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La présente invention concerne les dispositifs de commande de freinage à fluide sous pression du type à recouvrement automatique, dans lequel le degré de serrage et de desserrage des freins, sur un wagon de - chemin de fer ou un véhicule analogue, est commandé respectivement en fonc- tion du degré de réduction et de rétablissement de la pression du fluide dans une conduite générale, par rapport à une pression donnée régnant dans un réservoir de commande; l'invention concerne plus particulièrement un dispositif de ce genre comportant une disposition perfectionnée et simpli- fiée pour commander la charge du réservoir de commande et du réservoir au- xiliaire, à partir de la conduite générale, et l'action de serrage rapide.
On a proposé jusqu'à présent de réaliser un équipement de frei- nage à fluide sous pression comportant un dispositif à valve de serrage ra- pide, qui répond à une légère réduction initiale de la pression de condui- te générale, en-dessous de la pression du réservoir de commande, cette ré- duction étant égale par exemple à 0,049 kg/cm2, en fermant une communica- tion de charge lente du réservoir de commande et en reliant ensuite la con- duite générale à une capacité de serrage rapide afin de produire dans la pression de conduite générale une réduction locale "de serrage rapide".
Un dispositif à valve de serrage de service répond ensuite à une plus grande réduction de la pression de conduite générale, cette réduction étant par exemple de 0,21 kg/cm2,en fournissant du fluide sous pression au cylindre de frein à partir du réservoir auxiliaireo Un dispositif combiné à valve de charge et de coupure de serrage rapide, qui comporte une chambre de com- mande ouverte sur le cylindre de frein, est sollicité vers une position normale pour permettre l'écoulement du fluide à travers la communication de charge lente du réservoir de commande, pour ouvrir une communication de charge lente du réservoir auxiliaire, et pour relier en même temps la capa- cité de serrage rapide au cylindre de frein;
ce dispositif de coupure peut répondre cependant à la pression du cylindre de frein, régnant dans ladite chambre de commande, quand cette pression dépasse une petite valeur, égale par exemple à 0,14 kg/om2, en passant à une position de coupure, de manière à fermer la communication de charge lente du réservoir auxiliaire, à fermer additionnellement la communication de charge lente du réservoir de comman- de et à accumuler le fluide dans la capacité de serrage rapide.
Le but principal de la présente invention est de réaliser un équipement de freinage perfectionné, simplifié et relativement peu coûteux du type précédent; dans ce nouvel équipement, les fonctions du dispositif de serrage rapide sont remplies par un dispositif perfectionné de serrage de service à valve et par un dispositif combiné à valve de charge et de com- mande de serrage rapide, de telle sorte que l'on peut supprimer le disposi- tif séparé de serrage rapide que l'on utilisait jusqu'à présent.
L'équipement de freinage conforme à l'invention comprend un dis- positif perfectionné de serrage de service et un nouveau dispositif combiné de charge et de commande de serrage rapide, qui commandent en série l'écou- lement du fluide à travers une communication de charge normalement ouverte du réservoir de commande, par laquelle le réservoir de commande habituel communique avec la conduite généraleoLe dispositif de serrage de service répond à une légère réduction de la pression de conduite générale, en des- sous de la pression du réservoir de commande9 cette réduction étant égale par exemple à 0,049 kg/cm2, en fermant ladite communication et en fournissant ensuite du fluide sous pression à une chambre de commande du dispositif com- biné de commande, à partir d'une certaine capacité chargée au préalable,
de manière que ce dispositif ferme une communication de charge lente du réser- voir auxiliaire, ferme également et additionnellement la communication de charge du réservoir de commande, coupe la communication entre la capacité de serrage rapide, et l'atmosphère et relie ensuite cette capacité à la conduite
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générale pour effectuer dans la pression de celle-ci une réduction "de ser- rage rapide".
Ainsi, avec cette disposition perfectionnée, on n'utilise pas un dispositif séparé de serrage rapide, comme celui prévu dans les équipe- ments de freinage connus ; les fonctions de ce dispositif sont remplies par le dispositif de serrage de service et par le dispositif combiné de charge et de commande de serrage rapide.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la ca- pacité mentionnée précédemment, qui alimente ensuite la chambre de comman- de, est chargée elle-même de préférence en fluide sous pression à partir du réservoir de commande, par l'intermédiaire du dispositif de serrage de service se trouvant en position de desserrage des freins ; ainsi, quand ce dispositif passe à cette position après une application des freins, il se produit dans la pression du réservoir de commande une légère réduction, qui est suffisante pour garantir que le dispositif de serrage de service aura tendance à rester dans ladite position, malgré une légère fluctuation de la pression de conduite générale, mais qui est insuffisante cependant pour em- pêcher un desserrage gradué des freins.
D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante de l'invention et sur le dessin anne- xé. La figure unique de ce dessin est une vue schématique d'un équipement de freinage à fluide sous pression conforme à l'invention.
DESCRIPTION.
Comme on le voit sur le dessin, l'équipement perfectionné de freinage comprend, sur chaque wagon d'un train, un dispositif de commande de freinage à valve, qui comprend lui-même un support de conduites 1, au- quel sont reliés la conduite générale habituelle 2, un réservoir de comman- de 3, un réservoir auxiliaire 4 et un cylindre de frein 5. Sur une face du support 1 est monté un carter 6 en plusieurs parties; ce carter contient un dispositif de serrage de service à valve 7, du type à recouvrement au- tomatique, et un dispositif combiné à valve 8 de charge et de commande de serrage rapide; ces deux dispositifs 7 et 8 sont conformes aux caractéris- tiques de l'invention que l'on va décrire maintenant.
Le dispositif de serrage de service 7 comprend deux butées mobi- les 9 et 10, qui sont coaxiales, écartées l'une de l'autre et dont les sur- faces effectives sont différentes. Ces butées sont reliées l'une à l'au- tre, non pas d'une manière positive, mais de façon à coopérer en formant ce que l'on appellera "une série de butées", comme on le verra plus loin.
