<Desc/Clms Page number 1>
Les dispositifs de commande connus à ce jour pour freins à fluide sous pression destinés aux locomotives, présentent l'incon- vénient qui consiste en une liaison par canalisation directe, as- surée par un court tronçon de la conduite générale à air comprimé, entre, d'une part, le réservoir principal à air comprimé, installé sur la locomotive et, d'autre part, la chambre à pression constante prévue dans la triple valve de la locomotive, de sorte que les im- pulsions de remplissage, envoyées dans la conduite générale à partir du réservoir principal, à l'intervention du robinet de frein du mécanicion, risquent de se répercuter, sans atténuation, sur la
<Desc/Clms Page number 2>
triple valve de la locomotive et de soumettre cette valve à des sollicitations excessives.
Pour éliminer cet inconvénient, l'invention prévoit un dis- positif de commande pour freins à fluide sous pression comportant une triple valve, destiné aux véhicules de convois ferroviaires, dispositif dans lequel le chargement et la décompression d'au moins une chambre de commande de la triple valve s'effectuent par l'entre- mise d'au moins un réservoir de compensation ou d'égalisation pour le fluide sous pression, réservoir faisant partie du système auto- régulateur du robinet de frein du mécanicien.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif qui en fait l'objet est établi de telle façon que la chambre à pression constante de la triple valve est alimentée à partir du réservoir d'égalisation pour le fluide sous pression, affecté au robinet de frein du mécanicien. L'invention permet en outre de réaliser - à côté du chargement de la chambre de commande à pres- sion constante, affectée à la triple valve,, à partir du réservoir do compensation pour le fluide sous pression - le chargement et la décompression, à l'intervention de la conduite générale, comme il est connu en soi, de la chambre qui est séparée de la chambre de commande par un piston, les processus de chargement se déroulant simultanément.
Pour assurer le contrôle d'une liaison contenant un orifice de sensibilité et établie entre la chambre à pression cons- tante et la chambre à piston, on prévoit - comme il est connu en soi - une soupape actionnée par la pression du cylindre de frein.
Afin de prévenir une surcharge de la chambre à piston de la triple valve par les impulsions de remplissage envoyées à la conduite prin cipale à air comprimé, on intercale dans cette dernière conduite, en série avec le manostat, une soupape actionnée en fonction des pressions dans le réservoir de compensation et dans la conduite principale à air comprimé.
<Desc/Clms Page number 3>
Afin que les deux chambres de la triple valve situées en amont du cylindre de frein puissent, aux fins de simplification, du dispositif de commande,être chargées directement à partir du réservoir principal, la réservoir auxiliaire habituel à air comprimé étant alors éliminé, ou prévoit, dans le piston de rappel de la triple valve, un limiteur de pression maxima composé de plusieurs éléments et actionné par la pression du cylindre de frein, limiteur dont l'élément qui constitue le siège pour la soupape de décompres- sion du cylindre de frein est monté, dans un organe en forma de manchon fixé à mouvements relatifs, à l'encontre de la force d'un ressort,) au piston de rappela
Une autre caractéristique de l'invention comporte la dispo- sition selon laquelle l'orifice de sensibilité est prévu dans le piston de commando,
sollicité par un ressort, qui fait partie de la triple valve ot qui sépare la chambre à pression constante d'avec la chambre à piston.
Un autre exemple de réalisation est caractérisé par la; parti- cularité que la chambre de commande à pression constante et la cham- bre située d'un côté du piston qui la sépare de cette chambre de comrande, sont toutes deux alimentées à partir du réservoir de compensation, l'alimentation de la chambre mentionnée en premier lieu s'opérant par l'entremise d'un orifice de sensibilité contrôlé, prévu dans le piston de commande.
Le dispositif de commande peut d'autre part être agencé de telle façon que la triple valve comporte deux systèmes da chambres de commando isolés l'un de l'autre de façon hermétique au moyen d'une cloison et dont chacun est relié à un réservoir de compensa- tion distinct affecté à un robinet de frein de mécanicien. Ceci s'applique notamment au cas où une locomotive, électrique par exem- ple, possède un poste de pilatage à l'avant et à l'arrière.
