actionne le renvoi de sonnette 19, ce qui provoque.l'ouverture de la valve de décharge 23 de la conduite générale'; cette ouverture est suffisante pour augmenter le taux de réduction de pression dans la conduite générale 8 jusqu'µ la valeur du taux de service de la réduction de pression dans le réservoir,d'égalisation et par conséquent dans'.la chambre 16. Le déplacement du piston 15 s'arrête lorsque la pression de la conduite générale dans la chambre 18 devient légère- ment inférieure à la pression du réservoir d'égalisation régnant dans la chambre 16 ; le piston 15 se déplace alors vers la chambre 18 pour permettre la fermeture de la valve de décharge 23.
Quand la valve de décharge 23 se trouve ainsi ,fermée, ,les fuites de fluide dans la conduite générale n'en continuent pas? moins à réduire la pression dans la conduite générale 8 et dans la chambre 18, et le piston,-15 continue donc à se déplacer vers la chambre 18 et actionne par conséquent le renvoi de sonnette 19 pour ouvrir la valve de maintien 27;'.cette valve 27 s'ouvre ainsi de manière à envoyer du fluide sous pression dans. la'chambre 18 et dans la conduite générale 8 avec un débit qui empêche, toute réduction ultérieure de pression que tendent à produire les fuites de la conduite générale; le piston 15 cesse alors de se déplacer.
Si les fuites de fluide sous pression dans là conduite générale sont telles qu'elles produisent dans celle-ci une réduction"de pression dont-
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le taux dépasse le taux 'ce - sexiidei, iand-'le roomnetl :de: 111éniè.ic8IÍ est'placé dans la '
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position de premier service, la pression de la conduite générale régnant dans la chambre 18 diminue plus vite que la:pression dans le réservoir d'égalisa- tion et dans la chambre 16.
Dans ce cas, quand la pression de la conduite générale dans la chambre 18 est devenue légèrement inférieure à la pression réduite de la chambre 16, le piston d'égalisation 15 se déplace vers la cham- bre 18 et ouvre la valve de maintien 27 à un degré suffisant pour fournir à la conduite générale 8 un débit de fluide capable de compenser les fuites de. la conduite générale; à ce moment le piston s'immobilise.
S'il existe un "faux gradient" dans la conduite générale 8 au moment où l'on place le robinet du mécanicien dans la position de premier ser- vice, il se produit un afflux plus rapide de fluide sous pression dans la conduite générale, depuis la locomotive dans la direction de l'arrière du train, que celui qui pourrait être causé par les fuites admissibles les plus impor- tantes dans la conduite générale, et la valve de maintien 27 s'ouvre par conséquent davantage que dans le cas décrit ci-dessus de manière à fournir à la conduite générale plus de fluide sous pression que dans ce cas et assez de fluide pour empêcher la pression dans celle-ci, au droit de la locomotive, de diminuer plus vite que suivant le taux de service de la réduction de pres- sion dans le réservoir d'égalisation 3 et la chambre 16.
On remarquera que le fluide envoyé par la valve de maintien 27 dans la conduite générale 8 traverse le Venturi 10 et diminue par conséquent la pression dans la canalisation 46 et dans la chambre 42 du dispositif à val- ve de sélection de maintien 9 jusqu'à une valeur inférieure à la pression de la conduite générale agissant dans la chambre 39 sur la face opposée du dia- phragme 40; cette réduction de pression est proportionnelle au débit de l'é- coulement nécessaire pour empêcher la pression de la conduite générale de di- minuer à un taux plus rapide que le taux de service de la réduction de pression dans le réservoir d'égalisation 3.
Ainsi, la pression dans la chambre 42 est réduite davantage, quand on place le robinet du mécanicien dans sa position de prémier service au moment où il existe un "faux gradient" dans la conduite générale 8, que lorsque cette manoeuvre du robinet est effectuée à un instant où il n'y a pas de faux gradient mais simplement des fuites inférieures à un maximum admissible.
