Frein à fluide sous pression. La présente invention concerne un frein à fluide sous pression comportant une valve distributrice de fluide actionnée par suite des variations dans la. conduite principale et un dispositif à valve de commande pour com mander l'écoulement de fluide sous pression vers le cylindre de frein pendant un serrage des freins.
Elle se caractérise en ce que le dispositif à valve de commande est disposé pour pou voir être mis en ou hors fonction suivant des conditions de pression déterminées dans la conduite de frein en vue de faire varier de façon correspondante la mesure dans laquelle la pression du cylindre de frein augmente pendant un serrage des freins.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 montre en coupe un mécanisme de triple valve en position de desserrage nor male; La fig. 2 est une coupe similaire montrant les parties dans une position de desserrage spéciale; La fig. 3 est une coupe similaire montrant les parties en position de freinage de service; La fig. 4 est une coupe d'une partie du mécanisme à triple valve montrant les parties de celle-ci en position de recouvrement de ser vice.
Le frein représenté qui est du type à tri ple valve comporte une enveloppe 1 avec une chambre à piston 2 reliée par un conduit 3 à la conduite de frein usuelle 4 et renfermant un piston 5, et avec une chambre à tiroir 6 re liée par un conduit 7 et un tuyau 8 au ré servoir d'air auxiliaire usuel 9, et renfermant un tiroir principal 10 et un tiroir de gradua tion 11 animé d'un mouvement relatif par rapport au tiroir principal, ces tiroirs étant actionnés par le piston 5 à l'aide d'une tige de piston 12.
Dans un capuchon 13 figé à l'enveloppe 1 à l'extrémité arrière de la chambre à tiroir 6 est monté de façon à pouvoir coulisser un organe d'arrêt cylindrique 14 ayant une por tion saillante 15 agencée pour entrer en con tact avec l'extrémité du tiroir principal 10 et soumis à la pression d'un ressort à boudin 16, de façon que l'organe 14 est établi pour s'op poser de manière élastique au mouvement du tiroir 1.0 à partir de sa position de desser rage normale représentée à la fig. 1 vers une position de desserrage spéciale représentée à la fig. 2.
On a prévu un dispositif à valve de com mande pour commander le retardement de l'écoulement de fluide vers le cylindre de frein lorsqu'on produit un serrage des freins, ce dispositif comportant un piston-valve 17, soumis à la pression d'un ressort à boudin 40 qui tend à amener le piston-valve 17 en con tact avec une nervure formant siège 18. Une tige 19 du piston-valve 17 passe par une ou verture 20 et est agencée pour commander le mouvement d'une bille-soupape 21.
Lors que la bille-soupape 21 est soulevée du siège par la tige 19, elle dégage un conduit de grande capacité par lequel du fluide sous pres sion est amené au cylindre de frein, mais lorsque la bille-soupape est placée sur son siège, l'écoulement de fluide vers le cylindre de frein est restreint.
Pour la mise en et hors d'action du dis positif de retardement, on a prévu un dispo sitif à tiroir comportant une paire de mem branes flexibles 22 et 23 avec une chambre intermédiaire 24 renfermant un tiroir s6lec- teur 25 qui est maintenu en contact avec son siège par un galet 26 soumis à la pression d'un ressort et est actionné par une tige 27 in terposée entre les membranes 22 et 23. On a également prévu une troisième membrane 28 qui est soumise à. la pression d'un ressort 29 et est agencée pour actionner une tige 30 dis posée pour venir en contact avec la mem brane 22.
Afin d'augmenter l'écoulement du fluide vers le cylindre de frein après que la pression du cylindre de frein a été augmentée jusqu'à un degré prédéterminé, on a prévu un dispo sitif à soupape comportant une membrane flexible 31, avec une chambre 32 ouverte d'un côté vers l'atmosphère par un canal 41 et soumise à la pression d'un ressort 33. La membrane 31 sert à actionner une soupape 34 qui commande la communication entre un conduit 35 ayant un étranglement 36 et une chambre 37 d'un côté de la membrane 31, la chambre 37 étant reliée par un tuyau 38 au cylindre de frein 39.