Le dispositif de commande peut aussi être établi de telle façon que le système composé d'une chambre à pression constante
<Desc/Clms Page number 4>
et d'une chambre à piston et prévu dans la triple valve soit relié au réservoir de compensation de chacun des robinets de frein de mécanic ien par l'intermédiaire d'une soupape de re tenue à double effet.
L'invention est représentée dans les dessins schématiques annexés par quelques exemples de réalisation, dont le nombre pourrait encore être augmenté* La triple valve, représentée dans la fig. l, comprend, comme il est connu en soi, une chambre 3 à pression cons- tante, une autre chambre, soit, la chambre à piston 7, isolée de la chambre 3 par la piston de commande 5, ainsi qu'une chambre 9 qui est constamment en communication avec l'atmosphère par un évent 11, cette chambre 9 étant surmontée par le piston 13 dit "de rappel- et par les deux chambres sous pression 15 et 17. Le piston de rappel est soumis à. la pression d'un ressort 19. Dans le piston de rappel est disposé un limiteur de pression maxima 21 qui coopère avec l'élément d'obturation 24 d'une soupape 23 à dou- ble siège.
Partant du réservoir principal 25, une conduite 27 aboutit au robinet de frein de mécanicien connu en soi, constitué par un élément régulateur 29 et un élément relais 31. De plus, une conduite 33 relie le réservoir principal à la soupape-relais 31 du robinet de frein du mécanicien; cette dernière conduite est en communication avec la conduite principale à air comprimé 37, ette communication étant contrôlée, dans la soupape-relais 31, par la pression existant dans le réservoir compensateur 35 et qui est appliquée à cette soupape-relais par une conduite 36, avec ceci que la pression s'exerçant dans ladite conduite 33 agit d'abord - par l'entremise d'une soupape de protection contre les chocs de remplissage 39, commandée par une membrane - dans une soupape 45, contrôlée par la pression dans le cylindre de frein 41,
par l'intermédiaire d'une conduite 43. Finalement, le réservoir principal est reliéau moyen de la conduite 46 à la chambre 17
<Desc/Clms Page number 5>
de la triple valve, en vue de l'alimentation de la conduite 42 du cylindre de frein. Le réservoir de compensation 35 est relié par la conduite 47 à la chambre 49 du robinet de frein du mécanicien et communique d'autre part, au moyen d'une conduite 51, avec la chambre à pression constante 3 de la triple valve. Dans la conduite 51 est intercalée une soupape de retenue 53. Une branche 55 de la r conduite 51 se dirige, en passant par un orifice de sensibilité 57, connu en soi, vers une chambre 59 du manostat 45.
Ce dernier comprend, en détail : la chambre 61, soumise à la pression du cylin- dre de frein; la soupape 45,, qui prend appui sur la cloison 63 par l'intermédiaire d'un ressort 65; et le passage de communication, contrôle au niveau du siège de soupape 67, entre la chambre 59 et la chambre 69, alimentés par la conduite principale à air comprimé 37.La soupape de sûreté 39, à commande par membrane, comprend les éléments suivants : une soupape 71, réunie à demeure à une membrane 73; un ressort d'ajustem3nt 75; une soupape 77 servant à décomprimer la conduite générale; et les chambres 79 et 81.
Une branche 83 de la conduite 51 venant du réservoir de compensation aboutit à la chambre 79, tandis que la chambre 81 est raccordée à la conduite générale à air comprimé 37.
Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne comme suit :
Lorsque le levier de frein 85 du mécanicien est actionné, il déplace vers le bas, par l'entremise du cône 87, le plateau de pression 89, le ressort 91 et le piston de réglage 93, ce qui a pour effet que la soupape 95, à double siège, s'écarte de son siège infé- rieur et détermine une admission d'air comprimé dans le réservoir de compensation 35, à partir du réservoir principal 25, par l'inter- médiaire de la conduite 27 de la soupape-relais 31, de la conduite 28, de la chambre 30, de la chambre 49 et de la conduite 47.
En calibrant convenablement le ressort 91 du régulateur, on obtient que la pression effective maxima pouvant s'établir dans le réservoir
<Desc/Clms Page number 6>
de compensation est de 5 atmosphères, tandis que la pression effective minimum est fixée à. 3,5 atmosphères (pression maxima.1 du cylindre de frein). L'air sous pression du réservoir de compensation se propage, par l'intermédiaire de la conduite 51 et en passant par la soupape de retenue 53, jusque dans la chambre à pression constante 3, où doit régner, en position de marche, une pression effective de 5 atmosphères.