Le ressort 44 pousse sur le diaphragme 40 avec une force capable de maintenir la valve 34 appuyée sur son siège pour toutes les pressions dans la chambre 42 considérées par rapport à la pression de la conduite générale dans la chambre 39 excepté pour la pression obtenue quand la valve de maintien 27 fournit du fluide à la conduite générale'8 pour compenser des fuites supé- rieures aux fuites admissibles dans cette conduite, et par conséquent quand il existe un "faux gradient" dans la conduite générale au moment où on place le robinet du mécanicien dans la position de premier service.
Par conséquent, quand on place le robinet du mécanicien dans la position de premier service en vue d'appliquer les freins, et quand il n'y a pas à ce moment de "faux gradient" dans la conduite générale, la valve 34 est fermée de manière à empêcher l'échappement à l'air libre du fluide sous pression contenu dans le réservoir limiteur de réduction de pression 4. La réduction conséquente de la pression de la conduite générale est limitée par conséquent au taux d'égalisation de la pression dans le réservoir d'égalisa- tion 3 et dans le réservoir limiteur de réduction 4,
ce taux étant le taux de service et la valve de maintien 27 fournissant dans la conduite générale 8 un taux et un degré de réduction de pression qui assurent un rattrapage progressif du jeu dans les attelages d'un train long dans lequel les fuites de la conduite générale peuvent atteindre le'maximum admissible.
S'il existe au contraire un "faux gradient de pression" dans la conduite.générale au moment où l'on effectue une réduction de service de la pression dans cette conduite, la valve--34 s'ouvre pour permettre au fluide sous pression venant du réservoir limiteur de 'réduction de pression 4, de
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s'échapper à l'air. libre à travers -l'étranglement 36; ainsi, après une égali- sation approchée, conforme au taux de service, des pressions régnant respec- tivement dans le réservoir d'égalisation 3 et dans le réservoir limiteur-4.9- cette pression égalisée continue à diminuer suivant un taux plus faible com- mandé par le débit de l'orifice 36.
Après la réduction initiale et limitée de lapression dans la conduite générale suivant le taux de service, la réduction continue suivant un taux plus faible commandé par l'orifice de mise à l'air libre 36 de manière que, dans ces. conditions particulières-, le desser- rage indésirable et décrit précédemment des freins soit évité .sur.les wagons, entre les premiers wagons suivant immédiatement la locomotive et l'extrémité arrière du train.
Après que le jeu des attelages a été rattrapé progressivement en utilisant la position de premier service du robinet de mécanicien,comme il a été expliqué précédemment, on place le robinet du mécanicien dans sa position ordinaire de service (figure 3); dans cette position, le réservoir d'égalisation 3 est relié au canal 50 de mise à l'air libre par l'intermédiai- re d'un canal 54 comportant un étranglement 55 prévu, dans la valve rotative 12.
Quand une nouvelle réduction désirée de la pression dans ce réservoir d'égalisation 3 a été ainsi obtenue pour 'produire un degré désiré correspon- dant de l'augmentation de freinage de la locomotive et des wagons, on place le robinet du mécanicien de la manière habituelle dans sa position usuelle de recouvrement (figure 4) pour laquelle la canalisation 17 est recouverte par la valve rotative 12; une nouvelle réduction de pression dans le réservoir d'égalisation 3 et par conséquent dans la conduite générale ne peut ainsi se produire et l'application des freins est donc limitée à un degré désiré d'une manière bien connue.
Quand un train descend une rampe, on commence l'application des freins en plaçant le robinet du mécanicien dans sa position de premier servi- ce, comme on l'a expliqué, la valve 34 étant ouverte ou fermée suivant qu'il existe ou qu'il n'existe pas de "faux gradient" dans la conduite générale.
S'il existe un "faux gradient" au moment où l'on commence à serrer les freins, il disparaît-'rapidement après le début du serrage de sorte que la valve 34 se ferme pour limiter une nouvelle réduction de la pression du réservoir d'é- galisation à' la valeur correspondant à l'égalisation avec la pression du ré- servoir limiteur de réduction.