La butée mobile 9, qui est la plus grande, est soumise sur sa face infé- rieure à la pression régnant dans une chambre 11, communiquant constamment par un canal 12 avec le réservoir de commande 3 ; la butée 9 est soumise sur sa face opposée à la pression régnant dans une chambre 13, qui communi- que constamment avec la conduite générale 2 par un canal 14. La butée 9 est reliée à la butée 10 plus petite par l'intermédiaire d'une tige de pous- sée cylindrique et coaxiale 15 ; cette tige peut coulisser d'une manière étanche dans un alésage prévu à travers une cloison 16 séparant la chambre 13 d'une chambre atmosphérique 17, située d'un côté de la butée mobile 8; la tige 15 est guidée convenablement par les parois de cet alésage.
Sur l'autre face de la butée mobile 10 se trouve une chambre 18, qui communique constamment avec le cylindre de frein 5 par un canal 19 et par un orifice calibré 20 d'alimentation du cylindre de frein.
La butée mobile 10 est reliée positivement à un tiroir cylindri- que et coaxial 21, qui s'étend à travers la chambre 18 et dont l'extrémité
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libre peut coulisser d'une manière étanche dans un alésage 22 ouvert sur la chambre 18; le tiroir 21 est convenablement guidé par les parois de cet alésage. Près de son extrémité libre, le tiroir 21 possède un diamètre ré- duit de manière à définir, en coopération avec l'alésage 22, une chambre annulaire 23 communiquant constamment avec une branche du canal 190 Un alésage axial 24 s'étend à l'intérieur du tiroir 21, à partir de l'extrémi- té libre de celui-ci; cet alésage communique constamment par des orifices radiaux appropriés avec une cavité 25 annulaire et allongée, qui est formée dans le tiroir 21, entre les extrémités de celui-ci.
Conformément à l'invention, deux ressorts hélicoïdaux et con- centriques 26 et 27 sont montés dans la chambre 18 autour du tiroir 21.
Le ressort 26 s'appuie contre la butée mobile 10 et contre une paroi d'ex- trémité de la chambre 18; il exerce une force de sollicitation relativement petite sur cette butée, cette force étant à peu près équivalente à une pression de 0,049 kg/cm2 dans la conduite générale ; ce ressort 26 empêche ainsi un mouvement indésirable de la série des butées sous l'effet des pe- tites fluctuations normales de la pression de conduite générale, mais per- met le déplacement de la série de butées quand la pression de conduite gé- nérale régnant dans la chambre 13 est réduite de plus de 0,049 kg/om2 en dessous de la pression du réservoir de commande régnant dans la chambre 11.
Une cage annulaire 28 entoure le ressort extérieur 27; elle est reliée par une extrémité à la butée mobile 10 et comporte, à son autre extrémité, une collerette dirigée vers l'intérieur, qui recouvre une autre collerette di- rigée vers l'extérieur et faisant partie d'un organe annulaire de retenue 29; cet organe comporte d'autre part une autre collerette dirigée vers l'in- térieur, qui s'engage sur une extrémité du ressort 27 et qui limite ainsi l'extension du ressort 27 dans la direction de la chambre 23.
Avec cette disposition, quand la pression de conduite générale, régnant dans la cham- bre 13, est sensiblement égale à la pression du réservoir de commande ré- gnant dans la chambre 11, le ressort 26 sollicite la série des butées et par conséquent le tiroir 21 vers une position de desserrage des freins re- présentée sur le dessin; cette position est définie par le contact de la butée mobile 9 avec une butée appropriée formée sur la paroi extrême de la chambre 11; il faut remarquer que le ressort 27 n'applique aucune force à la série des butées, puisque l'organe de retenue 29 n'est pas appuyé con- tre la paroi d'extrémité de la chambre 18.
Le tiroir 21 de serrage de service étant dans sa position de des- serrage, une cavité 30 annulaire et allongée, formée dans ce tiroir, relie une branche du canal 19 avec un canal 31 débouchant dans une chambre de commande 32 du dispositif 8, de manière à vidanger cette chambre par une communication que l'on définira un peu plus loin; d'autre part, une cavité annulaire et allongée 32a, formée dans le tiroir 21, entre les cavités 25 et 30, relie un canal 33 de charge du réservoir de commande avec une capa- cité 34 et une branche du canal 12 du réservoir de commandée
Le dispositif combiné 8 de charge et de commande de serrage ra- pide comprend un diaphragme flexible 35, qui est convenablement serré tout le long de son bord extérieur entre les parties du carter;
ce diaphragme est soumis d'un côté à la pression régnant dans la chambre 32 et de l'autre côté à la force d'un ressort hélicoïdal de rappel 36, monté dans une chambre at- mosphérique 37, Le diaphragme 35 est relié, par l'intermédiaire d'un orga- ne d'appui 38, à un tiroir cylindrique de commande 39, qui peut coulisser d'une manière étanche dans un alésage 40; ce tiroir est convenablement gui- dé par les parois de cet alésage, qui est ouvert à une extrémité sur la chambre 37 et à l'autre extrémité sur un orifice 41 de mise à l'air libre.
Conformément à 1?invention, le tiroir 39 comporte trois cavités
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annulaires et allongées 42, 43, 44 qui sont séparées d'une manière étanche les unes des autres, ainsi que de la chambre 37 et de l'orifice atmosphéri- que 41, par des bagues d'étanchéité du type O, La cavité 43 se trouve entre les cavités 42 et 440 Quand la chambre 32 ne contient pas de fluide sous pression, le ressort 36 pousse le tiroir 39 dans une position normale repré- sentée sur le dessin; cette position est définie par le contact du diaphrag- me 35 avec une butée formée dans la paroi d'extrémité de la chambre 32.
