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DISPOSITIF DE COMMANDE P:OUR OUTILS A AIR COMPRIME.
Dans les appareils à air comprimé et notamment dans les freins de chemins de fer, on a souvent à résoudre le problème d'alimenter un réci- pient par une source d'air comprimé par l'intermédiaire d'un conduit reliant les deux et d'actionner en même temps un organe mobile, par exemple un pis- ton ou une membrane, en fonction de la pression qui s'établit progressivement dans le récipient. Dans ces conditions, il peut être désirable d'avoir la possibilité de ne pas placer cet organe directement à l'endroit du récipient.
Par exemple, il est usuel dans les freins à air comprimés des chemins de fer de disposer séparément le cylindre de frein et le régulateur à triple pres- sion dépendant de la pression dans celui-ci, et relié audit cylindre par un conduit. Dans ces conditions, on réalise un dispositif dans lequel l'air de la source d'air comprimé passe d'abord dans une chambre de commande con- tenant l'organe mobile, puis de là, dans le récipient à. remplir par l'inter- médiaire d'un passage étranglé par rapport à la chambre et consistant la plupart du temps en un conduit de faible longueur.
Par suite des pertes de charge dans ledit passage, il se produit dans la chambre de commande au dé- but de l'écoulement une accumulation d'air comprimé en mouvement et ainsi une pression statique, qui dépasse temporairement la pression se formant rapidement ou lentement dans le récipient suivant la grandeur de celui-ci etne-passe dans celui-ci qu'après la fin de l'écoulement. La conséquence de ce qui précède est que l'organe mobile est soumis temporairement à une pression du moment dans le récipient.
La présente invention a pour objet d'éviter cet état de fait souvent indésirable et consiste en un dispositif de commande pour appareil fonctionnant à l'air comprimé, et en particulier pour freins à air compri- mé, dans lequel d'une manière connue, on alimente un récipient par une sour- ce d'air comprimé par l'intermédiaire d'une chambre de commande, dans laquel- le se-déplace un organe mobile sous l'influence de la pression et d'un pas- sage relié à ladite chambre de commande et plus étroit qu'elle. Conformé-
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ment à l'invention, l'organe mobile se trouve soumis l'influence d'une aug- mentation de pression produite dans une chambre de commande auxiliaire et s'opposant à la pression de la chambre de commande citée en premier.
Ainsi, on peut éviter l'action sur l'organe mobile de la pression produite dans la chambre de commande citée en premier par l'accumulation de l'air comprimé s'écoulant dans le récipient.
A titre d'exemples seulement, on a représenté sur le dessin deux modes de réalisation de la présente invention.
Dans le cas de la figure 1, un conduit 5 est branché sur la con- duite d'air principale L, qui s'étend sur toute la longueur du train, à l'a- plomb du véhicule muni d'un frein à air comprimé. Grâce à ce conduit 5, l'air comprimé est directement envoyé dans la chambre 6 d'un accélérateur B, dans la chambre 7 d'un dispositif à soupape D destiné à limiter la quantité d'air comprimé soutirée dans la conduite L et dans la chambre 8 d'un régulateur triple pression E. Une membrane 9 de l'accélérateur B sépare la chambre 6 d'une autre chambre 12 reliée au récipient d'air auxiliaire H. Sur la mem- brane 9 repose une tige 15 portant le corps d'une soupape 13 et un piston 14. Cette tige 15 est maintenue normalement par un faible ressort 16 dans la position de repos, qui est représentée et dans laquelle la soupape 13 est fermée.
Entre le piston 14 et la paroi du carter est prévu un espace intercalaire, qui permet, quand la soupape 13 est ouverte, une irruption d'air comprimé dans la chambre située au-dessus du piston 14. Pendant tout le temps où se produit l'écoulement de l'air autour du piston 14, celui-ci est poussé vers le haut par cet écoulement et mainteint la soupape 13 dans sa position d'ouverture.
La chambre 7 du dispositif soupape D est séparée par la membra- ne 17 d'une autre chambre 18, reliée à un récipient d'air de commande S par l'intermédiaire d'un conduit 21. Une tige.19, fixée à la membrane 17, est guidée d'une manière étanche par une cloison séparatrice 22.