Quand le jeu dans les attelages a été rattrapé par l'utilisation de la position de premier service, on place le robinet du mécanicien 1 dans la position de service pour effectuer dans le réservoir d'égalisation 3 la nouvelle réduction de pression nécessaire à l'obtention du degré désiré dans l'application des freins. Quand la réduction désirée a été effectuée dans la pression du réservoir d'égalisation 3, on replace le robinet du mécanicien dans la position de premier service, au lieu de le placer dans la position de recouvrement qui peut être utilisée dans tous les cas sauf celui de la pente descendante, afin d'obtenir le "maintien plat" et de conserver le degré désiré dans l'application des freins.
En particulier, le réservoir limiteur de réduction de pression 4 peut être mis à l'air libre dans la position de service ou, comme le montre le dessin, la canalisation 17 peut être recouverte par la valve rotative 12 pour maintenir dans le réservoir 4 la pression obtenue dans la position de premier service, la valve 34 étant également fermée comme il a été mention- né précédemment. Ainsi,quand on ramène le robinetdu mécanicien de la posi- tion de service à la position de premier service le réservoir d'égalisation 3 .se trouve mis en communication avec le réservoir limiteur 4. Au'moment où cette communication est établie, le réservoir limiteur 4 est chargé à une'pression supérieure à celle du réservoir d'égalisation 3 et ces pressions s'égalisent rapidement en augmentant la pression dans le réservoir d'égalisation.
Cette augmentation est cependant légère, puisque le,volume du réservoir limiteur 4 n'est égal à peu près qu'à 10% de celui du réservoir d'égalisation, et cette
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petite augmentation théorique est négligeable au point de vue prati que. Il est important de noter que, dans la position de premier service, la pression établie dans le réservoir d'égalisation 3 a une valeur correspondant sensible- ment au degré de réduction désiré et que du fluide sous pression est envoyé à la valve de maintien 27 par l'intermédiaire de l'orifice 51 de la valve ro- tative 12,
grâce à quoi le mécanisme 2 fonctionne de la même manière que pré- cédemment pour fournir du fluide sous pression à la conduite générale 8 et pour maintenir la pression dans cette conduite sensiblement égale à la pres- sion réduite du réservoir d'égalisation, ce 'tmaintien'plat" empêchant par con- séque nt les fuites de la conduite générale d'augmenter, au-delà de la valeur désirée, le degré d'application des freins sur le train.
L'application initiale des freins peut rester effective.pendant toute la descente d'une rampe, le "maintien plat" empêchant toute modifica- tion de cette application sauf dans le cas où l'on a besoin de modifier le serrage pendant la descente. S'il devient nécessaire d'augmenter le serrage, on peut réduire davantage la pression dans la conduite générale, le "main- tien plat" de la pression dans'la conduite générale maintenant le serrage à sa nouvelle valeur.
S'il devient nécessaire au contraire de réduire le degré de freinage,comme c' est le cas lorsque la pente de la rampe diminue, il faut alors nécessairement recharger de nouveau l'installation de freinage jusqu'à une pression sensiblement normale, et on peut utiliser pendant ce temps les dispositifs habituels à valve de retenue des wagons pour éviter un desserrage complet des freins.
Lorsque la recharge de l'installation de freinage a été effectuée, on peut serrer de nouveau les freins en fonction* de la pente, On comprend donc que le nombre de cycles de serrage et de desserrage sur un. train peur. être diminué jusqu'à un minimum absolu, grâce à l'utilisation du 'maintien plat!!, contrairement à ce qui se passe dans les dispositifs connus qui n'em- ploient pas le "maintien plat" et dans lesquels un nombre de cycles relative- ment important est indispensable pour maintonir un train entre les limites de vitesse désirées.
L'installation de freinage représentée sur les figures 5 et 6 associée à un robinet de mécanicien automatique de l'équipement de freinage pour locomotive du type bien connu 8 ET de la "Westinghouse Air Brake "Company", ce robinet de mécanicien étant généralement analogue à celui décrit dans le brevet cité plus haut en référence; on n'a donc représenté que les parties de ce robinet qui ont été jugées nécessaires à une bonne compréhension de l'in- vention, Cornue on le voit sur le dessin, le robinet de mécanicien repré- senté est du type usuel à piédestal comprenant un socle l'auquel sont reliées la conduite ordinaire 2' du réservoir principal, la conduite générale 3', et les conduites 4' et 5' aboutissant au réservoir d'égalisation bien connu 6' et au réservoir de limitation de réduction de pression 7'.