Pendant que la chambre 3 est chargée à partir du réservoir de compensation, la chambre 7 de la triple valve est alimentée en air comprimé à partir du réser- voir principal 25 par l'entremise du relais 31,, de la conduite générale à air comprimé 37, de la soupape de sûreté 39 et de la chambre 69. Il s'ensuit que, dans la position de desserrage com- plet, la pression effective de part et d'autre du piston de com- mande 5 est ajustée à 5 atmosphères, de sorte que le piston de rappel 13 est amené à sa position inférieure par l'action du ressort 19, ce qui permet une décompression totale du piston de frein par l'entremise de la conduite 42 de la chambre 15, de'la soupape 23 affectée au limiteur de pression 21 et ouverte à ce moment, ainsi que de l'évent 11.
Lorsque la pression effective résiduelle dans le cylindre de frein, et donc dans la chambre 61, s'élève à 0,2 atmos- phère environ, la soupape manostatique 45 s'ouvre, ce qui met la chambre 59 en communication avec la chambre 69, de sorte que - dans l'éventualité de fluctuations de la pression dans la conduite principale à air comprimé - les pressions dans les chambres 3 et 7 de la triple valve s'équilibrent à une allure qui est fonction du retard déterminé par l'orifice de sensibilité, ce qui élimine le risque d'un freinage intempestif qui pourrait se produire en raison de variations entre les pressions respectives des chambras 3 et 7.
Une décompression partielle de la conduite générale, effectuée, en vue d'un freinage ordinaire, au moyen du levier de frein 65 du mécanicien, par l'intermédiaire du relais 31, détermine
<Desc/Clms Page number 7>
l'ouverture de la soupape de retenue 77 faisant partie de la, soupape de sûreté 39. Par suite de la différence entre les pres- sions respectives de la chambre à pression constante 3 et la chambre à piston 7, le piston de commande 5 et la tige de piston 10 sont refoulés vers le haut et le piston de rappel 13 inter- rompt, au moyen de la soupape 24, la communication entre,, d'une part, la conduite 42 allant au cylindre de frein et, d'autre part, l'atmosphère, tout en établissant la communication entre l'orifice de soupape 26 de la soupape à double siège 23 et la chambre 17.
L'air sous pression afflue désormais du réservoir principal, à travers la conduite 46, vers la chambre 17, puis dans la chambre 15, ensuite, par la conduite 42, vers le cylindre de frein 41 et, si- multanément, par la conduite 43, dans la chambre 61 du manostat 45. Lors d'un freinage à bloc, le limiteur de pression maxima entre en action aussitôt que la pression effective maxima de 3,5 atmosphères s'est établie dans le cylindre de frein, pression qui s'établit donc aussi dans la chambre 15 et qui repousse vers le bas l'élément d'obturation 22 du limiteur de pression maxima, à l'encontre du ressort 20, étalonné exactement pour une pression effective de 3,5 atmosphères, de ce limiteur, la disposition étant telle que, dans l'éventualité où la pression de freinage effective dépasserait 3,5 atmosphères,
la soupape 24 s'ouvrirait pour un bref laps de temps, la soupape 26 venant alors occuper sa position d'obturation.
Le desserrage du frein est obtenu en chargeant la conduite principale à air comprimé 37. Pour accélérer le desserrage des freins des véhicules de queue d'un long convoi, on envoie, à partir du réservoir principal, des impulsions de remplissage dans la conduite générale à air comprimé, impulsions qui atteignent une pression effective de 8 atmosphères et contre lesquelles on doit protéger la triple valve 1 de la locomotive.
Aussitôt qu'une pression effective supérieure à 5 atmosphères et correspondant à celle de la
<Desc/Clms Page number 8>
conduite générale s'établit dans la chambre 81 de la soupape de sûreté 39 , cette pression repousse la membrane 73 vers la gauche à l'encontre de la pression effective, de 5 atmosphères au maximum, que le réservoir de compensation communiqueà la chambre 79 - d'une distance telle que la soupape 71 parvient dans sa position d'obtu- ration, interrompant ainsi la communication entre la conduite principale à air comprimé, d'une part, et le manostat 45 et la triple valve 1, d'autre part.