L'extrémité de cette tige 19, se trouvant dans une chambre 23, porte le corps d'une soupape 24. Cette soupape, maintenue ouverte normalement par un ressort 25, commande la communication entre la chambre de l'accélérateur B se trouvant au-dessus du piston 14 et reliée à. ma chambre 23 par le conduit 26 et une chambre 27 du dispositif à soupape D; Cette chambre 27 est reliée de son côté par un conduit 28 à une chambre auxiliaire 29 du régulateur à trois pres- sions E.
En plus de la chambre 29, le régulateur E comporte les trois cham- bres de commande usuelles, c'est-à-dire la chambre 8 déjà citée, une chambre 31, reliée par le conduit 21 au récipient d'air de commande S et une chambre 34 reliée par le conduit 32 au cylindre de frein Z. L'extrémité libre de la tige 37, fixée aux membranes 35 et 36, sert à actionner le corps 38 d'une double soupape 41, percé d'un trou et appliqué normalement sur son siège par un ressort 39. Quand la tige 37 se trouve dans la position de repos repré- sentée, la chambre 34 et, par suite, le cylindre de frein Z, se trouvent en communication avec l'atmosphère par le trou du corps de soupape 38.
Quand, par contre, le corps de soupape 38 est écarté de son siège, cette liaison entre le cylindre Z et l'atmosphère est interrompue et la chambre 34 se trou- ve reliée sans obstacle avec le récipient d'air auxiliaire H par l'intermé- diaire d'un conduit 42, de la soupape 43 normalement ouverte d'un dispositif à soupape M pour limiter la première rentrée d'air comprimé dans le cylindre de frein et du conduit 44. Le dispositif à soupape M comporte deux chambres de commande 45 et 46 séparées l'une de l'autre par une membrane 50. La pre- mière de ces chambres 45 est reliée au cylindre de frein Z par le conduit 32.
La chambre 46 se trouve par contre en liaison d'une part par le conduit 47 a--ec la chambre de commande 29 du régulateur à trois pressions E et, d'autre part, par l'orifice d'étranglement 48 avec l'atmosphère. Le corps de la sou- pape 43 est relié à la membrane 50 par une tige 49 et est écarté normalement de son siège par un ressort 51. Un passage étranglé 52 est disposé en paral- lèle avec la soupape 43'.
L'ensemble du dispositif fonctionne de la manière suivante en cas de freinage :
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Une baisse de pression dans la conduite L se transmet immédiate- ment aux chambres 6, 7 et 8. La soupape 13 de l'accélérateur B s'ouvre sous l'action prépondérante de la pression du récipient d'air auxiliaire H de telle sorte que l'air comprimé de la conduite d'air principale L s'écoule dans l'at- mosphère par l'intermédiaire du conduit 26, de la chambre 23,de la soupape 24 qui est ouverte, de la chambre 27 du dispositif à soupape D, du conduit 28, de la chambre de commande 29 du régulateur à. trois pressions E, du con- duit 47, de la chambre 46 du dispositif à soupape M et de l'orifice d'étran- glement 48.
Presque en même temps que l'ouverture de la soupape 13 de l'ac- célérateur B, la tige 37 se trouvant dans le régulateur à triple pression E se meut vers le haut sous l'influence de la différence des pressions régnant dans les chambres 8 et 31, son extrémité libre fermant le trou du corps de soupape 38 et soulève alors celui-ci. De l'air comprimé circule alors sans entrave du récipient d'air auxiliaire H au cylinbdre de freinage Z par l'in- termédiaire des conduits 11 et 44, de la soupape 43 qui est ouverte, du con- duit 42, de la soupape 41 et du conduit 32 et provoque dans ce cylindre Z une première et rapide montée de la pression.
Etant donné que chaque portion de conduite provoque, même si elle est faible une réduction de la vitesse d'écoulement de l'air, il se produit dans chaque chambre placée en avant de cette portion de conduite, une accumulation et, par suï-te, une pression sta- tique. Pendant l'opération de remplissage décrite, il se produit en parti- culier dans la chambre de commande 34 du régulateur à triple pression E, une accumulation d'air qui agit sur la membrane 36 et qui tend à déplacer vers le bas la tige 37. Cette action est indésirable cependant, tant qu'une cer- taine pression minima déterminée n'est pas atteinte dans le cylindre de frein.