Sur le socle 1' est monté le siège 8' de la valve rotative; sur la face supérieure de ce siège est disposée une valve rotative 9' renfermée dans une chambre 10' prévue dans un couvercle 11' monté sur le siège 8'. La valve rotative 9' est reliée par une tige 12' à la poignée de manoeuvre habituelle 13'du mécanicien; cette poignée permet de faire tourner la valve et de la placer dans les positions habituelles de desserrage, de marche, de premier service, de recouvrement., de service et d'urgenco; toutes ces positions, excepté les positions de des- serrage et d'urgence, sont représentées sur la figure 6, Sur 1a figure 5, la valve rotative est représentée dans la position de premier service.
Un dispositif d'alimentation à valve 14 monté sur le socle l' est susceptible de recevoir le fluide sous pression de la'conduite 2' du réservoir principal et de réduire la pression de ce fluide à la valeur qu'on désire transmettre dans'la conduite générale 3'; ce dispositif 14' alimente constamment la conduite générale par l'intermédiaire du canal 15' aboutissant à la chambre 10' de la valve rotative.
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Un mécanisme d'égalisation est associé au siège 8' de la valve rotative; il compreni un piston d'égalisation 16' sur une face duquel se trou- ve une chambre 17' communiquant par le canal 18' avec le siège de la valve rotative 9' et avec le réservoir d'égalisation 6'. De l'autre côté du pis- ton 16' se trouve une chambre 19' communiquant par le canal 20' avec le siège de la valve rotative 9' et avec la conduite générale 3'. Ce piston 16' est muni d'une tige 21' se prolongeant vers le bas dans la chambre 19' et reliée à un premier bras 21'a d'un renvoi de sonnette dont l'autre bras est relié à une valve de décharge de conduite générale 22' qui est susceptible de commander la communication entre la chambre 19' de conduite générale et un canal 23'.
Une valve de maintien 24' enfermée dans une chambre 25' commande la communication entre cette chambre et la chambre 19' de condùite générale et porte une tige 26' se prolongeant dans cette dernière chambre de manière à se trouver en contact avec le bras 21'a du renvoi de sonnette.
Quand le piston d'égalisation 16' se trouve dans la position où il est représenté sur le dessin, la valve de décharge 22' et la valve de main- tien 24' sont fermées toutes les deux sous l'action de leurs ressorts respec- tifs 27' et 28'. Quand le piston 16' se déplace vers le haut à partir de la position représentée sur le dessin, le renvoi de sonnette ouvre la valve de décharge 22', tandis que lorsque ce piston se déplace vers le bas il provoque l'ouverture de la valve de maintien 24'. La chambre 25' de la valve de main- tien est reliée par un canal 29' au siège de la valve rotative 9'. Le canal 23' partant de la valve de décharge de conduite générale 22' aboutit à une chambre à valve 30' prévue dans le couvercle 11.
Cette chambre 30' comprend une valve 34' commandant la communication entre cette chambre et un orifice de mise à l'air libre 35', susceptible de s'ouvrir sous l'action d'une came 36' prévue sur la poignée de manoeuvre 13' dans les pôsitions de premier service, de service et de recouvrement, et se trouvant fermée sous l'action d'un ressort 57' dans toutes les autres positions de la poignée de manoeuvre.
A la jonction du couvercle 11' et du siège 8' de la valve rotative se trouve un étranglement d'échappement préliminaire 37' disposé dans le canal 23' pour. commander le débit de l'écoulement du fluide dans la:direction de la chambre à valve 30'.
Conformément à l'invention, un dispositif à valve 38', sélecteur automatique de "maintien décroissant" et de "maintien plat", est associé au robinet de mécanicien. Ce dispositif 38' comprend un carter renfermant une butée mobile pouvant être réalisée sous la forme d'un piston 39'; d'un côté de ce piston, se trouve une chambre 40' communiquant par'1'intermédiaire d'une conduite 41' avec le canal 23' en un point de ce canal compris entre la valve de décharge de conduite générale 22' et l'étranglement d'échappement prélimi- naire 37'. De l'autre côté du piston 39' se trouve une chambre 42' ouverte à l'air libre par un orifice 43' et contenant un ressort 44' qui pousse le piston vers la position dans laquelle il est représenté sur le dessin.