Le tiroir 39 étant dans cette position, la cavité 42 relie le canal 33 à un canal 45 constamment ouvert sur la conduite générale 2 par l'intermédiaire d'un orifice calibré 46 de charge du réservoir de commande et d'une bran- che du canal 14 de conduite générale ; la cavité 43 relie un canal 47, qui débouche dans une branche du canal 14 de conduite générale par l'intermé- diaire d'un orifice calibré 48 de charge lente du réservoir auxiliaire, avec un canal 49, dont une branche débouche dans le réservoir auxiliaire 4 et dont une autre branche débouche dans une chambre 50; cette chambre con- tient une soupape 51, en forme de disque, qui est poussée par un ressort hélicoïdal 52 au contact d'un siège annulaire entourant une extrémité de l'alésage 22 du dispositif 7 ; la cavité 44 communique uniquement avec une branche du canal 14 de conduite générale ;
enfin, un canal 53, débouchant dans une capacité 54 de serrage rapide, est découvert, au-delà de l'extré- mité du tiroir 39, et communique avec l'orifice atmosphérique 41.
FONCTIONNEMENT.
On suppose que l'équipement est tout d'abord vide de fluide sous pression. Dans cette condition, le tiroir 21 du dispositif 7 de serrage de service est poussé par le ressort 26 dans sa position de desserrage ; le tiroir 39 du dispositif 8 est poussé par le ressort 36 dans sa position de charge définie précédemment; en conséquence, les différents éléments se trouvent dans les positions représentées sur le dessin.
Pour charger initialement l'équipement, on fait arriver du fluide sous pression d'une manière bien connue dans la conduite générale 2, sur la locomotive. Sur un wagon particulier, une partie du fluide fourni à la conduite générale.2 s'écoule par le canal 14 de conduite générale, l'orifi- ce calibré 46, le canal 45, la cavité 42 du tiroir 39 en position normale, le canal 33, la cavité 32a du tiroir 21 en position de desserrage jusque dans la cavité 34, et aussi, par les différentes branches du.canal 12 du réservoir de commande, dans le réservoir de commande 3 et dans la chambre 11 du dispositif 7 de serrage de service, de manière à charger la capacité 34, le réservoir de commande 3 et la chambre 11.
En même temps, le fluide sous pression arrive directement dans la chambre 13 du dispositif 7, avec un débit sensiblement non limité, par une autre branche du canal 14 de conduite générale, de manière à maintenir la série des butées du dispositif 7, et par conséquent le tiroir 21, en position de desserrage; dans cette position représentée sur le dessin, le cylindre de frein 5 communique avec l'atmosphère par le canal 19, la cham- bre 23, l'alésage 24, la cavité 25, et un canal 55 d'échappement du cylin- dre de frein, ce canal contenant un orifice calibré 56.
Le canal 19 étant ainsi mis à l'air libre, la chambre de commande 32 du dispositif 8 est vi- dangée par le canal 31, la cavité 30 du tiroir 21 en position de desserrage et une branche du canal 19, de manière à maintenir le tiroir 39 dans sa position normale pendant toute la durée de la charge initiale.
Simultanément, une partie du fluide, fourni à la conduite géné- rale 2, s'écoule par une branche du canal 14 sur la face inférieure d'un clapet 57 de retenue et de charge du réservoir auxiliaire; ce fluide ouvre le clapet 57, malgré la résistance d'un ressort hélicoïdal 58, s'écoule à
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travers ce clapet, traverse un orifice calibré 59 de charge rapide du ré- servoir auxiliaire, et arrive dans une branehe du canal 49 du réservoir au- xiliaire, pour charger ce réservoir avec un débit relativement important, jusqu'au moment où la pression du réservoir auxiliaire se trouve à moins de 0,105 kg/cm2 en dessous de la pression de conduite générale, cette valeur étant déterminée par la force du ressort 58;
à ce moment, le-clapet de re- tenue 57 se ferme pour mettre fin à la charge rapide du réservoir auxiliai- re, qui s'effectuait par la communication que l'on vient de décrire.
Le fluide sous pression s'écoule également, à partir de la con- duite générale 2, dans le réservoir auxiliaire en passant par une communi- cation de charge lente de ce réservoir; cette communication est en parallè- le avec la communication de charge rapide que l'on vient de décrire; elle est définie par l'orifice calibré 48 de charge lente, le canal 47, la ca- vité 43 du tiroir 39 en position normale et une branche du canal 49 ; communication de charge lente permet de charger le réservoir auxiliaire 4, après la fermeture du clapet de retenue 57, jusqu'à ce que la pression du réservoir auxiliaire s'égalise avec celle de la conduite générale.
Pour effectuer une application des freins, le mécanicien diminue d'une manière bien connue la pression dans la conduite générale 2, sur la locomotive. Quand la pression de conduite générale, régnant dans la cham- bre 13 d'un dispositif 7 de serrage de service d'un wagon particulier, a été réduite d'une légère valeur choisie, par exemple de 0,049 kg/cm2, la pression du réservoir de commande, régnant dans la chambre 11, entraîne vers le haut la butée mobile 9 et déplace également d'une manière correspondante la butée mobile 10, par l'intermédiaire de la tige de poussée 15, malgré la résistance opposée par le petit ressort 26; ainsi, le tiroir 21 passe à une position de serrage rapide, dans laquelle l'organe de retenue 39 s'ap- plique contre la paroi d'extrémité de la chambre 18, mais ne comprime pas le ressort 27.
Pendant que le tiroir 21 se déplace jusqu'à cette position, la cavité 32a se dégage du canal 12 du réservoir de commande, de manière à fermer rapidement la communication de charge du réservoir de commande et à empêcher le fluide du réservoir de commande 3 et de la chambre 11 de re- fluer dans la conduite générale par l'orifice calibré 46 ; lacavité 30 du tiroir 21 se dégage aussi du canal 19, de manière à couper la communication entre la chambre de commande 32 du dispositif 8 et le cylindre de frein 5 se trouvant alors à l'état vidangé.