Par suite de l'orifice d'étranglement 48, l'air comprimé, provenant de la conduite d'air principale L produit dans la chambre 29 du régulateur à triple pression F. une augmentation de pression qui s'oppose à celle existant dans la chambre 34. Par un choix approprié de la grandeur de l'orifice d'étran- glement 48 et des chambres parcourues par l'air comprimé soutiré, on peut adapter l'une à l'autre lesdites pressions agissant en sens inverse sur la membrane 36. Dans ces conditions, il peut alors être avantageux de placer en parallèle à l'orifice d'étranglement 48 un autre étranglement conduisant à l'atmosphère en avant de la chambre 29 par exemple dans la chambre 27 du dispositif à. soupape D.
L'air comprime' allant du récipient d'air auxiliaire H vers le cylindre de frein Z provoque non seulement dans la chambre 34 du régulateur à triple pression E mais encore dans la chambre 45 du dispositif à soupape M une augmentation de pression, grâce à laquelle la soupape 43 pourrait être fermée prématurément dans ces conditions. C'est pourquoi l'air comprimé soutiré de la conduite d'air principale L est conduit dans la chambre 46 de ce dispositif à soupape, ou il s'oppose à la pression régnant dans la chambre 45.
Etant donné que la soupape 13 de l'accélérateur B est réalisée sous forme de soupape à courant et ne se trouve pas en liaison rigide avec la membrane 9, elle reste ouverte aussi longtemps que le courant d'air per- siste et indépendamment du fait qu'en dessous d'elle la membrane 9 se dé- place dans ces conditions vers le bas. Le soutirage est arrêté seulement quand la pression dans la conduite d'air principale L, se transmettant à la chambre 7,est tombée au-dessous d'une certaine valeur. A ce moment là, le ressort 25 dans le dispositif à soupape D n'est plus suffisant pour mainte- nir ouverte la soupape 24, de telle sorte que celle-ci se ferme et interrompt le soutirage.
La pression régnant encore dans les chambres 29 et 45 tend alors à s'égaliser avec la pression atmosphérique par l'intermédiaire de l'o- rifice d'étranglement 48, de telle sorte que dans le régulateur à triple pres- sion E la membrane 36 se trouve alors soumise exclusivement à la pression régnant dans le cylindre de frein, tandis que sur la membrane 50 dans le dispositif à. soupape M seule encore l'action du ressort 51 s'oppose à la pres- sion régnant dans le cylindre de frein. Sî cette pression a atteint sa va- leur minima prédéterminée, elle surmonte en fermant la soupape 43 le ressort 51.
L'étranglement 52, placé dans le conduit 42, 44, règle le temps de rem-
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plissage du cylindre de frein et empêche la formation, dans la chambre 34 du régulateur à triple pression E, d'une pression notablement plus élevée que celle du cylindre de frein.
Dans le mode de réalisation représenté figure 2, un accélérateur B, en lui-même connu, actionne directement par le régulateur à trois pres- sions F et exerce en même temps la fonction du dispositif à soupape D repré- senté figure 1. Dans un carter 55 est guidée en pouvant se déplacer une tige soupape 57 percée d'un trou 56 sur une partie de sa longueur. Son extrémité inférieure pénètre dans une partie du carter séparée en deux chambres 59 et 61 par une membrane 58 et est fixée au plateau 62 relié à la membrane 58.
La chambre 59 est reliée à la conduite d'air principale L par le conduit 60 et la chambre 61 au récipient d'air de commande S. L'extrémité supérieure de la tige 57 passe dans une partie de carter divisée également en deux cham- bres 64 et 65 par une membrane 63 et est reliée rigidement à cette dernière.
L'entrée de la chambre 64 est contrôlée par une soupape 66 lestée par un res- sort et est reliée au récipient d'air auxiliaire H par un conduit 67 et en outre au cylindre de frein Z par un conduit 68.
L'accélérateur B fait corps avec le régulateur à triple pression E et comporte dans sa partie inférieure une chambre 69, réalisée sous forme d'un guidage cylindrique et reliée à la chambre 59. Cette chambre 69 sert de guide à un corps 71 mobile parallèlement à l'axe de la tige 57. Sur ce corps peut tourner un levier 72 coudé à angle droit. Ce corps repose norma- lement sur le plateau 62. La partie du levier 72 perpendiculaire à l'axe de la tige 57 traverse une fente 73 dudit guidage et pénètre dans la chambre 59, de telle manière qu'elle vient buter en cas de soulèvement du corps 71 sur la paroi limitant supérieurement la chambre 59 et tourne alors autour de son point d'oscillation sur le corps 71.