Le piston 39' est muni d'une tige 45' qui s'étend à travers la chambre 42' et traverse un orifice prévu dans la cloison 46' (cette tige se trouvant en contact coulissant avec les parois de cet orifice) pour faire saillie dans une chambre 47' communiquant constamment avec un canal 50' du robinet de mé- canicien par l'intermédiaire d'un étranglement 46' de "maintien décroissant" et d'une conduit: 49'. Le canal 50' débouche d'une part sur le siège de la valve rotative 9' et d'autre part dans le réservoir limiteur de réduction de pression 7' par l'intermédiaire de la conduite 5'.
La chambre 47' comprend une valve de retenue 51' qui peut se déplacer sous la poussée de la tige 45' pour s'appliquer sur son siège 52' et fermer ainsi la communication entre la chambre 47' et un orifice 53' ouvert à l'air libre. Un léger ressort 54' tend à éloigner la valve de retenue 51' de son siège 52'.
Dans la position de marche (figure 6) de la valve rotative 9', une cavité 54' relie la chambre 10' de la valve rotative et le canal 15'de la valve d'alimentation au canal 18' du réservoir d'égalisation et au canal 20' de la conduite générale, grâce à quoi le réservoir d'égalisation 6' et
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la conduite générale 3' et par conséquent les chambres 17' et 19' se trouvant sur les faces opposées du piston d'égalisation 16' se chargent en fluide à la pression fournie par le dispositif à valve d'alimentation 14', cette pres- sion étah. celle qu'on désire établir normalement dans la conduite générale 3'.
Du fait que les pressions agissant sur les faces opposées du piston d'égalisation 16' sont les mêmes, la valve de décharge de conduite générale 22' et la valve de maintien 24' sont fermées toutes les deux par l'action de leurs ressorts respectifs 27' et 20'.. Dans'la position de marche de la valve rotative., une cavité 55' de cette valve fait communiquer le réservoir limiteur de réduction de pression 7' avec un orifice 58' ouvert à l'air libre.
L'appareillage de freinage étant ainsi chargé complètement en fluide sous pression, si l'on désire effectuer une légère application des freins pour rattraper le jeu dans les attelages, on manoeuvre la poignée 13' du robinet de mécanicien de manière à ouvrir la valve 34' et à faire tourner la valve rotative 9' jusqu'à la position de premier service.
Dans cette position, la conduite générale 3' et le réservoir d'égalisation 6' ont leur communication coupée avec la chambre 10' de la valve rotative et ne sont donc plus alimentés en fluide sous pression, le canal 20' de la conduite générale étant recouvert par cette valve 9', tandis qu'un canal 58' de la même valve fait communiquer le canal 18' du réservoir d'égalisation avec le canal 50' du réservoir limiteur de réduction de pression et qu'un autre canal 59' éta- blit la communication entre la chambre 10' de la valve rotative d'une part., le canal 29' et par conséquent la chambre 25' de la valve de maintien d'autre part.
Quand le canal 18 du réservoir d'égalisation communique avec le canal 50' du réservoir limiteur de réduction de pression,. le fluide sous pres- sion s'écoule du réservoir d'égalisation 6' vers le réservoir limiteur 7' avec un débit conforme à un taux de service contrôlé par un étranglement de servi- ce 60' prévu dans le canal 58'; il en résulte que la pression diminue suivant le taux de service dans la chambre 17' du piston d'égalisation jusqu'au moment où la pression s'égalise à peu près dans les deux réservoirs;
après cela, la pression dans le réservoir d'égalisation 6', et par conséquent dans la chambre 17' du piston, continue à baisser à une vitesse beaucoup plus faible du fait de l'écoulement de fluide qui se produit à partir du canal 50' et à travers l'étranglement 48' de "maintien décroissant" jusque dans la chambre 47' du dispositif à valve de sélection de maintien 38' et delà dans l'atmosphère en traversant la valve de retenue 51' qui est ouverte à ce moment pour des rai- sons que l'on expliquera un peu plus loin.
