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La présente invention concerne les installations pneumatiques de freinage de trains du type dit "modérable au desserrage" permettant de réaliser des opérations graduées tant au serrage qu'au desserrage, ce qui est très utile lors de la descente de côtes, notamment de côtes à pentes variables.
Ces installations comportent généralement des distributeurs mon- tés sur chaque voiture du train et assurant la liaison, par l'intermédiai- re d'un système adéquat de valves, entre le cylindre de frein et un réservoir d'air comprimé appelé "réservoir auxiliaire", ces distributeurs étant com- mandés par la pression régnant dans la conduite générale desservant tout le train et étant agencés de telle sorte qu'à une baisse de pression dans .cétte conduite corresponde une mise en communication du cylindre de frein avec le réservoir auxiliaire et donc un serrage, tandis qu'à une remontée de la pression dans la conduite générale corresponde une évacuation de l'air emmagasiné dans le cylindre de frein et donc un desserrage.
Dans un type perfectionné de distributeur, la commande est:réalisée par variation d'une pression différentielle d'une part la pression variable de la con- duite générale et d'autre part Impression sensiblement constante d'un ré- servoir appelé "réservoir de commande".
La conduite générale est alimen- tée en air comprimé provenant d'un réservoir appelé "réservoir principal", par l'intermédiaire d'une soupape d'alimentation du genre détendeur ou de tout autre dispositif permettant d'obtenir une pression sensiblement cons- tante dite "pression de régime", et d'un robinet, à la disposition du con- ducteur, permettant notamment de réaliser les manoeuvres suivantes : - mise à l'échappement de la conduite générale par un passage offrant une certaine résistance à l'écoulement (position de serrage gradué); - isolement de la conduite générale (position neutre) - mise en communication de la conduite générale avec la soupape d'alimentation (position de marche).
En outre, on prévoit généralement deux autres positions du robinet, qui, elles, ne sont utilisées qu'exceptionnellement : - liaison directe de la conduite générale au réservoir principal sans passer par la soupape d'alimentation (position de desserrage rapide).
- vidange rapide de la conduite générale à l'atmosphère (position de serrage d'urgence).
Selon les normes adoptées par l'Union Internationale des Chemins de fer, après une opération de serrage, on doit pouvoir obtenir le desserrage total des freins pour une pression dans la conduite générale inférieure de 0,2kg/cm2 à la pression de régime définie plus haut. A titre indica- tif, pour une pression de régime de 5Kg/cm2, le desserrage total doit donc être réalisé du moment où, en remontant la prfession dans la conduite généra- le, on atteint la valeur de 4, 8 kg/cm2.
Cette différence de l'ordre de 200g/cm2 peut présenter un certain inconvénient lors de descente de rampes variables car le conducteur, effectuant alors des serrages modérés, manoeuvre au voisinage de cette valeur critique de la pression pour laquelle se produit le desserrage total et il risque d'atteindre involontairement cette valeur, sans d'ailleurs s'en rendre compte car,-tout manomètre étant d'une précision et d'une sensibilité limitées, on ne peut s'y fier pour déceler de très faibles variations de pression. Ce danger est particulièrement sérieux pour de longs convois, par suite du temps appréciable que met l'onde de pression parcourir toute la longueur de la conduite générale.
En effet, si le conducteur, lors des manoeuvres de serrages modérés, est passé fortuitement à la pression criti-
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que de 4,8kg/om2 dans l'exemple donné, pendant un court instant, puis est revenu à une pression légèrement inférieure en vue d'une nouvelle augmentation de l'effort de serrage, on peut se trouver dans la situation très préjudiciable suivante :
les voitures de tête sont au stade de desserrage total et ceci avec une pression de commande qui est passée de 5kg/cm2 à 4,8kg/cm2 (puisque,au desserrage total, le réservoir de commande se trouve en communication directe avec la conduite générale et prend sa pression), tandis que les voitures de queue, n'ayant pas atteint cette valeur critique, se trouvent toujours au stade de serrage partiel avec un réservoir de commande qui.est demeuré à 5kg/cm2. On comprend aisément que dans cette situation, le freinage des voitures de tête sera inférieur à celui des voitures de queue, pour une même baisse de pression de la conduite générale, puisque la pression différentielle de commande sera, pour ces voitures
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de tête,
de 200g/om2 inférieure à la pression différentielle de commande des voitures de queue. Le convoi se trouve de ce fait fortement tendu et il peut en résulter des accidents.