En supposant les parties de la triple-valve ainsi décrite dans leur position de desserrage normale, comme représenté à la fig. 1, lors que le cylindre de frein 4 est rempli de fluide sous pression, le fluide passe de la conduite de frein vers la chambre à piston 2 et ensuite au conduit 42 qui communique dans cette po sition avec une lumière 43 du tiroir principal 10. La lumière 43 est dégagée dans cette po sition par le tiroir de graduation 11, de façon que du fluide sous pression est amené à la chambre à tiroir 6 et ensuite par le conduit 7 et le tuyau 8 au réservoir d'air auxiliaire 9.
Un réservoir 61 qui peut être un réservoir de secours, est rempli à. partir de la chambre à tiroir 6 par l'intermédiaire d'une lumière 44 prévue dans le tiroir de graduation 11, la lumière 45 du tiroir principal 10, le conduit 46 et le tuyau 47.
Lors du desserrage des freins après frei nage, le piston de triple valve 5 peut être mn vers la position de desserrage normale repré sentée à la fig. l., ou vers une position de des serrage spéciale représentée à la fig. 2 sui vant l'importance de la différence entre les pressions dans la conduite principale et dans le réservoir d'air auxiliaire.
En tête du train, où l'augmentation de la pression dans la conduite de frein est propor- tionnellement la plus grande, le piston de triple-valve se meut vers la position de des serrage spéciale représentée â la fig. 2, le ti roir principal 10 et l'organe d'arrêt 14 étant sollicités vers la droite à l'encontre de la.
ré sistance du ressort 16, Lorsque les parties de triple-valve ne se déplacent que jusqu'à la position de desser rage normale, lors du desserrage des freins, un conduit 48 conduisant à la, cham bre 49 à droite de la membrane 23 est relié à un canal atmosphérique 50 par l'inter médiaire d'une cavité 51 prévue dans le tiroir principal 10. La chambre 52 à gauche de la membrane 22 est reliée au cylindre de frein 39 par un conduit 53, un conduit 54 et une cavité 56 du tiroir principal 10, un conduit 55, la chambre 37 et le tuyau 38.
Bien qu'au desserrage des freins, la cavité 56 vienne relier le conduit 55 au conduit d'échappement 57, il y aura un écoulement temporaire de fluide sous pression du cylin dre de frein 39 vers la chambre 52, et la membrane 22 déplacera le tiroir 25 vers la droite, la chambre à membrane 49 étant en ce moment sous pression atmosphérique. Dans cette position, le conduit 62 est relié par une cavité 6 7 du tiroir 25 au conduit 68 condui sant à la chambre à soupape 69.
La chambre à soupape 69 est ouverte vers le conduit 35 par l'intermédiaire duquel le fluide sous pression est amené au cylindre de frein 39, et, le piston-valve 17 se trouvant à sa position de fermeture sur le siège supé rieur, la pression du cylindre de frein dans la chambre 69 agit, par l'ouverture 20, sur la surface intérieure au siège du piston-valve 17.
Les pressions de fluide sur les côtés op posés du piston-valve étant toutefois équili brées par suite de la communication de la chambre à soupape 69 avec la chambre 63 par l'intermédiaire des conduits 62 et 68, le ressort 40 maintiendra le piston-valve 17 à sa. position de fermeture supérieure, comme représenté à la fig. 1, quel que soit la pression du cylindre de frein.
Même si le cylindre de frein a été complètement vidé, les membranes 22 et 23 et le tiroir 25 seront maintenus à la position représentée à. la fig. l par l'action du galet à ressort 26 qui appuie le tiroir 25 sur son siège, de façon que le tiroir offre une résistance de frottement suffisante pour assurer que le mouvement du tiroir 25 à partir .de cette position ne se pro- duise qu'en raison de variations de pression de fluide, lorsqu'on le désire.
Lorsque les parties -de triple-valve sont mues vers la position de desserrage spéciale lors du desserrage des freins, comme repré senté à la fig. 2; le conduit 48 est relié par le conduit 54 et la cavité 56 au conduit 55, de façon qu'au début le fluide sous pression du cylindre de frein est amené à la chambre 49.
La chambre 52 est reliée, par l'intermé diaire du conduit 53 et du conduit 70 du tiroir 19, à. la lumière d'échappement 50, de sorte que la pression du cylindre de frein agissant dans la chambre 49 sur la membrane 23 déplacera la membrane vers la position représentée à la fig. 2, dans laquelle le ti roir 25 relie le conduit 62 à la chambre 24 qui est. ouverte vers l'atmosphère par une lu mière atmosphérique 64.
