Triple-valve. Cette invention est relative aux appareils de freinage à fluide sous pression; pour véhi cules sur rails, du type bien connu conrpre- nant une triple-valve pour commander la mise en communication de la conduite prin cipale avec le réservoir d'air auxiliaire sur le véhicule, celle dudit réservoir avec le cy lindre à frein pour l'actionnement des freins et enfin celle de ce cylindre iL frein avec l'atmosphère ou avec un réservoir d'échappe ment pour le desserrage des freins.
Selon l'invention, le pistou de la triple- valve commande et actionne une soupape séparée d'échappement sur laquelle le fluide sous pression du cylindre à frein agit de manière à fermer l'échappement et à commander et actionner le piston de la triple-valve.
Le dessin annexé représente, à titre d'ex emple, (me forme d'exécution de l'objet de l'invention.
Fig. 1 en est une vue en coupe vertical; Fig. 2, une vue<B>CI]</B> coupe horizontale faite à plus grande échelle suivant la ligue brisée A-B de Fig. 1; . Fig. 3 et 4 sont des vues de détail i'r. plus grande échelle montrant à part, respec tivement en vue (le côté et en coupe longi tudinale, l'organe tubulaire ; Fig. 5 est une autre vue de détail à plus grande éelrelle montrant à part en élévation une douille montée sur l'organe tubulaire des Fig. 3 et 4.
1 indique le corps de la triple-valve, est la chambre de pistou aménagée dans ce corps et 3, le piston de la triple-valve, 4 est le chapeau du corps de la triple-valve et 5 le ressort de la tige connue sous le nom de "tige de graduation", laquelle est disposée dans l'axe du chapeau 4.
Le chapeau 4 est fixé au corps 1 de la triple-valve de la manière usuelle au moyen de boulons et d'écrous, 6 représente le joint en cuir embouti placé entre le corps 1 et le chapeau 4. 7 est un passage ménagé dans le corps 1 pour mettre en communication la conduite principale avec un passage corres pondant 8 ménagé dans le chapeau 4 par le quel l'air comprimé arrivant par le passage 7 de la conduite principale entre à l'intérieur du chapeau 4. 9 sont les orifices usuels mé nagés à travers le chapeau 4, à travers les quels l'air comprimé passe dans la chambre de piston de la triple-valve 2.
10 représente un passage formé dans la garniture 11 de la chambre de piston 2, qui permet dans la posi tion représentée (fig. 1) du piston 3, à l'air comprimé de passer de la chambre 2, à tra vers ledit canal 10 dans l'espace 12 du corps 1; ledit espace 12 étant lui-même mis en communication par un passage 13 ménagé dans la paroi du corps 1, avec le réservoir auxiliaire. 14 représente un autre passage ménagé dans le corps 1 pour faire communi quer le cylindre à frein, avec le carrefour d'une cavité 15, d'un passage 16 et d'une chambre 17 formés tous trois dans le corps 1.
18 représente un couvercle qui ferme la cham bre 17 ménagée au fond du corps 1. 19 est un cuir embouti placé entre le couvercle 18 et l'e==trémité du corps 1. 20 est un manchon faisant corps avec le piston 3 de la triple- valve et 21 est un autre manchon vissé en 22 dans un trou fileté correspondant du corps 1; le dernier manchon est disposé sur une par tie de sa longueur à l'intérieur du manchon 20 solidaire du piston 3. Ce manchon extérieur 20 constitue, par rapport au manchon intérieur 21 fixé @:rr corps 1, un tiroir ayant soir siège sur la périphérie intérieure de ce dernier.
Les surfaces de contact de ces deux pièces sont établies et ajustées de manière à glisser aisément l'une sur l'autre. 23 sont des pas sages en forme de rainures ménagés dans l'extrémité intérieure du manchon extérieur 20. 24 sont des lumières relativement petites ménagées dans le manchon intérieur 21 et 25 des lumières relativement plus grandes disposées à côté des précédentes. 26 est la tige pleine cylindrique de la soupape consti tuée par les deux manchons 20 et 21. 27 in dique la partie du manchon 21 constituant le siège (le cette soupape.