Un autre inconvénient gênant des installations connues du type décrit peut provenir du manque de précision dans le réglage de la pression
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de régime. 9ï'llcîn considère un convoi dont la pression de régime se trouve être réglée à 5,3 kg/CM2, par exemple, (au lieu des 5kg/om2 réglementai- res) par suite d'un défaut ou d'une erreur de réglage et si on l'accouple à une locomotive dont la soupape d'alimentation est déréglé--en sens opposé
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et fournit une pression de 4,9 kg/am2, par exemple, on ne pourra obtenir le desserrage total des freins du convoi.
En effet, comme il a été indiqué plus haut, le desserrage total s'obtient pour une pression inférieure de
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Oe2kg/em2 à la pression de régime, c'est à dire pour une pression de 5)lkg/ cm2 dans l'exemple présent, pression nettement supérieure à celle que peut fournir la locomotive qui vient d'être accouplée et il n'est donc pas pos-
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sible de remonter la conduite générale à 5,lkg/om2.
La présente invention a pour objet un dispositif accessoire applicable aux installations pneumatiques de freinage du type modérable au desserrage, permettant d'éviter les inconvénients ci-dessus. Ce dispositif comporte un régulateur de pression à plusieurs régimes, permettant de régler, par la manoeuvre d'un organe de commande accessible au conducteur, la pression dans la conduite générale à au moins deux valeurs différentes, sensi-
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blement constantes, dont l'une est la valeur normale de foncticnnement de l'installation et dont l'autre n'est utilisée que provisoirement.
La valeur provisoire de la pression fournie par le régulateur se-
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ra inférieure de plus de 200g/cm2 à la valeur normale ou pression de régi- me, c'est-à-dire une pression inférieure à la valeur critique pour laquelle on obtient le desserrage total. Ainsi, pour une pression de régime de 5 kg/cm2, le régulateur, dans sa position provisoire, fournira une pres-
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sion de l'ordre de 4,7kglam2, par exemple. Lors de faibles serrages en ram- pes variables, la conduite générale plafonnera donc à 4,7kg/cm2 et l'on ne
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risquera jamais de se trouver au stade de dessertota1. Par contre, lors- que le conducteur désire réaliser un tel desserrage, il lui suffit de revenir à la position normale du régulateur, c'est à dire au,fonctionnement à 5 kg/cm2.
Il est également possible d'envisager, conformément à la présente invention, que, dans sa position provisoire de réglage, le régulateur détermine, dans la conduite générale, une pression supérieure à la pression de régime, l'écart entre celles-ci étant supérieur aux plus forts déréglages envisagés des installations. Ces déréglages étant, en pratique, au maximum de l'ordre de 200g/cm2 par excès ou par défaut, il faudra donc que
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le régulateur puisse fournir une pression supérieure de 400gcm2 à la pre3-
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sion réglementaire de régime. Celle-ci étant de 5 kg/cm2 dans l'exemple donné, la pression dans la conduite générale devra donc pouvoir être éle- vée jusqu'à 5,4kg/cm2.
Selon un mode de réalisation l'invention,le régulateur de pression a trois régimes un régime normal (par exemple 5 kg/cm2), un ré- gime en deçà de la valeur critique de desserrage total (par exemple 4,7kg/ cm2) et un régime de surcharge destiné à compenser les erreurs possibles de réglage (par exemple 5,4kg/cm2). L'organe de manoeuvre accessible au conducteur aura également trois positions correspondant à celles du régu- lateur.
Ce dernier peut être un détendeur dont un organe de rappel, tel qu'un ressort, détermine la tare. Selon l'invention, ce détendeur est combiné avec un servo-moteur permettant de faire varier cette tare dans les deux sens. Ce servo-motcur, qui est avantageusement à double effet, peut être actionné, dans un sens ou dans l'autre, par l'air fourni par le détendeur.
L'invention prévoit également une commande de la manoeuvre du dis- positif de réglage de la pression combinée avec le robinet de mécanicien utilisé pour les opérations de freinage. La présente invention comprend à cet effet des modifications à un tel robinet en vue du but poursuivi.
La description qui. va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien enferma, partie de ladite invention.
La figure al est une coupe schématique d'un détendeur conforme à l'invention.
Les figures 2 à 8 sont des coupes verticales du robinet de méca- nicien modifié conformément à l'invention, dans ses différentes positions de manoeuvre.
Le détendeur représenté à titre d'exemple-sur la figure 1 comprend essentiellement un conduit 1 relié au réservoir principal RP alimenté par un compresseur d'air à une pression élevée, par exemple de 7 à 9 kg/cm2, un clapet 2 appliqué contre son siège 2a par un ressort de rappel 3 et un' conduit 4 fournissant l'air détendu à une pression déterminée.