La chambre 63 est ainsi reliée à l'atmo sphère, de sorte que lorsque la pression du cylindre de frein augmente d'une valeur pré déterminée, la pression du cylindre de frein agissant sur la surface intérieure au siège du piston-valve 17, déplacera ce dernier vers le bas à l'encontre de la résistance du ressort 40.
Afin d'empêcher le mouvement de retour des parties de triple-valve à. partir de la po sition de desserrage .spéciale vers la position de desserrage normale, après que les parties ont été amenées à la position de desserrage spéciale lors du desserrage des freins, une cavité 75 est prévue dans le tiroir principal 10. La. cavité 75 est reliée à un conduit 76 qui débouche dans une cavité 77 du tiroir de graduation 11 lorsque le tiroir 11 est mfi vers la droite par rapport au tiroir principal 10.
Une lumière 78 dans, le tiroir principal qui communique également avec la cavité 77, est agencée de façon à coïncider avec une lu mière d'échappemént atmosphérique 50, mais seulement lorsque le tiroir principal 10 est déplacé vers, sa position de desserrage spéciale.
Il en résulte que, lorsque le tiroir princi pal 10, est déplacé vers sa position de des serrage spéciale, le fluide s'échappe de la ca vité 75 vers l'atmosphère, de sorte que<B>.</B> la pression du fluide dans la chambre à tiroir 6 agit sur une surface du tiroir principal correspondant à la. surface de la cavité atmo sphérique 75 et crée ainsi une pression pour maintenir le tiroir principal immobile à l'encontre de l'action du ressort 16.
Toute fois, lorsque la pression dans la conduite de frein est réduite pour effectuer un serrage des freins, et que le piston 5 déplace le tiroir de graduation 11 vers la gauche, la lumière 76 est ouverte vers la chambre à tiroir 6, de façon que du fluide sous pression est alors amené dans la cavité 75, mettant ainsi cette cavité hors d'action.
Avant que le train se remette en marche à. la station de départ, on effectue toujours un serrage des freins et ensuite un .desserrage, afin d'examiner l'état des freins, et ainsi lors que les freins sont desserrés après. l'essai, les triple-valves en tête du train viendront occu per la position de desserrage spéciale par suite de la différence relativement grande entre les pressions. dans le réservoir d'air auxiliaire et .dans la conduite de frein, tan dis que les triple-valves en queue du train ne se déplaceront que jusqu'à la position de des serrage normale.
Comme s:us,décrit, les tiroirs sélecteurs 25 des triple-valves en tête du train, où les triple-valves, se meuvent vers la position de desserrage spéciale, seront placés à. la posi tion dans laquelle la lumière 68 est fermée par le tiroir 25 et la lumière 62 est ouverte vers l'atmosphère, comme représenté à la fig. 2, tandis que les tiroirs sélecteurs 25 en queue du train seront à la position dans la quelle la cavité 67 relie les, conduite 62- et 68, comme représenté à la fig. 1.
Lorsqu'un serrage :des freins est effectué en provoquant une réduction de la pression dans la conduite de frein de la manière usuelle, le piston de triple-valve 5 est mfi vers la position de service, dans laquelle, comme représenté à la fig. 3, la lumière 71 du tiroir 10 communique avec le conduit 55 et la lumière 44 du tiroir de graduation 11 com munique avec la lumière 71, de sorte que du fluide sous pression est amené du réservoir d'air auxiliaire au cylindre de frein par l'in termédiaire du conduit 55 conduisant à la chambre 37 et à.
l'étranglement 72, la cham bre 37 étant reliée par le tuyau 38 au cy lindre de frein 39. Le fluide passe également à partir .du conduit 55 par le conduit- 35 vers la chambre à. soupape 69. et en traversant la soupape de retenue 21 ouverte, vers le conduit 73 qui offre un passage non restreint vers la chambre 37 et le cylindre de frein.