Cette soupape 26 entraîne le manchon intéi ieur 20 reliée au piston 3, au moyen d'une cheville 23 traversant de part cri part les deux manchons 20 et 21 et la tige de soupape 26. Les extrémités de la cheville 28 sont noyées et rivées dans la tige 20. 30 est un piston formant obturateur de soupape dans la face intérieure duquel est fixé un cuir embouti eu forme de disque 31, au moyen de boulons 39 et d'écrous 33. Cet ensemble constitue la soupape d'échappement.
Comme représenté, le piston 30 se déplace dans une chambre de piston ménagée à l'ex trémité extérieure du siège 34 de cette sou pape. L'autre extrémité de ce siège 34 est vissée en 35 dans la partie 40 du corps 1 de la triple-valve. 36 sont des lumières disposées radialement dans la paroi 36,1 du cylindre, dans lequel le piston 30 travaille. Ces lumiè res mettent en communication la chambre 17 du corps 1 et ledit cylindre.
37 sont des projections annulaires dispo sées concentriquement sur le siège de sou pape 84.
38 sont des passages ménagés dans le siège 34. Ces passages 38 mettent en com- munication la chambre de piston dans laquelle le piston 30 travaille et une cavité annulaire ou renfoncement 39 ménagé dans la portion projetée 40 du corps de la triple-valve 1, dans lequel le siège 34 est vissé comme mentionné plus haut.
La cavité 39 est mise en commu nication avec l'atmosphère (ou avec un réser voir d'échappement approprié) par des pas sages 41 ménagés à travers la paroi du corps 1 de la triple-valve. Les projections annulaires disposées concentriquement mentionnées plus haut 37 constituent un double siège pour la soupape 31, qui interrompt, lorsque cette der- nière est en position de fermeture, la com munication entre les lumières 36 et les pas sages d'échappement 38 et 41. 42 est un ressort relativement léger, dont le bout in térieur porte contre le piston 30 et le bout extérieur appuie contre le fond d'une cavité du couvercle 18 comme représenté.
Ce res sort 42 est normalement comprimé et tend ainsi à maintenir le piston 30 dans la posi tion d'application de la soupape 31 sur son siège.
43 est crie tige cylindrique, qui glisse d'une manière étanche dans une cavité cen trale mét)agée dans le siège de soupape 34. Cette tige 43 s'étend de la soupape à bois seau 26 jusqu'à la soupape d'échappement 31, de manière à venir en contact avec la tête du boulon 32 qui fixe la soupape 31 au piston 30. Cette tige cylindrique 43 est libre à ses deux bouts afin de pouvoir actionner librement aussi bien la soupape à boisseau 26 que la soupape d'échappement 31.
44 est une ouverture ménagée dans la paroi du corps 1 de la triple-valve qui con duit dans la chambre de piston 2 disposée de manière à être découverte par le piston 3 quand celui-ci se trouve dans la position représentée, et 45 est une autre ouverture dans la paroi du corps 1 communiquant avec l'espace ou chambre 12 du corps sur le côté du piston 3 adjacent au réservoir auxiliaire. L'ouverture 44 communique au moyen d'un tuyau 46 (fig. 2) avec, la chambre 47 dans le corps 48 de la soupape d'alimentation vissée ait moyen d'une tige filetée creuse 49 sur le corps 1. A l'intérieur de cette tige filetée est ménagée une cavité 50, formant la tige d'une soupape 51.
Cette cavité 50 est mise en communication avec la chambre 12 par un passage 45, ménagé à travers la paroi du corps 1.
Comme représenté fig. 2, le siège 53 de la valve 51 est fixé à tin mince diaphragme 54 en acier, au moyen d'écrous 55, 56, 57 et un disque de métal, placé entre le diaphragme 54 et l'écrou 56.
La pression d'titi ressort 58 est transmise au diaphragme 54 par l'intermé diaire de ce disque 57, dont la face adjacente au diaphragme 54 est conformée de manière à permettre l'incurvation du diaphragme sous l'action du ressort 58. lorsque la pression de la conduite principale dans la chambre 47 tombe au-dessous de la limite déterminée à l'avance, comme décrit ci-après.