Ce conduit 4 communique directement avec une chambre 5 limitée par une membrane déformable 6 portant une pièce centrale.; à travers la- quelle est ménagé un passage 7a pouvant être obturé par l'extrémité 2b du clapet 2 et mettant en communication la chambre 5 avec une chambre 8 ouver- te à l'atmosphère par un orifice 9. Dans cette chambre 8 est logé un res- sort 10 prenant appui d'une part confrère fond fixe 11 de la chambre 8 et d'autre part contre une butée 7b solidaire de la pièce centrale 7. Ainsi la membrane 6 se trouve soumise à l'action différentielle de la pression régnant dans la chambre 5 et de la tension du ressort 10. Cette dernière est réglée de façon à contre-balancer une pression déterminée dans la cham- bre 5,5kg/cm2 pour reprendre l'exemple numérique donné plus haut.
Si cette pression vient à augmenter pour une raison quelconque, son action devenue prépondérante déforme la membrane 6 vers la droite de la figure 1. Le passage 7a ménagé dans la pièce centrale 7, n'étant plus obturé par l'extrémité 2b du clapet 2, met alors en communication les cham- bres 5 et 8 et il se produit, de ce fait, une fuite à l'atmosphère, jusqu'à ce que la pression dans la chambre 5 revienne à sa valeur initiale de 5 kg/cm2, pour laquelle le passage 7a est à nouveau obturé par le clapet 2.
Si, au contraire, la pression dans la chambre 5 venait à diminuer, c'est le
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ressort 10 qui deviendrait alors prépondérant et la membrane 6 serait déformée vers la gauche, entraînant le clapet 2 à l'encontre de l'action de son ressort de rappel 3 et l'éloignant de son siège 2a. Le conduit 1 est alors mis en communication avec la chambre 5 et le conduit 4 par l'intermédiaire d'une rainure 20 ménagée sur la tige du clapet 2 et de l'air à haute pression pénètre dans la chambre 5 jusqu'à ce que la pression initiale soit rétablie, le clapet 2 revenant alors à sa position d'obturation. On a donc, dans le conduit 4, de l'air détendu à une pression sensiblement constante de 5 kg/cm2.
Conformément à l'invention, le détendeur qui vient d'être décrit est muni d'un cylindre 12 à l'intérieur duquel peut se déplacer un piston 13. Des tubulures 14 et 15 d'amenée d'air comprimé débouchent sur les fonds opposés de ce cylindre 12, l'ensemble constituant ainsi un servo-moteur ou vérin pneumatique qui agit sur le détendeur, par l'intermédiaire d'une tige 16 solidaire du piston 13. Cette tige 16 est agencée de façon à solliciter le pièce centrale 7 dans un sens ou dans l'autre avec une force qui.est égale au produit de la pression de l'air fournie par la tubulure 14 ou 15 et de la surface correspondante du piston 12.
Lorsqu'on alimente la tubulure 14 avec de l'air comprimé, la tubulure 15 étant à l'atmosphère, le piston 13 se déplace vers la droite. L'action du ressort 10 sur la membrane 6 est diminuée par la force qu'exerce ce piston 13 et, de ce fait, le passage 7a s'ouvre et de l'air contenu dans la chambre 5 peut s'échapper à l'atmosphère par l'orifice 9 jusqu'à ce que la pression, dans cette chambre 5, ait suffisamment diminué pour que la membrane 6 regagne sa position originale.
Si, au contraire, on envoie de l'air comprimé par la tubulure 15 et on met à l'atmosphère la tubulure 14 le piston 13 viendra agir par sa tige 16, sur la pièce centrale 7 et celle-ci se déplaçant vers la gauche de la figure 1 provoquera l'ouverture du clapet 2 et l'introduction d'air à haute pression dans la chambre 5, jusqu'à ce que la pression dans cette chambre contrebalance l'action conjuguée du ressort 10 et du piston 13.
Selon l'exemple donné précédemment, le servo-moteur ou vérin pneumatique 12-13 est agencé de façon à provoquer dans la chambre 5 une réduction de pression¯de l'ordre de 300 g/cm2 ou, au contraire, une augmentation de pression de¯'l'ordre de 400g/cm2 selon que l'on met sous pression la tu- bulure 14 ou la tubulure 15.