Le tiroir 21 étant dans cette position de serrage rapide, la cavité 32a relie la capacité chargée 34 avec une bran- che du canal 31, de manière à charger la chambre de commande 32 du dispo- sitif 8, à faire fléchir le diaphragme 35, malgré la résistance du petit ressort 36, et à entraîner le tiroir 39 jusqu'à une deuxième position, dé- finie par le contact du dispositif d'appui 38 avec une butée formée dans la paroi d'extrémité de la chambre 370
Le tiroir 39 se trouvant dans cette position, le canal 45 est re- couvert, de manière à fermer additionnellement la communication de charge du réservoir de commande, qui a été fermée précédemment pendant le passage du ûroir 21 à sa position de serrage rapide, comme on l'a expliqué;
le ca,- nal 49 est recouvert de manière à fermer la communication de charge lente du réservoir auxiliaire, communioation qui a été définie précédemment; une branche du canal 14 de conduite générale est reliée par la cavité 44 au ca- nal 53, de manière à produire une réduction locale "de serrage rapide" dans la pression de la conduite générale par égalisation de cette pression avec celle de la capacité de serrage rapide 54, qui était précédemment en com- munication avec l'atmosphère par l'orifice 41.
Un orifice calibré 60 est prévu dans le canal 53 pour restreindre la vitesse de la réduction de serrage rapide" dans la pression de conduite générale, de manière à empêcher une application d'urgence indésirable des
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freins, si le dispositif de commande de freinage comprend un dispositif d'urgence, capable de répondre à une réduction "d'urgence" de la pression de conduite générale en effectuant une application d'urgence des freins.
Quand la pression de conduite générale, régnant dans la chambre 13, a été réduite d'une valeur choisie, par exemple de 0,21 kg/cm2, en des- sous de la pression du réservoir de commande régnant dans la chambre 11, cette dernière pression entraîne vers le haut la série des butées du dis- positif 7, malgré la résistance combinée opposée par les ressorts 26, 27, ainsi que par la pression du réservoir auxiliaire et la force du ressort 52 agissant sur la soupape 51; le tiroir 21 passe ainsi à une position de serrage des freins, dans laquelle l'extrémité libre de ce tiroir s'applique contre la soupape 51 et la maintient ouverte malgré la résistance du res- sort 52.
Le tiroir 21 étant dans cette position, le fluide sous pression s'écoule à partir du réservoir auxiliaire 4 dans le cylindre de frein 5, en passant par le canal 49, la chambre 50, la soupape ouverte 51, la cham- bre 23 et le canal 19, avec un débit commandé par l'orifice calibré 20 d'a- limentation du cylindre de frein. Une partie de ce fluide fourni au cylin- dre de frein 5 s'écoule dans la chambre 18 en passant par une branche du canal 19 et par l'orifice calibré habituel 61 à chicane.
La surface effective de la butée mobile 9 est égale de préfé- rence à 2,9 fois la surface effective de la butée mobile 10; ainsi, quand la pression de conduite générale est réduite par exemple de 1 kg/cm2 (en plus de la réduction déjà mentionnée de 0,21 kg/cm2) en dessous de la pres- sion du réservoir de commande, on obtient dans le cylindre de frein une pression de 2,9 kg/cm2. -Par conséquent, quand la pression du cylindre de frein, régnant dans la chambre 18, a augmenté suivant ce rapport dans une mesure correspondant à la réduction effectuée par le mécanicien dans la pression de conduite générale, la série des butées du dispositif 7 est en- traînée vers le bas et el tiroir 21 passe à une position de recouvrement, qui est intermédiaire entre sa position de serrage et sa position de des- serrage.
Dans cette position de recouvrement, l'extrémité libre du tiroir 21 est appliquée d'une manière étanche contre la soupape 51, qui est main- tenue fermée par la pression du réservoir auxiliaire régnant dans la cham- bre 50 et par la force du ressort 52. Le tiroir 21 se trouvant dans cette position de recouvrement, le fluide est retenu dans le cylindre de frein 5 à une pression correspondant à la réduction effectuée par le mécanicien dans la pression de conduite générale.
La cavité 32a possède une longueur axiale suffisante pour relier le canal 31 à la capacité 34, quand le tiroir 21 se trouve en position de serrage et en position de recouvrement, aussi bien qu'en position de serra- ge rapide; ainsi, le tiroir 39 est maintenu dans sa deuxième position par la pression de la cavité 34, dans le cas d'une légère fuite.
Pour effectuer un desserrage des freins, le mécanicien augmente la pression de conduite générale, sur la locomotive, d'une manière bien con- nue. Cette augmentation se fait sentir dans la chambre 13 du dispositif 7 de serrage de service d'un wagon particulier ; pression de conduite géné- rale peut alors, en coopération avec la pression du cylindre de frein ré- gnant dans la chambre 18, entraîner vers le bas la série des butées, malgré l'opposition de la pression du réservoir de commande régnant dans la cham- bre 11; le tiroir 21 est ainsi entraîné, en passant par sa position de ser- rage rapide, jusqu'à sa position de desserrage représentée sur le dessin.