Le ressort 58 prend appui d'un côté sur l'écrou 56 et de l'au tre contre le fond de la partie creuse d'un bouchon fileté 59, vissé exactement dans le couvercle 60 du logement 48 de la soupape d'alimentation. 61 est une petite lumière ménagée dans la paroi du couvercle 60 pour mettre en communication avec l'atmosphère l'espace situé au-dessus du diaphragme 54. 62 est titi chapeau vissé sur le bouchon 59 qui forme le couvercle et le gland de ce bouchon.
63 est une rondelle en métal interposée entre le diaphragme 5-l, qui appuie sur titi épaulement du corps 48, et la partie filetée du couvercle 60. Le ressort 58 est disposé de telle manière qu'il tend à actionner la soupape lorsque la pression d'air dans la chambre 47 et sur le diaphragme 54 tombe au-dessous d'une limite donnée, et, d'autre part, la surface du diaphragme 54 soumise à cette pression est telle que, lorsque la pres sion dans la conduite principale et consiquein- ment celle dans la chambre 47 atteint ou dépasse cette limite, la soupape 51 est appuyée sur soit siège malgré l'action du res sort 58.
231, (fig. 1 et 5) est une ouverture an nulaire ménagée à l'extrémité gauche du manchon 20, qui met en communication entre elles les différentes lumières 23, assurant ainsi le passage d'air (les lumières 23 aux lumières 24 (ou 25 suivant les cas) lorsque le pistou de la triple-valve est poussé vers la droite pour une mise en action des freins comme décrit ci-dessus.
Les lumières 25 ménagées dans le man chon 21 siège de la soupape sont les lumières de "sûreté", c'est-à-dire que lorsqu'un freinage de sûreté est effectué de la manière usuelle, le piston de la triple-valve est déplacé autant que possible à droite, jusqu'à ce qu'il touche le joint 6, position dans laquelle les orifices 25 sont découverts à la fois par la soupape à boisseau 26 et par les lumières 23 et 23 dans la tige 20.
La surface de la section -transversale des orifices d'échappement 36 (fig. 1) est infé rieure à la surface de la section transversale des orifices 39 et 41, la différence entre les débits donnés par ces surfaces étant telle que le fluide sous pression admis à travers les orifices 36 dans l'espace sur le côté in térieur de la valve d'échappement 30, 31, peut s'échapper<B>(le</B> cet espace à travers les orifices 38 et 41 plus rapidement qu'il ne petit entre dans ledit espace par les orifices 36, oui, en d'au tr@@s termes,
les surfaces trans versales de ces orifices sont proportionnées de marnière à enipêclier une augmentation de la pression sur le côté intérieur de la soupape d'échappement.
En outre le débit ou la surface de la section transversale du passage 16 est rendu supérieur à celui des orifices 36, jus qu'à un degré suffisant pour assurer que, lorsque le fluide sous pression passe à travers le pas, z-,--e 16 dans la chambre 17, urne pres sion. suffisante soit obtenue ou accumulée dans la chambre 17, sur le côté extérieur du piston 30 de la. soupape d'échappement, pour appliquer cette ,-,upape sur son siège 37 comme décrit ci-après.
Le ressort -12' doit seulement être assez fort pour faire que ce mouvement de la valve d'échappement 3p--31 et de la tige 43 suive le mouvement du piston 3 de la triple-valve et de 1_a soupape < < .boisseau 26 vers la droite, comme décrit ci-dessous, lorsqu'une application des freins a été effectuée.
Le ressort 42. n'étant pas nécessaire à la fermeture de ki soupape d'échappement 30--31, pourrait être supprimé, ruais il est préférable de l'@_nirployer pour assurer que dans ruse applieation des freins, la soupape d'échappement s---:t appliquée sur son siège 37 avant que le fluide sous pression rie soit admis dans la chambre 17.
On comprend que si la sc@rpape d'étlaappement n'était pas fermée lorsque, le fluide sous pression est admis dans le cylindre à frein, une faible quantité du fluide serait p-r-due, en s'échappant à travers les orifiee, 38, 41, avant que la sou pape d't'eliappenient soit fermée par la pres sions du fluide admis dans la chambre 17, agissant sur le c@'@té extérieur du piston 30.