Quand la pression du réservoir d'égalisation dans la chambre 17' est ainsi réduite comme on vient de l'expliquer si cette réduction abaisse cette pression en-dessous de la pression de la conduite générale dans la chambre 19'; le piston 16' monte et actionne le renvoi de sonnette pour ouvrir la valve de décharge 22'; le fluide sous pression venant de la conduite géné- rale 3' s'échappe alors par le canal 23'y traverse l'étranglement d'échappe- ment préliminaire 37' et franchit-la valve ouverte 34' pour passer dans l'at- mosphère de la manière habituelle.
Grâce à l'étranglement 37', la pression dans le canal 23' monte rapidement jusqu'à une valeur sensiblement égale à celle de la pression dans là conduite générale 3' et se fait sentir effecti- vement par l'intermédiaire de la conduite 41', dans la chambre 40' du dispo- sitif sélecteur de maintien 38'. La pression agissant dans la chambre 40' sur une face du piston 39' augmente ainsi rapidement jusqu'à une valeur suf- fisante pour surmonter l'opposition du ressort 44'; le piston 39' se déplace donc en comprimant ce ressort et ferme la valve de retenue 51' par l'intermé- diaire de la tige 45'.
La fermeture de la valve de retenue 51' se produit rapidement après l'ouverture de la valve de décharge 22', et on remarquera que cette fermeture de la valve 51' ferme la mise à l'air libre du réservoir d'égalisation 6' de manière à empêcher la réduction de pression de se pour- suivre dans ce réservoir par l'intermédiaire de l'étranglement de "maintien
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décroissant" 48' et dans le but de limiter ainsi la réduction de pression dans le réservoir d'égalisation à une'valeur correspondant à une égalisation appro- ximative avec la pression du réservoir limiteur 7'. Quand la pression dans la conduite générale a diminué, par suite de l'écoulement à travers l'étran- glement d'échappement 37',
jusqu'à une valeur sensiblement égale à la pression réduite du réservoir d'égalisation dans la chambre 17', le piston d'égalisa- tion 16' retourne à sa position normale et la valve de décharge 22' se ferme pour interrompre l'échappement du fluide sous pression de la conduite générale.
Dans le cas où il se produit une fuite dans la conduite générale 3', la pression de la conduite générale régnant dans la chambre 19' baisse en- dessous de la pression accumulée dans le réservoir d'égalisation et régnant dans la chambre 17'; le piston 16' descend alors, dès que cette baisse de pres- sion s'est faite légèrement sentir, et ouvre la valve de-maintien 24' pour envoyer du fluide sous pression dansla conduite générale en quantité suffisan- te' pour compenser la fuite.
La pression dans-la conduite générale est ainsi maintenue constante et égale approximativement à la pression réduite régnant dans le réservoir d'égalisation 6' et agissant dans la chambre 17 du piston, ce procédé étant connu sous le nom de "maintien plat". De cette manière, les freins sont serrés sur un train relié à la locomotive, conformément à la ré- duction de pression dans le réservoir d'égalisation, et toute fuite de fluide de la conduite générale ne peut augmenter d'une manière indésirable la puis- sance de'serrage des freins.
On va supposer maintenant qu'un "faux gradient" existe dans la conduite générale du train remorqué par la locomotive au moment où on place le robinet de mécanicien dans la position de premier service,;,par suite de ce "faux gradient", la pression dans la conduite générale 3' au droit de la locomotive tend à s'égaliser avec la,pression de la conduite générale à l'ar- rière du train et diminue ainsi plus rapidement que la pression dans le ré- servor d'égalisation 6', cette dernière pression diminuant suivant le taux de service.
Quand la pression de la conduite générale, dans la chambre 19' du piston, devient légèrement inférieure à la pression de réduction du réser- voir d'égalisation qui règne dans la chambre 17', le piston d'égalisation 16' se déplace vers le bas et ouvre la valve de maintien 24' de manière à en- voyer dans la conduite générale 3' une quantité de fluide suffisant pour main- tenir la pression dans cette conduite sensiblement égale à la pression dans le réservoir d'égalisation 6'.