Tant que la soupape 21 est soulevée de son siège comme représenté à la fig. 1, on ob tient un écoulement relativement rapide du fluide vers le cylindre de frein. Sur les véhi cules en tête du train, le tiroir 25 est placé, comme il a été précédemment expliqué, de fa çon que le conduit 62 est relié à l'atmosphère, avec le résultat que sur les véhicules en tête du train, aussitôt que la pression de fluide amenée au cylindre de frein a été augmentée jusqu'à une valeur prédéterminée, de préfé rence suffisante pour provoquer le déplace ment du piston du cylindre de frein et l'ap plication des sabots de frein aux roues de véhicule,
la pression agissant sur la surface exposée du piston-valve 17,à l'ouverture 20, sera suffisante, pour faire déplacer le piston- valve vers le bas à l'encontre de l'action du ressort 40. Aussitôt que le piston-valve 17 s'éloigne de son siège supérieur, la. communi- cation par une lumière de compensation 7--!- est interrompue, de sorte que la surface en tière du piston-valve 17 pourra être soumise à la pression du cylindre -de frein.
On assure ainsi le prompt mouvement entier du piston valve vers sa position inférieure.
Dans cette position, la soupape 2.1 peut se fermer sur son siège et interrompre ainsi l'écoulement ultérieur de fluide sous pression vers le cylindre de frein par le conduit re lativement grand 73. L'alimentation en fluide sous pression du cylindre de frein par l'étran glement 72 continue, jusqu'à ce que la pres sion dans la chambre 37 ait été augmentée à une valeur prédéterminée pour que la pres sion du ressort agissant sur la membrane 31 soit surmontée. La. membrane 31 sera alors infléchie vers le bas en ouvrant la soupape 34.
Du fluide sous pression peut alors s'écou ler vers la chambre 3 7 et dans le cylindre de frein par l'étranglement 36. Le réglage sus- décrit du débit d'écoulement du fluide sous pression au cylindre de frein en effectuant un freinage de service aussi bien qu'un frei nage d'urgence a pour but d'augmenter l'ef fet de retardement sur les véhicules en tête du train, de façon à ce que les freins en queue du train aient le t°mps nécessaire pour se serrer, afin d'éviter ainsi des chocs violents par suite de la propagation de l'à-coup.
Il est à noter que sur les véhicules en tête du train, il se produit une entrée ini tiale rapide du fluide sous pression dans le cylindre de frein qui est justement suffi sante pour assurer le mouvement vers l'exté rieur du piston de frein, et subséquemment, la pression dans, le cylindre de frein peut s'établir lentement pendant un temps suffi sant pour permettre le serrage des freins sur les véhicules en queue du train. Après que les freins ont été serrés en queue du train, la. sou pape 3-4 est actionnée pour permettre un ac croissement plus rapide de la pression dans le cylindre de frein des véhicules en têts du train.
Sur les véhicules en queue du train, le tiroir 25 est placé à la position représentée à la. fi-. 1, dans laquelle le conduit 62 est relié au conduit 68, avec le résultat que, lorsque les freins sont serrés, la pression du fluide amené au cylindre de frein est équilibrée sur les côtés opposés du piston-valve 17, de sorte que le ressort 40 agit pour maintenir le piston-valve 17 dans sa position supérieure. Il en résulte que sur les véhicules en queue du train, la pression dans le cylindre de frein peut s'établir avec une vitesse relativement élevée, par l'intermédiaire du conduit 73, cet écoulement continuant tant que les parties de la. triple-valve restent en position de ser rage de service.
Lorsqu'on règle l'allure du train après: la mise en marche sur une pente, il n'est pas nécessaire ou désirable de retarder l'établis sement de la pression .dans le cylindre de frein sur les véhicules en tête du train et, par conséquent on a prévu des moyens pour placer le tiroir 2'5 dans la. position représen tée à la fig. 1, dans laquelle le dispositif à valve de commande est mis hors fonction.
A cet effet, la pression du fluide retenu dans. le, cylindre .de frein en mettant la poi gnée 60 d'une valve de retenue 59à une posi tion convenable pour retenir du fluide sous pression dans le cylindre de frein, est utilisée pour provoquer le mouvement. du tiroir sélec teur vers une position d'intern iption.
La valve de retenue 59 est du type bien connu, sa poignée 60 permettant dans. une po sition de relier le tuyau 58 directement à l'atmosphère, et dans une autre position de retenir une pression prédéterminée, dans le cylindre -de frein.
Comme précédemment décrit, le mouve ment des parties de la triple-valve vers la po sition de desserrage spéciale provoque le dé placement du tiroir sélecteur 25 à la posi tion dans laquelle il relie le conduit 62 à l'atmosphère.