C'est pour éviter cette déperdition de fluide sous l@r._ssion qu'on emploie le ressort 42.
Le forsctionrsernrernt du frein est le suivant: Loi-,;que le frein est mis sous pression, l'air comprimé de la conduite principale arrive par les passages î, 8 et 9 clans la chambre 2 du piston de la triple-valve, et de là à travers le piston de la triple-valve 3 par la petite rainure<B>If)</B> et aussi à travers le passage de la soupape d'tilimentation 44, le tuyau 46 et la chambre 47 (fig. 2) sous la soupape 51, par le passage 45,
l'espace 12 et le passage 13 à travers le logement de la triple-valve au réservoir auxiliaire. Dès que la pression atteint une limite donnée, la soupape d'ali mentation 51 se ferme (malgré l'action con traire du ressort<B>58)</B> et le chargement du réservoir auxiliaire se poursuit plus lentement uniquement par la petite rainure d1alinien- tation 10, jusqu'à ce que la pleine prëssion,
celle dite "de marche# soit atteinte.
La pression de l'air dans la conduite prin cipale est réglée de la maniér-e ordinaire au moyen de la soupape dite ,,de conduite".
La réduction dans la pression sur- le eMé droit ou côté de la conduite principale du piston 3 de la triple-valve déplace le piston 3 vers la droite à cause de la pression sur l'autre côté. Celui-ci déplace la soupape<B>il</B>.
lïüiaeau 26 de siùge ?7 et entraîne la tige cylirsdriquf_ 13 à #,e déplacer avec lui par suite de la ferniëture de la simpape d'échappement 30, 31, qui, n'étant pas plus longtemps maintenue éloignée de sou siùge 37 par la tige 43, est appliquée sur les sièges 37 au moyen du faible ressort 12,
fer-niant ainsi les passages 38 et interceptant lit com munication entre le cylindre à frein et l'atiio- sphère. Le mouvement du piston 'a de la triple-valve vers la droite, comme dt#crit plus haut, entraîne, par conséquent, le manchon 20 aussi vers la droite, ce mouvement étant tel que la soupape â boisseau 26 et le nianclion 20 (par ses ouvertures 23)
découvre les lumières 24 dans le manchons 21 pour per mettre à de l'air du réservoir auxiliaire de s'introduire par les passages 23 et 24, qui sont de nouveau ouverts, sous le siège <B>'27,</B> à travers le côté gauche du manchon ?1 et par la cavité 15 et l'ouverture 14 dans le cylindre à frein.
Ce mouvement du piston 3 vers la droite est indiqué par le trait pointillé (' (t < . 1). Le piston 3 vient alors appuj-er contre l'éxtrérnité de la tige (le graduations 5 de la manière usuelle, la position représentée par la ligue C étant la position qu'il prend lors- qu'une application de "service" des freins est effectuée.
Comme la cavité 15 et le passage 14 sont mis en communication par le passage 16 avec la chambre 17, dans laquelle le piston 30 de la soupape d'échappement est placé, de Vair passe aussi du réservoir principal par le passage 16 dans la chambre 17 et agit sur le côté extérieur du piston 30 de la sou pape d'échappement, maintenant ainsi cette dernière fermée pendant l'application des freins.
Dès que la pression dans le réservoir auxi liaire est réduite légèrement au-dessous de celle de la conduite principale, le piston 3 de la triple-valve se déplace vers la gauche jusqu'à ce que le manchon 20 et la soupape à, boisseau 26 interrompent la communication entre les lumières 23 et 24, la soupape à boisseau 26 prenant la position indiquée en pointillé (fig. 1) et son bout. gauche appuyant contre l'extrémité droite de la tige 43, la quelle est empêchée de se mouvoir plus vers la gauche par le piston 30 de la soupape d'échappement.