La pression dans la conduite générale 3' peut donc diminuer suivant le taux de service qui commande également la réduction de pression dans le réservoir d'égalisation 6', et diminuer ensuite, suivant un taux plus faiblecommandé par l'étranglement de maintien décroissant 48'; il faut noter que la valve de retenue 51' est encore ouverte puisque la valve de décharge de conduite générale 22' n'a pas encore été ouverte.
Du fait que la réduction de pression continue dans le réservoir d'égalisation 6' et dans la conduite générale suivant le taux plus faible commandé par l'é- tranglement 48', la quantité de fluide sous pression envoyée dans la conduite générale par la valve de maintien 24' est insuffisante pour augmenter la pres- sion de la conduite générale à l'arrière du train au-dessus de la valeur à laquelle cette pression a été réduite par le fonctionnement de service rapide des triples valves A B du train et on évite ainsi, comme on le ,désire, le desserrage des freins par les triples-valves A B.
Cependant, dès que le "faux gradient" dans la conduite générale disparaît, la pression de la conduite gé- nérale au droit de la locomotive cesse de diminuer plus vite que la pression dans le réservoir d'égalisation 6' et il en résulte que le piston d'égalisation 16' ouvre la valve de décharge de conduite générale 22' pour que la réduction de pression dans la conduite générale se poursuive conformément à la réduction de pression dans le réservoir d'égalisation 6'; il faut remarquer que, quand la valve de décharge 22' s'ouvre, le piston 39' fonctionne pour fermer la val- ve de retenue 51' et pour terminer ainsi "le maintien décroissant".
Ainsi, dans le cas d'un "faux gradient", le "maintien décroissant" n'est effectif que jusqu'au moment où le "faux gradient" disparaît et où la possibilité d'un desserrage intempestif des trains n'existe plus.
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Quand la pression dans la conduite générale 3' a diminué finale- ment jusqu'à une valeur sensiblement égale à la pression réduite dans le réservoir d'égalisation 6', la valve de décharge 22' se ferme,mais s'il y a une fuite dans la conduite générale, la valve de maintien 24' s'ouvre pour envoyer du fluide sous pression dans la conduite générale et pour maintenir ainsi la pression dans cette conduite, suivant le principe du "maintien plat", sensiblement égale' à la pression réduite.d'égalisation.
Dès.que la valve de décharge 22' se ferme, la pression dans la chambre 40 du dispositif sélecteur à valve 38' se dissipe à travers la conduite 41', le canal 23' et la valve ouverte 34'. Le piston 39' revient alors à sa position normale sous l'action du ressort 44', mais la valve de retenue 51', reste fermée sous l'action de la pression dans le réservoir limiteur 7' de manière à empêcher la réduction de pression de continuer dans le réservoir d'égalisation 6' pour la position de premier service du robinet de mécanicien.
Quand on a appliqué les freins en utilisant la position de premier service, comme on l'a expliqué plus haut, et si on désire augmenter le degré de serrage, on peut faire tourner la poignée de manoeuvre 13' du robinet de mécanicien et la valve rotative 9' jusqu'à la position de service pour laquelle le canal 18' du réservoir d'égalisation est mis en communication avec le canal 56' d'échappement à l'air libre par l'intermédiaire du canal 61' de la valve rotative 9'; la pression dans le réservoir d'égalisation 6' et dans la chambre 17' continue alors à diminuer suivant un taux de service commandé par un étran- glement de service 62' dans le but de faire fonctionner le mécanisme d'égali- sation qui ouvre la valve de décharge 22';
l'ouverture de cette valve provoque une réduction correspondante de pression dans la conduite générale 3' et par conséquent une augmentation correspondante du degré de serrage dés freins.
Quand on a ainsi augmenté le serrage des freins jusqu'au degré désiré, on peut tourner la poignée 13' du robinet de mécanicien et la valve rotative 9' jusqu'à la position connue de recouvrement pour emprisonner le fluide restant dans le réservoir d'égalisation 6'; la valve de décharge 22' se ferme alors quand la pression dans la conduite générale a été diminuée jus- qu'à une valeur sensiblement égale à la pression dans le réservoir d'égalisa- tion.