L'exemple de réalisation représenté dans la Fig. 2 montre également un système de commande où la chambre à pression constante 3 est alimentée à partir du réservoir de compensation en même temps que la chambre à piston 7 est chargée à partir de la conduite générale 37. L'orifice de sensibilité 57 est prévu ici dans le piston de commande 5 de sorte que l'on peut éliminer le manostat 45 et la soupape de protection 39 contre la surcharge de la chambre 3 par les impulsions de remplissage, ce qui simplifie la construction.
Le mode de fonctionnement de ce système ne diffère de celui de la Fig. 1 que par le fait que le piston de commande 5 est monté dans la triple valve de façon à être soumis à la pression d'un ressort 99 et que, dans la position de desserrage, le corps d'obturation à double effet 98 est maintenu de telle façon entre le plateau-siège 96 et le plateau-siège 97, solidaire de la tige de piston 10, que l'orifice de sensibilité 57 autorise un équili- brage des pressions, avec un retardement déterminé, entre les cham- bres 3 et 7. D'ailleurs la variante selon la Fig. 2 est tout-à- fait identique à la réalisation selon la Fig. 1.
Le mode d'exécution selon la Fig. 3 montre que la chambre à piston 7 et la chambre à pression constante 3 peuvent être toutes deux alimentées par l'entremise de la conduite 51 à partir du réservoir de compensation 35. Dans cette variante également, on peut omettre, dans-la triple valve, la soupape de protection 39 et le manostat 45, étant donné l'orifice de sensibilité 57 prévu
<Desc/Clms Page number 9>
dans le piston de commande 5.
De même, le limiteur de pression maxima est supprimé dans le piston de rappel, vu que la chambre 7 est désormais chargée et décomprimée non pas à l'intervention de la conduite principale à air comprimé, mais sous l'influence du réservoir de compensation, de sorte que la pression effective dans la chambre 7 ne peut osciller désormais qu'entre 3,5 et 5 atmos- phères et non pas entre 0 et 5 atmosphères, comme c'est le cas dans les formes d'exécution selon les figures 1 et 2.
En considé- rant la différence maxima qui peut se présenter entre les pressions respectives des chambres 3 et 7, soit, la différence entre 5 et 3,5 atmosphères, on obtient que - même pour une pression de freinage effective maxima de 3,5 atmosphères - la pression dans la chambre 15, secondée par la force du ressort 19, parvient à ramener la tige de piston 10 vers le bas lors du chargement du cylindre de frein 41, de sorte que, même sans l'appoint d'un limiteur de pression, la soupape 26 est ramenée par son ressort dans la position de fermeture et que l'arrivée d'air comprimé à travers la conduite 46, à partir du réservoir principal 25, est interrompue.
Le fonctionnement est analogue à celui du mode de réalisation précédent : Lorsque le levier 85 du robinet de frein du mécanicien est actionné, l'air comprimé afflue du réservoir principal.25, en passant par la conduite 27, le relais 31, la chambre 30, la chambre 49 -ouverte à ce moment- et la conduite 47, dans le réservoir de compensation 35, et de ce dernier, à travers la conduite 51, dans la chambre à piston 7, où la pression effective monte jusqu'à 5 atmosphères dans la période de chargement et, avec l'appui du ressort 99 du piston de commande ouvre l'orifice de sensibilité 57 d'une distance telle que l'air sous pression parvient à affluer également dans la chambre à pression constante, pour autant que la pression effective régnant dans cette dernière soit inférieure à 5 atmosphères.
On obtient ainsi la position de desserrage complet de la triple valve, cependant que l'orifice de sensibilité s'ouvre
<Desc/Clms Page number 10>
juste assez pour que les variations relatives des pressions res- pectives des chambres 3 et 7, variations qui se manifestent dans la conduite 51 débouchant dans'le réservoir de compensation 35, puissent s'équilibrer. En outre, le piston de rappel occupe, sous l'action du ressort de rappel 19, la position de repos à laquelle correspond l'ouverture de la soupape bi-siège, de sorte que le cylindre de frein peut se décomprimer entièrement. Lorsqu'on exécu- te un freinage ordinaire, la pression dans le réservoir de compen- sation 35 baisse, avec ceci que, vu l'absence de la soupape de retenue 53, prévue dans les formes de réalisation selon les Figs.