Dans cette position, la soupape d'échap pement 30, 31 est sur son siège et la sou pape à boisseau 26 et le tiroir 20 ferment les lumières 24 et 25 et coupent ainsi toute communication entre le réservoir auxiliaire et le cylindre à frein. Le piston de la triple- valve 3 ne se déplace pourtant pas suffisam ment vers la gauche pour ouvrir la rainure d'alimentation 10 et le passage 44 commu niquant avec la chambre 47 dans le logement de la soupape d'alimentation (fig. 2).
En admettant que le mécanicien désire effectuer un desserrage partiel des freins, il augmente la pression dans la conduite prin cipale, en admettant de l'air du réservoir principal dans la conduite principale de la manière ordinaire. Cette pression agissant du côté de la conduite principale sur le piston 3 de la triple-valve est suffisante, pour dé placer celui-ci vers la gauche de manière à découvrir la rainure d'alimentation 10 et le passage d'alimentation 44.
Dans ce mouve ment, il écarte la soupape d'échappement 30, 31 de son siège 37, permettant ainsi à de l'air de s'échapper du cylindre à frein dans l'atmosphère par l'orifice 14, le passage 16, les lumières 36 et 38, la cavité 39 et les ouvertures 41.
Taudis que de l'air s'échappe ainsi du cy lindre à frein dans l'atmosphère, de l'air de la conduite principale entre dans la chambre de piston 2 et de là passe à, travers la rai nure d'alimentation 10 dans l'espace 12 sur le côté du réservoir auxiliaire du piston 3, et aussi à travers l'ouverture 44, le tuyau 46 (fig. 2) dans la chambre 47 du corps de la soupape d'alimentation par dessous la soupape d'alimentation 51 (qui est alors ouverte par l'action du ressort<B>58</B> gràce à la réduction de la pression dans la conduite principale effectuée pour appliquer les freins),
et à tra vers le passage 45 dans l'espace 1'2 et par conséquent dans le réservoir auxiliaire par le passage 13, de manière à ce que la pression de l'air dans les chambres opposées situées de part et d'autre du piston 3 s'égalise ra pidement.
Comme la pression sur le côté ex térieur du piston de la valve d'échappement 30, due à la pression existant sur la gauche dans le cylindre it frein, est transmise par la tige 43 au piston 3, qu'il pousse vers la droite, la communication entre la conduite principale et le réservoir auxiliaire par la rainure d'alimentation 10 et la valve d'ali mentation, c'est-à-dire les passages 44, 46 et 45, de même que l'échappement du cylindre à frein dans l'atmosphère est fermé par l'ap plication de la soupape d'échappement 30, 31 sur son siège 37.
Pendant ces opérations la soupape à boisseau 26 n'a pas mis en coin- munication le réservoir auxiliaire et le cy lindre à frein. Cette opération n'a lieu que si le mécanicien augmente encore la pression dans la conduite principale jusqu'à ce que la soupape d'échappement 30, 31 soit de nouveau ouverte. Ces opérations peuvent être répétées jusqu' < @ ce qu'il n'y ait plus du tout de pres sion à gauche dans le cylindre à frein.
On comprend que dans le but d'effectuer un desserrage progressif des freins, l'équilibre des pressions dans les chambres situées de part et d'autre du piston 3 de la triple-valve doit avoir lieu rapidement de manière à ce que la soupape d'échappement 31 ne puisse être ouverte que pendant un court intervalle de temps. En outre toute la pression dans le cylindre à frein doit être complètement supprimée.
Pour obtenir cet équilibre rapide de pression de chaque côté du piston 3, on prévoit des passages 44 et 45 avec titi tuyau de connexion -16 et la valve d'alimentation représentée fig. ? pour la commande de l'ou verture et de la fermeture de ces passages.
En outre comme la valve d'alimentation (fig. 2) comme décrit plus haut, est construite, disposée ou ajustée de telle manière que la soupape 51 soit fermée, interceptant ainsi la communication par les passages 44 et 45 entre les chambres 2 et 12 situées de part et d'autre du piton 3 de la triple-valve, dès que la pression dans la conduite principale et par suite la pression dans la chambre 47 et sur le diaphragme 54<B>(fi-.</B> 2) de la valve d'alimentation atteint la limite donnée, l'équi- libre de pression dans les chambres 2 et 12 ire petit alors s'effectuer que lentement dt,
travers la très petite rainure d'alimentation 10.