Conformément à une caractéristique de l'invention la cavité 32a, pendant le passage du tiroir 21 à sa position de desserrage, sépare d'abord la capacité 34 du canal 31 et de la chambre 32, puis relie le canal 12 du réservoir de commande à la capacité 34; la pression du réservoir de comman-
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de est ainsi légèrement diminuées pour être sûr que le tiroir 21 restera dans sa position de desserrage, malgré une légère fluctuation susceptible de se produire dans la pression de conduite générale;
cette légère réduc- tion de la pression du réservoir de commande permet un desserrage gradué des freins, parce que son amplitude est insuffisante pour faire passer positivement la série des butées en position de desserrage et produire ainsi un desserrage direct et total des freinso Cependant, il faut remar- quer que, si cette caractéristique de sécurité n'est pas désirée,on peut charger la capacité 34 à partir d'une autre source, par exemple à partir de la conduite générale 2 ou du réservoir auxiliaire 40
D'autre part, quand le tiroir 21 est en position de desserrage, le fluide sous pression s'échappe du cylindre de frein 5 par l'orifice ca- libré 20, le canal 19, la chambre 23, l'alésage 24, la cavité 25, le canal 55 et l'orifice calibré 56, avec un débit commandé par les deux orifices calibrés 20 et 56;
le fluide sous pression s'échappe de la chambre 32 du dispositif 8 par le canal 31, la cavité 30 et une branche du canal 19.
Si on ne rétablit que partiellement la pression de conduite gé- nérale à sa valeur de charge normale, de manière à réaliser un desserrage gradué des freins, le tiroir 21 passe à sa position de recouvrement, quand la pression du cylindre de frein a été réduite à une valeur correspondant à l'augmentation effectuée par le mécanicien dans la pression de conduite générale. Tant que la pression du cylindre de frein dépasse une faible valeur choisie, égale par exemple à 0,14 kg/cm2 et déterminée par la force du ressort 36, le tiroir 39 est maintenu dans sa deuxième position, de ma- nière à maintenir fermées la communication de charge lente du réservoir auxiliaire et la communication de charge du réservoir de commande, et à couper la communication entre la capacité 54 de serrage rapide et l'orifice atmosphérique 41.
Si on rétablit au contraire totalement la pression de conduite générale, de manière à obtenir un desserrage direct et complet des freins, le tiroir 21 reste en position de desserrage, en achevant par con- séquent de vidanger le cylindre de frein 5 et la chambre 32 du dispositif 8 ; il en résulte que le ressort 36 entraîne le tiroir 39 jusqu'à sa posi- tion normale, de manière à couper d'abord la communication entre la capaci- té 54 de serrage rapide et le canal 14 de conduite générale, à vidanger en- suite cette capacité par l'orifice atmosphérique 41,
et à ouvrir de nouveau la communication de charge lente du réservoir auxiliaire et la communica- tion de charge du réservoir de commande afin de permettre le recharge du ré- servoir auxiliaire 4 et du réservoir de commande 3 jusqu'à égalisation avec la pression de conduite généraleo
A la suite d'une augmentation quelconque de la pression de con- duite générale, réalisée en effectuant un desserrage gradué ou un desser- rage complet des freins, le réservoir auxiliaire 4 se recharge naturelle- ment jusqu'à moins de 0,105 kg/cm2 de la pression de conduite générale, grâce au fluide s'écoulant à partir de cette conduite à travers le clapet de retenue 57 et l'orifice calibré 59;
cet orifice calibré sert à limiter suffisamment le débit de recharge du réservoir auxiliaire pour empêcher un épuisement excessif de la pression de conduite générale à l'arrière du train ; et épuisement se produirait si on chargeait avec un débit non res- treint9 les réservoirs auxiliaires des wagons se trouvant à l'avant du train.
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The present invention relates to pressurized fluid brake control devices of the automatic overlap type, in which the degree of application and release of the brakes, on a railway car or similar vehicle, is respectively controlled according to the invention. - tion of the degree of reduction and restoration of the pressure of the fluid in a general pipe, compared to a given pressure prevailing in a control tank; the invention relates more particularly to a device of this type comprising an improved and simplified arrangement for controlling the charge of the control tank and of the auxiliary tank, from the main pipe, and the rapid clamping action.
It has hitherto been proposed to provide pressurized fluid braking equipment comprising a device with a rapid tightening valve, which responds to a slight initial reduction in the general driving pressure, below. the pressure of the control tank, this reduction being equal for example to 0.049 kg / cm2, by closing a slow charge communication of the control tank and then connecting the general line to a quick clamping capacity in order to to produce a local "quick-clamp" reduction in the brake pipe pressure.
A service clamp valve device then responds to a greater reduction in brake pipe pressure, such reduction being 0.21 kg / cm2, by supplying pressurized fluid to the brake cylinder from the auxiliary reservoir. A combined charge valve and quick release cut-off device, which has an open control chamber on the brake cylinder, is biased to a normal position to allow fluid flow through the slow charge communication of the brake cylinder. control reservoir, to open a slow charge communication of the auxiliary reservoir, and at the same time to connect the quick release capability to the brake cylinder;
this cut-off device can, however, respond to the pressure of the brake cylinder, prevailing in said control chamber, when this pressure exceeds a small value, equal for example to 0.14 kg / om2, by passing to a cut-off position, from so as to close the slow charge communication of the auxiliary tank, additionally close the slow charge communication of the control tank and to accumulate the fluid in the quick clamping capacity.
The main object of the present invention is to provide improved, simplified and relatively inexpensive braking equipment of the previous type; in this new equipment, the functions of the quick-clamping device are fulfilled by an improved valve-operated service clamping device and a combined device with load valve and quick-clamping control, so that one can do away with the separate quick-release device previously used.
The braking equipment according to the invention comprises an improved service clamping device and a novel combined load and quick-clamping control device, which in series control the flow of the fluid through a communication communication. normally open load of the control tank, through which the usual control tank communicates with the brake pipe o The service clamp responds to a slight reduction in the brake pipe pressure, below the pressure of the control tank9 this reduction being equal for example to 0.049 kg / cm2, by closing said communication and then supplying pressurized fluid to a control chamber of the combined control device, from a certain capacity loaded beforehand,
so that this device closes a slow charge communication of the auxiliary tank, also and additionally closes the charge communication of the control tank, cuts off the communication between the quick clamping capacity, and the atmosphere and then connects this capacity to the driving
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general in order to effect a reduction in the pressure of the latter.