1 et 2, cette baisse se communique aussi à la chambre à piston 7.
La différence entre les pressions respectives des chambres 3 et 7 fait en sorte que le piston de commande 5 et la tige de piston 10, ainsi que le piston de rappel 13, se déplacent vers le haut, à la suite de quoi la communication entre le cylindre de frein et l'at- mosphère est interrompue par la fermeture de la soupape 21, tandis que, simultanément, la soupape 26 s'ouvre à l'encontre d'une pres- sion effective de 8 atmosphères dans le réservoir principal. Compte tenu de la pression ajustée à l'aide du robinet de frein 29 du mécanicien, le cylindrede frein est chargé à une pression effec- tive maxima de 3,5 atmosphères, comme exposé plus haut d'une façon détaillée.
La construction selon la figure 3 ne permet pas d'envoyer à la triple valve de la locomotive des impulsions de remplissage destinées à produire un desserrage plus rapide des freins, étant donné que la chambre 7 est reliée non pas à la conduite générale à air comprimé, mais directement à la conduite débouchant dans le réservoir de compensation, De telles impulsions seraient d'ailleurs entièrement superflues dans le cas considéré, vu qu'elles ont été prévues en particulier pour les soupapes de frein éloignées du réservoir principal et montées sur les véhicules d'un long convoi,
<Desc/Clms Page number 11>
mais non pour une soupape telle que la triple valve 1 qui se trouve sur la locomotive, au voisinage immédiat du réservoir principal.
Comme il a déjà été exposé à ce propos plus haut, le desserrage des freins de la locomotive s'opère en chargeant la chambre 7, cependant que la pression de freinage est amenée à agir sur le piston, de rappel 13, avec l'appui du ressort 19, le desserrage intervenant donc à la suite de l'ouverture de la soupape 24 par le piston de rappel 13, lors de la descente de ca dernier, avec décompression de la conduite allant au cylindre de frein.
Le schéma de la Fig. 4 représente deux robinets de frein de mécanicien 29 et 129, ainsi que deux réservoirs de compensation 35 et 135 qui agissent sur la triple valve 1 de la locomotive par l'entremise de soupapes à piston respectives 45 et 145. A cet effet, on prévoit dans la triple valve des chambres à pression constante 3 et 103 et des chambres à piston 7 et 107, l'objectif à atteindre à l'aide du dispositif de commande étant ici exacte- ment le même que dans les exemples de réalisation précédents. sauf qu'ici il s'agit de faire en sorte que le mécanicien d'une locomotive électrique, par exemple, ait la possibilité d'agir sur la triple valve 1 de la locomotive depuis les postes de con- duite avant et arrière de celle-ci, indistinctement. Par consé- quent, la triple valve selon la Fig.
4 diffère des précédentes uniquement par le branchement en série des deux systèmes de cham- bres de commande 3, 7 et 103,107, avec ceci que, dans chacun des cas envisagés, l'un des deux systèmes est inopérant, tandis que l'autre agit sur la tige de piston 10. A cette fin, deux pistons de commande 5 et 105 sont montés dans la triple valve, de manière à coulisser axialement sous la pression de ressorts ad hoc, res- pectivemant 99 et 199, la disposition étant telle que le collet 94 du piston de commando 5 se situe entre deux butées 92 et 90
<Desc/Clms Page number 12>
de la tige décision 10, la tige 110 du piston 105 ayant la pos- sibilité d'agir sur la butée 90 de la tige de piston 10 d'une manière identique à celle dont le collet 94 du piston de commande 5 peut agir sur la butée 92.
Finalement, la Fig. 5 montre un autre exemp le de réalisa. tion du dispositif selon l'invention, où l'on retrouve deux ro- binets de frein de mécanicien 29 et 129, qui servent à actionner la triple valve 1 de la locomotive. Les deux réservoirs de com- pensation 35 et 135 sont raccordés, à l'aide de conduites 51 et 151 respectivement, à une soupape de retenue à double effet 190, com- mandée par une membrane* La soupape 190 comporte deux chambres, à savoir, la chambre 191, en communication avec le réservoir de compensation 135, et la chambre 189, en communication avec le réservoir de compensation 35. Des conduites dérivées 188 et 192, qui partent de ces deux chambres, aboutissent, par l'intermédiaire d'une conduite commune 193, à la chambre 69 du manostat 45.