Lorsqu'un serrage des, freins est effectué après un serrage antérieur dans lequel du fluide a été retenu dans, le cylindre de frein, quand le tiroir principal 10 traverse la position de desserrage normale sur son mouvement vers la position .de serrage de service, le conduit 53 est momentanément re lié au conduit 55 du cylindre de frein, par le conduit 54 et la cavité 56. Il en résulte que du fluide sous, pression est amené à par tir du cylindre de frein à.
la, chambre 52, tan dis que le conduit 48, qui est relié à la cavité 54 dans la position de desserrage spéciale du tiroir 10, est relié à l'atmosphère par la ca vité 51. La chambre 49 a ainsi la pression at- mosphéiique, lorsque le tiroir 10 traverse la position de desserrage normale, tandis que la chambre 52 est alimentée de fluide à la pres sion correspondant à celle du fluide retenu dans le cylindre de frein. Il en résulte que le tiroir sélecteur est déplacé vers la droite, de façon à relier le conduit 62 au conduit 68,
et à mettre ainsi le dispositif à valve de com mande hors d'action.
On voit donc que lors de la marche en route horizontale et également lors du serrage initial des freins à. l'entrée dans une pente, le dispositif à valve sélecteur entrera en fonc tion pour mettre le dispositif à valve de com mande en fonctionnement, tandis que pour tous les serrages des freins suivants sur une pente, la pression du cylindre de frein main tenue automatiquement par le dispositif à valve de retenue assurera automatiquement la mise hors d'action .du dispositif à valve de commande.
Dans la marche à grande allure, il n'est pas nécessaire de retarder le serrage des freins en tête du train, afin .d'éviter des. chocs, et pour assurer que le dispositif à valve de commande soit automatiquement mis hors d'action dans la marche à grande vi tesse, on utilise le fait que pour le service à grande vitesse, on emploie une pression de conduite de frein plus élevée (par exemple de 6,5 atm.) que dans le service ordinaire, dans lequel on emploie une pression de con duite de frein normale de 5 atm.
Lors. .du service à. vitesse moins élevée avec une pression de 5 atm. dans la conduite de frein, le réservoir d'air de secours .6,1 est rempli à une pression de 5 atm., de même que la chambre 65. La pression du ressort 29 qui s'oppose à la pression .dans la chambre 65 agissant sur la membrane 28 est telle qu'elle dépasse légèrement la pression de 5 atm., avec le résultat que la membrane 28 et la tige 30 restent inactives.
Lorsque la pression dans la conduite principale est éle vée à. 6,5 atm., la pression correspondante du fluide .dont sont alimentés le réservoir d'air auxiliaire et la chambre 65, .dépasse la force opposée du ressort 29, de façon que la mem brane 28 est alors déplacée vers la droite en obligeant la tige 3(1 à pousser la membrane 22 vers la droite à la position .dans laquelle le tiroir 25 relie les conduits 62 et 6-8, et à pro voquer ainsi la mise hors d'action du disposi- tif à valve -de commande,
. sans égard à sa po sition dans le train.
On voit ainsi que le dispositif à valve de commande est automatiquement empêché de fonctionner pendant la marche à grande vi tesse pour laquelle on utilise une pression éle- vée dans la conduite de frein et également sur la descente de pentes après le premier ser rage des. freins, où le dispositif à. valve de commande est mis en fonction pour retenir de la pression dans le cylindre de frein.
On emploie à. présent sur les, chemins de fer en général, une triple-valve comportant des -dispositions pour assurer un desserrage re tardé des freins sur les véhicules en tête du train. Dans ce type de triple-valve, les par- ties de la triple-valve ont une position de des serrage normal, dans laquelle l'échappement de fluide du cylindre de frein se produit dans une mesure normale, et une position de des serrage retardé,
.dans laquelle l'échappement de fluide du cylindre de frein est retardé, un organe de résistance élastique s'opposant au déplacement des, parties de triple-valve de la position de desserrage normal vers la posi tion de desserrage retardé.
Il est évident que l'invention peut facile ment iêtre incorporée dans ce type de triple valve en utilisant les positions. de desserrage normal et de desserrage retardé des parties de la triple-valve pour réaliser les: fonctions dési rées précédemment expliquées.