Thus, with this improved arrangement, a separate quick-release device is not used, such as that provided in known braking equipment; the functions of this device are performed by the service clamping device and the combined quick clamping load and control device.
According to another characteristic of the invention, the aforementioned capacity, which then supplies the control chamber, is itself charged preferably with pressurized fluid from the control tank, via the medium. service clamping device in the brake release position; thus, when this device passes to this position after application of the brakes, there is a slight reduction in the pressure of the control reservoir, which is sufficient to ensure that the service clamping device will tend to remain in said position, despite a slight fluctuation in the brake pipe pressure, but which is however insufficient to prevent a graduated release of the brakes.
Other objects and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of the invention and from the appended drawing. The single figure of this drawing is a schematic view of pressurized fluid braking equipment according to the invention.
DESCRIPTION.
As can be seen in the drawing, the improved braking equipment comprises, on each wagon of a train, a valve braking control device, which itself comprises a pipe support 1, to which the line is connected. usual general pipe 2, a control reservoir 3, an auxiliary reservoir 4 and a brake cylinder 5. On one side of the support 1 is mounted a housing 6 in several parts; this housing contains a valve 7 service clamping device, of the automatic overlap type, and a combined valve 8 device for charging and quick clamping control; these two devices 7 and 8 conform to the characteristics of the invention which will now be described.
The service clamping device 7 comprises two movable stops 9 and 10, which are coaxial, spaced apart from each other and whose effective surfaces are different. These stops are connected to one another, not in a positive manner, but so as to cooperate by forming what will be called "a series of stops", as will be seen later.
The movable stop 9, which is the largest, is subjected on its lower face to the pressure prevailing in a chamber 11, constantly communicating by a channel 12 with the control tank 3; the stop 9 is subjected on its face opposite to the pressure prevailing in a chamber 13, which constantly communicates with the general pipe 2 by a channel 14. The stop 9 is connected to the smaller stop 10 by means of a cylindrical and coaxial push rod 15; this rod can slide in a sealed manner in a bore provided through a partition 16 separating the chamber 13 from an atmospheric chamber 17, located on one side of the movable stop 8; the rod 15 is suitably guided by the walls of this bore.
On the other face of the movable stop 10 there is a chamber 18, which communicates constantly with the brake cylinder 5 by a channel 19 and by a calibrated orifice 20 for supplying the brake cylinder.
The movable stop 10 is positively connected to a cylindrical and coaxial slide 21, which extends through the chamber 18 and whose end
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free can slide in a sealed manner in a bore 22 open on the chamber 18; the drawer 21 is suitably guided by the walls of this bore. Near its free end, the spool 21 has a reduced diameter so as to define, in cooperation with the bore 22, an annular chamber 23 constantly communicating with a branch of the channel 190. An axial bore 24 extends through it. interior of drawer 21, from the free end thereof; this bore constantly communicates through suitable radial orifices with an annular and elongated cavity, which is formed in the spool 21, between the ends thereof.
According to the invention, two helical and concentric springs 26 and 27 are mounted in the chamber 18 around the drawer 21.
The spring 26 bears against the movable stopper 10 and against an end wall of the chamber 18; it exerts a relatively small biasing force on this stopper, this force being approximately equivalent to a pressure of 0.049 kg / cm2 in the brake pipe; this spring 26 thus prevents an undesirable movement of the series of stops under the effect of the normal small fluctuations in the main pipe pressure, but allows the movement of the series of stops when the general pipe pressure prevails. in chamber 13 is reduced by more than 0.049 kg / om2 below the pressure of the control tank prevailing in chamber 11.
An annular cage 28 surrounds the outer spring 27; it is connected by one end to the movable stop 10 and comprises, at its other end, a flange directed inwards, which covers another flange directed outwards and forming part of an annular retaining member 29 ; this member also comprises another flange directed inwardly, which engages on one end of the spring 27 and which thus limits the extension of the spring 27 in the direction of the chamber 23.
With this arrangement, when the general pipe pressure prevailing in chamber 13 is substantially equal to the pressure of the control reservoir prevailing in chamber 11, spring 26 urges the series of stops and consequently the spool. 21 towards a brake release position shown in the drawing; this position is defined by the contact of the movable stop 9 with a suitable stop formed on the end wall of the chamber 11; it should be noted that the spring 27 does not apply any force to the series of stops, since the retaining member 29 is not pressed against the end wall of the chamber 18.
The service clamping drawer 21 being in its loosened position, an annular and elongated cavity 30, formed in this drawer, connects a branch of the channel 19 with a channel 31 opening into a control chamber 32 of the device 8, so as to empty this chamber by a communication which will be defined a little later; on the other hand, an annular and elongated cavity 32a, formed in the slide 21, between the cavities 25 and 30, connects a feed channel 33 of the control tank with a capacity 34 and a branch of the channel 12 of the control tank. ordered
The combined quick clamping charge and control device 8 comprises a flexible diaphragm 35, which is suitably clamped all along its outer edge between the housing parts;
this diaphragm is subjected on one side to the pressure prevailing in the chamber 32 and on the other side to the force of a helical return spring 36, mounted in an atmospheric chamber 37, the diaphragm 35 is connected, by through a support member 38, to a cylindrical control slide 39, which can slide in a sealed manner in a bore 40; this slide is suitably guided by the walls of this bore, which is open at one end on the chamber 37 and at the other end on an orifice 41 for venting.
According to the invention, the drawer 39 has three cavities
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annular and elongated 42, 43, 44 which are separated in a sealed manner from each other, as well as from the chamber 37 and the atmospheric orifice 41, by O-type sealing rings, The cavity 43 lies between cavities 42 and 440 When chamber 32 contains no pressurized fluid, spring 36 pushes spool 39 into a normal position shown in the drawing; this position is defined by the contact of the diaphragm 35 with a stop formed in the end wall of the chamber 32.