Lors- que la soupape du manostat 45 s'ouvre d'une quantité déterminée par la pression dans la cylindre de frein, l'air comprimé afflue, à la pression du réservoir de compensation, dans la chambre 59 et de là, à travers l'orifice de sensibilité 57, dans la chambre à pression constante 3. De même, l'air sous pression afflue de la chambre 69, à travers la conduite 194, dans la chambre à pis- ton 7 de la triple valve.
Cette forme de construction fonctionne comme suit :
Tout comme dans le cas de la fig. 4, un des deux robinets de frein de mécanicien - que l'on supposera être le robinet 129 - est inoccupé, tandis que le robinet 29 est appelé à être manoeuvré par le mécanicien. Dans ce cas, la pression-effective dans le réservoir de compensation 135 du robinet de mécanicien inoccupé 129 est de 5 atmosphères, pression qui se propage, à travers la conduite 151, jusque dans la chambre 191 et qui vient s'exercer
<Desc/Clms Page number 13>
derrière la membrane 180.
Cette dernière membrane ferme, sous la pression du réservoir de compensation 135, l'élément obtura- teur 181 de la soupape bi-siège 190, cependant que l'élément ob- turateur 182 demeure ouvert aussi longtemps que le réservoir de compensation 35 n'a pas été chargé à la pleine pression effective de 5 atmosphères à l'intervention du robinet: de frein de mécani- cien 29, à partir du réservoir principal 25, par l'entremise de la conduite 27, du relais 31 et de la soupape 95. Lorsque les divers organes occupent cette position, la chambre 69 de la sou- pape à piston 45, et , donc les chambres de commande 3 et 7 de la. triple valve, peuvent être alimentées à partir du réservoir de condensation 35 (desserrage des freins).
Toutefois, lorsqu'il règne dans les chambres 3 et 7 une pression effective de 5 atmos- phères (position de marche) ** et vu la position intermédiaire que la membrane 180 occupe en raison de l'équilibre des pressions effectives respectives, de 5 atmosphères chacune qui existe dé- sormais dans les chambres 189 et 191 - les deux soupapes 181 et 182 occupent une position d'ouverture étranglée, position déter- minée par leur forme marna. En cas de freinage ordinaire, le ré- servoir de compensation 35 est décomprimé à l'intervention du relais 31 du robinet de frein de mécanicien 29,;
comme déjà ex- posé plus haut, avec ceci que, étant donné les soupapes d'étran- glement 181, 182, la différence qui apparatt entre les pressions des chambres 189 et 191 ne peut pas être neutralisée à travers les conduites 188, 192, mais demeure, déterminant ainsi l'ouverture de la soupape 182, et donc une décompression partielle de la chambre 7 de la triple valve, ce qui entraîne l'ouverture de la soupape 26 et donc le chargement du cylindre de frein 41 à partir du réservoir principal 25, par l'entremise des chambres 15 et 17 et de la conduite 46.
Le mode de fonctionnement de la variante qui vient d'être
<Desc/Clms Page number 14>
décrite demeure inchangé lorsque le mécanicien manoeuvre le ro- binet de frein 129, le robinet 29 étant alors inoccupé, dans lequel cas le réservoir de compensation 35 est chargé à une pres- sion effective de 5 atmosphères.
L'invention n'est pas limitée uniquement aux exemples d'exécution représentés.. Ainsi, le système de commande dëcrit ci-dessus pourrait être établi de façon à comporter un transforma- %sur de pression ou un réservoir de commande primaire, ce qui ne change rien au principe général de l'invention, tel qu'exposé, et ne constitue pas un élargissement du cadre de celle-ci.
REVENDICATIONS.
1 - Dispositif de commande destiné aux freins à fluide sous pression et pourvu d'une triple valve, pour véhicules de convois ferroviaires,caractérisé en ce que le chargement et la décompression d'au moins une chambre de commande de la triple valve s'effectuent par l'entremise d'au moins un réservoir de compensation pour le fluide sous pression, réservoir faisant par- tie du système-auto-régulateur du robinet de frein du mécaninien.