C'est pourquoi on est assuré en tout dernier lieu lorsqu'une petite quantité seule ment de pression reste dans le cylindre à frein, que la soupape d'échappement 31 est maintenue ouverte assez longtemps pour per mettre un échappement complet de l'air des cylindres à frein, c'est-à-dire titi desserrage complet des freins avant que la pression "de marche41 ire soit atteinte dans la chambre 12 sur le côté face du réservoir auxiliaire du piston 3 de la triple-valve.
La, différence des surfaces soumises à la pression sur les côtés opposés du piston 3 de la triple-valve est suffisante pour assurer que dans cette position "de marche" le piston 3 se déplace vers la gauche, c'est-à-dire dans la pos_tion représentée en trait plein (fig. 1) et que la soupape à boisseau 26 s'applique sur son siège<B>27.</B> La soupape d'échappement 30, 31, dans ce.@ conditions,
est en équilibre et est maintenue écartée de son siège 37 par le piston de la triple-valve 3 par le milieu de la soupape à boisseau 26 et la tige 43, le faible ressort 42 étant insuffisant pour la pousser contre la résistance offerte par la soupape à boisseau 26 et les organes dont elle - est solidaire.
Si après une application des freins le mécanicien désire desserrer complètement ces freins, il place simplement sa soupape à frein dans la position de plein échappement; et l'air, arrivant dans la conduite principale jusqu'à ce que la pression "de marche" sûit atteinte, maintient le piston 3 de la triple- valve poussé complètement vers la gauche et la soupape d'échappement 31 ouverte.
Orr comprend que dans le cas d'un desserrage complet instantané des freins (saris progres sion) la soupape à frein du mécanicien e,,t maintenue ouverte de manière à ce que tant qu'on admet un passage continu d'air du réservoir principal à la conduite principale et aux triples-valves, la pression dans la chambre 2 clic piston de la triple-valve sur le, côte face à la, conduite principale du piston 3 croît constamment jusqu'it ce que la pression atteigne pleinement la pression "de marche" des deux côtés du piston.
En pratique, pour un piston de triple- valve de la grandeur représentée fig. 1, le débit ou surface de section transversale du passage 10 doit être environ le quart de celui du passage usuel dans la chambre du pistou des triples-valves bien connues comme celles qu'on emploie dans le frein à air ZVestinghouse. Le débit ou surface de sec tion transversale du passage auxiliaire 44 doit être environ quatre fois plus grand que celui du passage 10.
Avec l'appareil objet de l'invention, tin nouveau chargement partiel des réservoirs auxiliaires peut être effectué en conservant une application partielle des freins. Gela est avantageux, par exemple dans le cas d'une longue descente pendant laquelle des pertes peuvent avoir diminué la pression dans los réservoirs auxiliaires et dans les cylindres à frein, comme cela rend aussi possible un rechargement partiel sans titi desserrage com plet des freins, qui petit être dangereux clans une descente.
Le frein selon l'invention évite aussi l'emploi de la pression des soupapes de re tenue qu'il faut actionner à la main pour conserver la pression dans les cylindres à freins.
Des variantes peuvent être apportées dans les détails de construction et de montage des différents organes de l'appareil. Par exemple au lieu que le corps de soupape d'ali mentation 48 (fig. 2) soit vissé dans le corps 1 de la triple-valve il pourrait être venu de fabri cation avec le corps 1, et à la place du tuyau 46 on pourrait avoir titi passage formé dans le corps 1.
En outre au lieu de la soupape d'alimen tation et des organes d'alimentation acces soires commandés par elle, on pourrait em ployer d'autres moyens, par lesquels, après qu'une certaine pression a été atteinte dans la conduite principale, la vitesse de débit du fluide sous pression, passant du côté du piston 3 face à la conduite principale dans le côté face au réservoir auxiliaire, petit être convenablement réduite.
Par exemple des moyens peuvent être prévus pour faire varier la section effective de la fente d'alimentation ou des passages d'alimentation par lesquels le fluide passe de l'un des côtés du piston 3 dans l'autre.