On obtient ainsi trois régimes de fonctionnement de la soupape d'alimentation qui vient d'être décrite :
1) tubulures 14 et 15 non alimentées : équilibre atteint pour une pression de 5 kg/cm2 dans la chambre 5 ;
2) tubulure 14 sous pression et tubulure 15 à l'atmosphère :équilibre atteint pour une pression de 4,7 kg/cm2 dans la chambre 5 ;
3) tubulure 15 sous pression et tubulure 14 à l'atmosphère :: équilibre atteint pour une pression de 5,4kg/cm2 dans la chambre 5.
Sur la tubulure 15 est monté un réservoir 17 ayant un trou de fuite à l'atmosphère 18 constitué par un passage calibré de faible section, provoquant une baisse de pression inférieure à 300g/cm2 par minute. Le rôle de ce réservoir 17 et de ce trou de fuite 18 sera exposé dans la suite.'
Selon une particularité de l'invention, on réalise la commande de cette soupape d'alimentation, c'est à dire son réglage pour l'une des trois pressions de 5,4, 5 et 4,7kg/cm2, au moyen du robinet de mécanicien prévu pour les manoeuvres ordinaires de freinage, ce robinet étant bien entendu
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modifié en vue de permettre une telle commande.
Le robinet représenté sur les figures 2 à 8 est d'un type clas- sique à galettes superposées et seules les parties intéressant la présen- te invention seront décrites en détail.
Ce robinet est connecté : - au réservoir principal RP, - au conduit 4 d'air détendu de la soupape d'alimentation (voir également figure 1), - à la conduite générale CG, - à un réservoir à décharge égalisatrice RDE et à un manomètre
M (non représentés), - aux tubulures 14 et 15 du servo-moteur 12-13 de la figure 1, à l'atmosphère par un orifice constamment ouvert 0, - à un échappement E contrôlé par une valve V commandée par un piston P soumis à la pression différentielle de deux chambres A et B (ces chambres sont reliées respectivement au réservoir RDE et à la conduite générale CG).
Dans la position représentée sur la figure 2 (position de desserrage), le réservoir principal RP alimente directement la conduite générale CG et le réservoir à décharge égalisatrice RDE (les pressions en A et B étant les mêmes, la valve reste maintenue sur son siège), ce qui permet le remplissage rapide de tout le sytème pneumatique de freinage (conduites, réservoirs, etc...).
Cette position n'est utilisée qu'exceptionnellement pendant un temps relativement court, après une vidange totale ou importantéi du système pneumatique. Il est indispensable en effet de couper la liaison entre le réservoir principal RP et la conduite générale CG alors que la pression lue au manomètre est encore nettement inférieure à la pression désirée de régime, car tout dépassement de cette pression risquerait d'entraîner des conséquences sérieuses.
Dans la position représentée sur la figure 4 (position de marche) la conduite générale ainsi que le réservoir à décharge égalisatrice RDE sont alimentés en air détendu par le conduit 4. Cet air détendu se trouve à une pression de 5 kg/cm2 puisque la tubulaire 14 est mise à l'atmosphère en 0 et la tubulure 15 est obturée. Dans ces conditions, comme il a été décrit en regard de la figure 1, seul le ressort 10 intervient pour le réglage de la soupape d'alimentation et la pression débitée par celle-ci est de 5 kg/cm2.
Dans la position représentée sur la figure 6 (position neutre), toutes les communications sont coupées.
Les opérations de serrage s'effectuent en amenant le robinet dans la position de la figure 7 (position de serrage gradué.). Le réservoir à décharge égalisatrice RDE et la chambre A sont réunis à l'atmosphère par 0 la pression de la chambre A diminue et le piston P se déplace vers le haut de telle sorte que l'échappement E s'ouvre. De l'air s'écoule donc de la conduite générale CG, par l'intermédiaire de la chambre B, à travers l'échappement E. La pression dans la conduite générale baisse, ce qui entraîne, à la façon connue, le serrage des freins de toutes les voitures.
Pour arrêter l'accroissement de l'effort de serrage, il suffit de
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revenir de la position de la figure 7 à la position neutre de la figure 6.
Lorsque la pression dans la chambre B aura atteint la même valeur que celle qûi règne dans la chambre A qui ne se trouve plus reliée à l'atmosphère, le piston P redescendra et la valve V fermera l'échappement E.
Il est enfin prévu une position de serrage d'urgence (figure 8), dans laquelle la conduite générale CG est directement mise à l'a-cmosphère par 0, par l'intermédiaire de conduits de large section. En même temps le réservoir à décharge égalisatrice et la chambre A sont également mis à l'atmosphère par 0. La pression dans la conduite générale CG baisse très rapidement et un serrage énergique est obtenu.