The spool 39 being in this position, the cavity 42 connects the channel 33 to a channel 45 which is constantly open on the general pipe 2 via a calibrated orifice 46 for charging the control tank and a branch of the valve. general pipe channel 14; the cavity 43 connects a channel 47, which opens into a branch of the general pipe channel 14 through the intermediary of a calibrated orifice 48 for slow charging of the auxiliary tank, with a channel 49, one branch of which opens into the reservoir auxiliary 4 and another branch of which opens into a chamber 50; this chamber contains a valve 51, in the form of a disc, which is urged by a helical spring 52 in contact with an annular seat surrounding one end of the bore 22 of the device 7; the cavity 44 communicates only with a branch of the channel 14 of the general pipe;
finally, a channel 53, opening into a rapid clamping capacity 54, is uncovered, beyond the end of the spool 39, and communicates with the atmospheric orifice 41.
OPERATION.
It is assumed that the equipment is first empty of pressurized fluid. In this condition, the spool 21 of the service clamping device 7 is pushed by the spring 26 into its released position; the slide 39 of the device 8 is pushed by the spring 36 into its load position defined above; consequently, the various elements are in the positions shown in the drawing.
To initially charge the equipment, pressurized fluid is made to flow in a well-known manner in the brake pipe 2, on the locomotive. On a particular wagon, part of the fluid supplied to the brake pipe 2 flows through the channel 14 of the brake pipe, the calibrated orifice 46, the channel 45, the cavity 42 of the spool 39 in the normal position, the channel 33, the cavity 32a of the drawer 21 in the released position as far as the cavity 34, and also, through the different branches of the channel 12 of the control tank, in the control tank 3 and in the chamber 11 of the device 7 of service clamping, so as to load the capacity 34, the control tank 3 and the chamber 11.
At the same time, the pressurized fluid arrives directly into the chamber 13 of the device 7, with a substantially unrestricted flow rate, via another branch of the general pipe channel 14, so as to maintain the series of stops of the device 7, and by therefore the drawer 21, in the released position; in this position shown in the drawing, the brake cylinder 5 communicates with the atmosphere through the channel 19, the chamber 23, the bore 24, the cavity 25, and an exhaust channel 55 of the brake cylinder. brake, this channel containing a calibrated orifice 56.
The channel 19 being thus put in the open air, the control chamber 32 of the device 8 is drained by the channel 31, the cavity 30 of the spool 21 in the released position and a branch of the channel 19, so as to maintain the drawer 39 in its normal position throughout the duration of the initial charge.
Simultaneously, part of the fluid, supplied to the general pipe 2, flows through a branch of the channel 14 on the underside of a check valve 57 for retaining and charging the auxiliary reservoir; this fluid opens the valve 57, despite the resistance of a coil spring 58, flows at
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through this valve, passes through a calibrated orifice 59 for rapid charging of the auxiliary tank, and arrives in a branch of the channel 49 of the auxiliary tank, to charge this tank with a relatively high flow rate, until the pressure of the auxiliary tank. auxiliary tank is less than 0.105 kg / cm2 below the brake pipe pressure, this value being determined by the force of the spring 58;
at this time, the check valve 57 closes to terminate the rapid charge of the auxiliary tank, which was effected by the communication just described.
The pressurized fluid also flows, from the general pipe 2, into the auxiliary tank, passing through a slow charge communication of this tank; this communication is in parallel with the rapid charging communication which has just been described; it is defined by the slow load calibrated orifice 48, the channel 47, the cavity 43 of the spool 39 in the normal position and a branch of the channel 49; slow charge communication makes it possible to charge the auxiliary tank 4, after closing the check valve 57, until the pressure of the auxiliary tank equals that of the general pipe.
In order to apply the brakes, the mechanic in a well-known manner reduces the pressure in the brake pipe 2, on the locomotive. When the brake pipe pressure prevailing in chamber 13 of a service clamp 7 of a particular wagon has been reduced by a slight selected value, for example 0.049 kg / cm2, the pressure of the pipe control tank, prevailing in the chamber 11, drives the movable stop 9 upwards and also moves the movable stop 10 in a corresponding way, by means of the push rod 15, despite the resistance opposed by the small spring 26; thus, the spool 21 moves to a quick clamping position, in which the retainer 39 presses against the end wall of the chamber 18, but does not compress the spring 27.
As the spool 21 moves to this position, the cavity 32a emerges from the channel 12 of the control tank, so as to quickly close the charge communication of the control tank and prevent fluid from the control tank 3 and from the chamber 11 to flow back into the general pipe through the calibrated orifice 46; the cavity 30 of the drawer 21 also emerges from the channel 19, so as to cut off the communication between the control chamber 32 of the device 8 and the brake cylinder 5 then being in the drained state.
The slide 21 being in this quick-tightening position, the cavity 32a connects the loaded capacitor 34 with a branch of the channel 31, so as to load the control chamber 32 of the device 8, to bend the diaphragm 35, despite the resistance of the small spring 36, and to drive the spool 39 to a second position, defined by the contact of the support device 38 with a stop formed in the end wall of the chamber 370
With the spool 39 in this position, the channel 45 is covered, so as to additionally close the charge communication of the control tank, which was previously closed during the passage of the burner 21 to its quick clamping position, as it has been explained;
the ca, - nal 49 is covered so as to close the slow charge communication of the auxiliary tank, communication which has been defined previously; a branch of the main pipe channel 14 is connected by the cavity 44 to the channel 53, so as to produce a local "quick clamping" reduction in the pressure of the main pipe by equalizing this pressure with that of the capacity of quick-release clamp 54, which was previously in communication with the atmosphere through port 41.
A calibrated orifice 60 is provided in channel 53 to restrict the rate of the quick-release reduction "in brake pipe pressure, so as to prevent unwanted emergency application of pressure.