La chambre 69 débouche sous le contrôle d'une soupape 74, réalisée sous forme de soupape à courant de la même manière que la soupape 13 dans le mode de réalisation représenté figure l, dans une grande chambre de transmission 75, qui est reliée à la chambre 65 par un orifice d'étranglement 76. Le corps de soupape 80, soumis à l'ac- tion d'un ressort, est muni d'une tige 77, qui repose dans la position de repos représentée de l'accélérateur sur la partie du levier 72 qui lui est parallèle.
Le dispositif à soupape M est du même modèle que celui du mode de réalisation représenté figure 1. Sa chambre 45 est reliée également au cylindre de frein Z par un conduit 68, tandis que sa chambre 46 est en com- munication par l'intermédiaire du conduit 78 avec la chambre 65 du régulateur à triple pression E et par l'intermédiaire de l'orifice d'étranglement 48 avec l'atmosphère. La soupape 43 est montée en parallèle avec l'orifice d'é- tranglement 52 pour limiter le temps de remplissage du cylindre de frein.
Le fonctionnement du dispositif représenté fig. 2 est le suivant :
En cas de baisse de pression dans la conduite d'air principale L, le plateau 62 est déplacé vers le haut sous l'influence de la pression régnant dans le récipient d'air de commande S en entraînant la tige 57 et le corps 71.
Le'levier 72 pousse alors sur la tige 77 et ouvre la soupape 74 de telle sorte que de l'air comprimé provenant de la conduite d'air principale L passe dans la chambre de transmission 75. La tige 57 vient en contact dans son mouvement vers le haut avec le corps de soupape 66 et ferme ainsi la liaison jusqu'alors existant entre le cylindre de frein Z et l'atmosphère par le conduit 68, la chambre 64 et le trou 56. Dans son déplacement ultérieur vers le haut, la tige 57 écarte le corps de la soupape 68 de son siège et établit ainsi une liaison entre le récipient d'air auxiliaire H et le cylindre de frein, constituée par la soupape 43 ouverte, le conduit 679 la chambre 64 et le conduit 68.
Etant donné que cette arrivée d'air comprimé est réalisée sensiblement sans obstacle, le cylindre de frein reçoit un premier et rapide remplissage d'air comprimé qui applique les mâchoires du frein sur les roues du véhicule. Par suite de la résistance de frottement qui se produit dans le conduit 68, il se produit alors dans la chambre 64 une accumulation d'air qui a pour conséquence d'exercer une pression indésirable sur la membrane 63,
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car cette pression se produit avant la mise sous pression du cylindre de frein. Par suite du fait que la liaison de la chambre de transmission 75 et de la chambre 65 comporte un orifice d'étranglement 76, il se produit dans cette chambre 63 une pression qui s'oppose à celle de la chambre 64 et qui empêche une fermeture prématurée de la soupape 66.
Dans le fonctionnement de l'accélérateur B décrit, la partie du levier 72 perpendiculaire à l'axe de la tige 57, tourne et ne se trouve plus en contact avec la tige 77. Ainsi, l'action de la membrane 58 sur la soupa- pe 74 cesse. Cette dernière est cependant maintenue ouverte par le courant de l'air de la conduite principale jusqu'au moment où la montée de la pres- sion dans la chambre 75 soit suffisante pour arrêter le courant. La soupape est alors fermée par son ressort, de tel Le sorte que le soutirage est arrêté.
L'air comprimé, qui reste encore dans les chambres 75, 65, et 46 s'échappe peu 3 peu par l'orifice d'étranglement 48 dans l'atmosphère, de telle sorte que la membrane 63 du régulateur à triple pression F ne se trouve encore soumise qu'à le pression de la chambre 64. Mais avec la diminution de la pression dans la chambre 65 s'abaisse la pression de la chambre 64, qui est produite par l'accumulation de l'air comprimé s'écoulant du récipient d'air auxiliaire dans le cylindre de frein Z car, pendant ce temps, le dispositif à soupape M est entré en action et le passage étranglé 52 a remplacé la liai- son directe par la soupape 43. Ainsi, le régulateur à triple pression, est passé dans cette période du fonctionnement,
dans laquelle il se trouve soumis aux influences des pressions de la chambre 59, de la chambre 61 reliée au ré- cipient d'air de commande S et de la chambre 64 reliée au cylindre de frein Z.