Conformément à la présente invention, aux positions habituelles qui viennent; d'être décrites, sont ajoutées deux positions nouvelles de manoeuvre permettant de modifier le réglage de la soupape d'alimentation, soit en yue d'augmenter la pression de l'air détendu (par exemple en la portant à 5,4kg/cm2 au lieu de 5kg/cm2), soit en vue de diminuer cette pression (en'la portant par exemple à 4,7kg/cm2). Ainsi qu'il a été précédemment décrit, ces nouvelles caractéristiques sont obtenues au moyen du servo-moteur pneumatique 12-13 par la mise sous pression des tubulures 14 ou 15.
Dans la position représentée sur la figure 3 (position de surchar- ge), la tubulure 15 est reliée au conduit d'air 4, tandis que la tubulure 14 est mise à l'atmosphère par 0. Ainsi le piston 13 du servo-moteur de la figure 1 est repoussé vers la gauche et le détendeur fournit en 4 de l'air à 5,4kg/cm2. Comme dans la position de la figure 3,la conduite générale CG d'une part et le réservoir à décharge égalisatrice RDE d'autre part sont reliés au conduit 4 d'air détendu, cette conduite générale ainsi que ce réservoir seront mis à une pression de 5,4kg/cm2, ce qui permet de réaliser le desserrage total des freins, comme il a été expliqué dans le préambule.
Au contraire, si l'on met le robinet dans la position représentée sur la figure 5, c'est la tubulure 14 qui sera cette fois alimentée en air comprimé, tandis que la tubulure 15 se vidangera progressivement par l'orfice calibré 18 du réservoir 17 (voir figure 1). Dans ce cas, le détendeur sera réglé pour une pression de 4,7kg/cm2 et l'air détendu à cette uression parviendra par le conduit 4 à la conduite générale CG et au réservoir . décharge égalisatrice RDE.
Ainsi, lorsque le train descend une cota à pente variable, le mécanicien limitera les manoeuvres du robinet aux positions des figures 5, 6 et 7. Pour effectuer des freinages gradués, il passera de la position neutre (figure 6) à la position de serrage (figure 7) par à-coups, revenant chaque fois à la position neutre. Lorsqu'il voudra, au contraire, desserrer, il reviendra à la position de la figure 5, remontant ainsi à la pression à 4,7kg/cm2, c'est à dire une pression légèrement inférieure à celle pour laquelle se produit le desserrage total et qui, dans l'exemple présent, est de 4,8kg/cm2. Ainsi est évité le danger du desserrage total fortuit et des efforts de serrage variables entre les voitures de tête et les voitures de queue, comme il a été expliqué dans le préambule.
Lorsque le train roule en palier pendant un temps suffisant, le mécanicien passa dans la position normale de la figure 4 (position de marche), la conduite générale se mettant alors à une pression de 5kg/cm2, c'est à dire à la pression de régime. Enfin, lors d'un changement de locomotive, le mécanicien pourra passer à la position de surcharge (figure 3) soit pour effectuer le desserrage total des freins, soit pour atteindre rapidement, en la dépassant, la valeur de la pression de régime, c'est à dire
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5kg/cm2.
Une fois obtenu le desserrage total, le mécanicien passe à la position de la figure 4 (position de marche) et la tubulure 15 se vidange progressivement par l'orifice 18, ce qui réduit graduellement la pression débitée par la soupape d'alimentation de 5,4kg/cm2 à 5kg/cm2, et'ceci avec une chute de pression inférieure à 300g/cm2 par minute, afin de ne pas pro- voquer de serrage alors que la conduite générale se trouve au-dessus de la pression de régime de 5kg/cm2. Tànt que la conduite générale se trouvera à une pression supérieure à cette pression de 5kg/cm2, le piston P soumis à la pression différentielle de A et B demeurera soulevé et une fuite se produira de la conduite générale CG à l'échappement E.
Aussitôt que cette conduite générale aura atteint la valeur de la pression de régime qui est celle du conduit 4, la valve V se refermera.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitù tion de moyens techniques équivalents sans que l'on sorte pour cela du ca- dre de la présente invention.
REVENDICATIONS.
1. - Un dispositif accessoire destiné aux installations pneuma- tiques de freinage de train de type dit "modérable au desserrage", dispo- sitif comportant unrégulateur de pression à plusieurs régimes, permettant de régler, par la manoeuvre d'un organe de commande accessible au conducteur, la pression dans la conduite générale de l'installation à au moins deux valeurs différentes, sensiblement constantes, dont l'une est la valeur ; normale de fonctionnement de l'installation et dont l'autre n'est utilisée que provisoirement.