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brakes, if the brake control device includes an emergency device, capable of responding to an "emergency" reduction in brake pipe pressure by performing an emergency application of the brakes.
When the general pipe pressure prevailing in chamber 13 has been reduced by a chosen value, for example 0.21 kg / cm2, below the pressure of the control tank prevailing in chamber 11, this last pressure drives up the series of stops of the device 7, despite the combined resistance opposed by the springs 26, 27, as well as by the pressure of the auxiliary reservoir and the force of the spring 52 acting on the valve 51; the spool 21 thus passes to a position for clamping the brakes, in which the free end of this spool rests against the valve 51 and keeps it open despite the resistance of the spring 52.
With the spool 21 in this position, the pressurized fluid flows from the auxiliary reservoir 4 into the brake cylinder 5, passing through the channel 49, the chamber 50, the open valve 51, the chamber 23 and channel 19, with a flow rate controlled by the calibrated orifice 20 for supplying the brake cylinder. A part of this fluid supplied to the brake cylinder 5 flows into the chamber 18 passing through a branch of the channel 19 and through the usual calibrated orifice 61 with baffle.
The effective area of the movable stop 9 is preferably equal to 2.9 times the effective area of the movable stop 10; thus, when the main pipe pressure is reduced for example by 1 kg / cm2 (in addition to the already mentioned reduction of 0.21 kg / cm2) below the pressure of the control tank, one obtains in the cylinder brake pressure 2.9 kg / cm2. -Therefore, when the pressure of the brake cylinder, prevailing in chamber 18, has increased according to this ratio in a measure corresponding to the reduction carried out by the mechanic in the general pipe pressure, the series of stops of the device 7 is in - Drag down and the drawer 21 passes to a recovery position, which is intermediate between its clamping position and its loosening position.
In this covering position, the free end of the spool 21 is applied in a sealed manner against the valve 51, which is kept closed by the pressure of the auxiliary reservoir prevailing in the chamber 50 and by the force of the spring. 52. The spool 21 being in this overlapping position, the fluid is retained in the brake cylinder 5 at a pressure corresponding to the reduction made by the mechanic in the general pipe pressure.
The cavity 32a has sufficient axial length to connect the channel 31 to the capacitor 34, when the spool 21 is in the clamping position and in the overlapping position, as well as in the quick clamping position; thus, the spool 39 is held in its second position by the pressure of the cavity 34, in the event of a slight leak.
To release the brakes, the locomotive engineer increases the brake pipe pressure on the locomotive in a well-known manner. This increase is felt in the chamber 13 of the service clamping device 7 of a particular wagon; General line pressure can then, in cooperation with the pressure of the brake cylinder prevailing in chamber 18, drive down the series of stops, despite the opposition of the pressure of the control reservoir prevailing in the chamber. - bre 11; the drawer 21 is thus driven, passing through its quick-tightening position, to its released position shown in the drawing.
According to one characteristic of the invention, the cavity 32a, during the passage of the slide 21 to its released position, first separates the capacity 34 from the channel 31 and from the chamber 32, then connects the channel 12 of the control tank to capacity 34; the pressure of the control tank
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is thus slightly decreased to be sure that the spool 21 will remain in its released position, despite a slight fluctuation likely to occur in the general pipe pressure;
this slight reduction in the pressure of the control reservoir allows a graduated release of the brakes, because its amplitude is insufficient to positively move the series of stops to the release position and thus produce a direct and total release of the brakes. It should be noted that, if this safety feature is not desired, the capacity 34 can be charged from another source, for example from the brake pipe 2 or from the auxiliary tank 40
On the other hand, when the spool 21 is in the released position, the pressurized fluid escapes from the brake cylinder 5 through the calibrated orifice 20, the channel 19, the chamber 23, the bore 24, the cavity 25, the channel 55 and the calibrated orifice 56, with a flow rate controlled by the two calibrated orifices 20 and 56;
the pressurized fluid escapes from the chamber 32 of the device 8 through the channel 31, the cavity 30 and a branch of the channel 19.
If the general line pressure is only partially restored to its normal load value, so as to achieve a graduated release of the brakes, the spool 21 goes to its recovery position, when the pressure of the brake cylinder has been reduced. to a value corresponding to the increase made by the mechanic in the main pipe pressure. As long as the pressure of the brake cylinder exceeds a selected low value, equal for example to 0.14 kg / cm2 and determined by the force of the spring 36, the spool 39 is maintained in its second position, so as to keep closed the slow charge communication of the auxiliary tank and the charge communication of the control tank, and to cut off the communication between the quick clamping capacitor 54 and the atmospheric port 41.
If, on the other hand, the general pipe pressure is completely restored, so as to obtain direct and complete release of the brakes, the spool 21 remains in the released position, consequently completing the draining of the brake cylinder 5 and the chamber 32. of device 8; as a result, the spring 36 drives the spool 39 to its normal position, so as to first cut off the communication between the quick-release capacity 54 and the general pipe channel 14, to be emptied as well. following this capacity by the atmospheric orifice 41,
and to reopen the slow charge communication of the auxiliary tank and the charge communication of the control tank to allow recharging of the auxiliary tank 4 and of the control tank 3 until equalization with the line pressure general
Following any increase in the general driving pressure, carried out by carrying out a graduated release or a complete release of the brakes, the auxiliary reservoir 4 is naturally recharged to less than 0.105 kg / cm2. of the general pipe pressure, thanks to the fluid flowing from this pipe through the check valve 57 and the calibrated orifice 59;
this calibrated orifice serves to sufficiently limit the recharge flow rate of the auxiliary tank to prevent excessive exhaustion of the brake pipe pressure at the rear of the train; and depletion would occur if the auxiliary tanks of the cars at the front of the train were loaded at an unrestricted rate9.