Si un train descend une pente, ou si l'on désire, à un moment quelconque compenser des fuites de la conduite générale, après avoir serré les freins, de manière à empêcher les fuites de provoquer une augmentation indésirable du degré de serrage, on peut tourner la poignée 13' et la valve rotative 9' de manière à les ramener de la position de service à la position de premier service au lieu de s'arrêter dans la position de recouvrement.
Dans la position de premier service, la chambre 25' de la valve de maintien communique avec la chambre de la valve rotative (ce qui n'est pas le cas dans la position de service ou dans la position de recouvrement) et la pression de la conduite générale est alors maintenue, comme on l'a déjà expliqué pré- cédemment, à la valeur réduite désirée malgré l'existence des fuites.
On remarquera que le réservoir limiteur de réduction de pression 7' peut être chargé à une pression dépassant celle du réservoir d'égalisation 6' au moment où l'on fait passer le robinet de mécanicien de la position de service à la position de premier service ; en résulte une augmentation de pression dans le réservoir d'égalisation. L'importance de cette augmentation est cependant négligeable au point de vue pratique, puisque le réservoir d'é- galisation a un volume qui est peut être dix fois plus grand que celui du réservoir limiteur de réduction de pression.
Quand on désire desserrer les freins, on peut replacer la poignée 13' et la valve rotative 9' dans la position de charge, pour laquelle le ré- servoir d'égalisation 6' et la conduite générale sont rechargés en fluide à la pression fournie par le dispositif d'alimentation à-valve 14'; il en résul- te un desserrage des freins. Dans la position de marche'du robinet de méca-
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micien, le réservoir limiteur 7' est également mis à l'air libre par l'intermé- diaire de la cavité 55' de la valve rotative et par le canal d'échappement 56', la chambre 47' du dispositif sélecteur à valve 38' étant mise à l'air libre en même temps.
Quand la pression dans le chambre 47' a été ainsi suffisamment réduite, le ressort 54' ouvre la valve de retenue 51' de manière que l'étran- glement de "maintien décroissant" 48' puisse devenir effectif si cela est nécessaire au moment d'un nouveau serrage des freins. On remarquera que, dès que la valve de retenue 51' s'est fermée pour couper le "maintien décroîs- sant" au moment d'un serrage des freins, cette valve reste fermée pour fournir le "maintien plat", si on le désire, jusqu'au moment d'un desserrage des freins.
On voit que la présente invention fournit un moyen de choisir automatiquement le procédé de maintien de la pression dans la conduite géné- rale destiné à compenser les fuites dans cette conduite, que ce moyen convient en particulier aux différentes conditions dans lesquelles peut se trouver un train, qu'il réalise automatiquement le "maintien décroissant" quand la sécu- rité. du train est en jeu, par exemple dans le cas d'un faux gradient dans la conduite générale, mais qu'il réalise au contraire "le maintien plat" quand celui-ci est particulièrement désirable pour commander la vitesse d'un train descendant une rampe.
REVENDICATIONS.
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1 ) Installation de freinage à fluide sous pression caractérisée par le fait qu'elle comprend une conduite générale, un réservoir d'égalisation chargé normalement de fluide à la pression de la conduite générale, un réser- voir limiteur de réduction de pression mis normalement à l'air libre, un ro- binet de mécanicien pour faire communiquer le réservoir d'égalisation avec le réservoir limiteur de réduction de pression dans le but de réduire la pres- sion dans le réservoir d'égalisation, un dispositif d'égalisation commandé par les pressions en opposition du réservoir d'égalisation et de la conduite générale, ce dispositif fonctionnant, en réponse à une réduction de pression dans le réservoir d'égalisation, pour effectuer une réduction correspondante de pression dans la conduite générale, un orifice de mise à l'air libre,
pour le réservoir limiteur de réduction de pression, une valve pour ouvrir ou fer- mer cet orifice de mise à l'air libre, et des moyens pour actionner la dite valve.