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"DISPOSTIFI FOUR DESSERREE GRADUELLELENT LES FREINS A AIR
COMPRIME A UNE SEULE CHAMBRE"
L'invention concerne un dispositif pour desserrer graduel-- lement les freins à air comprimé à une seule chambre, dispo sitif dans lequel on utilise un organe d'arrêt interrompant 2'écoulement commencé hors du cylindre de frein, dès qu'il se produit un équilibre de pression entre le réservoir auxiliaire et la tuyauterie principale .
On a déjà proposé, dans des dispositifs de ce genre, l'installation d'une soupape de desserrage particulière comman
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dant 1'écoulement de'l'air comprime hors du cylindre de frei, à travers le distributeur de frein usuel, dans -l'atmosphère, et se trouvant constamment sous l'action de la pression régnant dans le réservoirauxiliaire.
Suivant l'invention, cette soupape de desserrage n'est influencée, en sens inverse de la pression régnant dans le ré- servoir auxiliaire ,par la pression régnant dans la tuyaute.,, rie principale, que dans la position de desserrage du distri- buteur de frein, tandis que, pendant le freinage, la tuyauterie principale est fermée automatiquement par rapport à la soupape de desserrage.
L'invention comporte en outre une disposition de la su pape de desserrage augmentant la sensibilité du frein à air comprimé de façon que le desserrage des freins puisse se faire par degrés très petits.
Les dessins représentent schématiquement plusieurs exem- ples de réalisation de l'invention.
Les fig.1 à 3 centrent un mode de réalisation, les pièces oceupant différentes positions.
Les fig.4 et 5 montrent schématiquement des positions dif- férentes dtun mode de réalisation simplifié.
Les fi g.6 et 7 montrent schématiquement.une deuxième va- riante dont les pièces occupent différentes positions .
Les fig.8 à 11 montrent schématiquement une troisième variante, les pièces occupant des positions différentes.
Le distributeur de frein, qui comporte un piston 31, fig.
1 à 3 ,se mouvant dans un cylindre, ainsi qu'une tige de piston 33 et un tiroir 34 est du type usuel. Une des faces du piston est en communication permanents ouverte avec la tuyauterie prin- cipale 30, et l'autre avec le réservoir dair auxiliaire 39.
La rainure de remplissage 32 prévue dans le cylindre établit, lorsque le frein est desserré, la communication entre la tuyau- terie principale et le réservoir d'air auxiliaire. Le tiroir 34 comporte un canal 35 et un évidement 36 coopérant avec deux ouvertures pratiquées dans la glace du tiroir, la tuyauterie 38 de sortie d'air comprimé du cylindre de frein étant reliée à
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-l'une de ces ouvertures, et le prolongement 15 16 23 de cette tuyauterie, prolongement qui aboutit au dehors , étant relié à l'autre*
Le distributeur de desserrage est constitua par un cylin- dre 1 ,dans lequel se meut un piston 7 (ou une membrane) mon- té à l'extrémité d'une tige 9.
Suivant l'invention, lune des faces du piston '7 est en communication permanente ouverte, par une tuyauterie 4, avec le réservoir d'air auxiliaire 39, et l'extrémité opposée de la tige 9 porte une soupape 10 commandant la communication entre la tuyauterie 23 de sortie de l'air comprimé et l'ouver- ture 3 qui conduit su dehors.
L'autre face du piston 7 est en communication, par une tuyauterie 2 14 avec la tuyauterie principale 30 cette tuyauterie 2,14 n'étant ouverte que pendant le desserrage du frein, se fermant automatiquement vers la fin du desserrage et restant fermée lorsque le frein est des- serré. 'Cette commande de la tuyauterie 2 14 petit se faire de différentes façons:
à ce% effet on utilise avantageusement une soupape de manoeuvre préliminaire 21 qui, dans l'exemple représenté, est montée dans un bâti 13dans lequel débouche , d'un côté de la soupape 21 la tuyauterie 14 partant de la tuyauterie principale 30 , et de l'autre cote de la soupape 21 la tuyauterie 2 aboutissant au distributeur de desserrage .Cet- te soupape est montée à l'extrémité d'une tige 20 dont l'autre extrémité porte un piston 19 se mouvant dans une chambre cylindrique du bâti 13. Les tuyaux 15 et 16 débouchent dans l'extrémité du cylindre 13 qui est opposée à la soupape 21 et on a prévu en outre dans le cylindre, de chaque coté du piston 19, des trous 17 et 18 aboutissant au dehors.
Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant:
Lorsqu'on fait entrer de l'ait comprimé dans la tuyaute- rie principale pour charger le frein, le piston 31 du dis- tributeur de frein se déplace vers la gauche pour arriver à se position de desserrage (fig.1) le réservoir auxiliaire 39 se remplissant par la: rainure de remplissage 32 de ce dis- tributeur.
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En même temps de l'air comprimé venant de la tuyauterie principale entre par le tuyau 14 dans le 'bâti 13 et refoule vers la gauche la soupape de manoeuvre préliminaire 21 ainsi que le piston 19. L'arrivée de l'air comprimé au distributeur de desserrage est ainsi arrêtée par la soupape 21 (fig.l).
Lorsque le freinest complètement desserré, le cylindre de frein communique avec l'atmosphère par le tuyau 38 ,l'évidement
36 le canal 37 ,la tuyauterie 15 la soupape de manoeuvre pré- liminaire, la tuyauterie 16 et en outre par le passage 27 le cane de soupape 25 de le-soupape de desserrage et le canal 24 , de sorte qu'un serrage involontaire du frein ne peut pas e produire par suite de fuites dans le distributeur de frein.
Une autre communication avec l'atmosphère est établie en outre par l'ouverture 17.Les pièces conservent la position représen- tée par la fig.1 jusq'à l'exécution d'un degré de freinage.
Si le mécanisme réduit la pression dans la tuyauterie. prineipale, le distributeur de frein passe comme d'habitude à sa position de freinage (fig.2) , le tiroir de distribution 34 coupant la communication entre les tuyaux 38 et 15
Ceci ne change rien à la position des pièces de la soupape de manoeuvre préliminaire et du distributeur de desser- rage, de sorte que ce dernier se trouve séparé de la tuyaute- rie principale par la soupape 21
Si le mécanicien augmente la pression dans la tuyauterie principale, la vague dtair ainsi produite refoule le piston dis- tributeur 31 du distributeur de frein vers la gauche à sa position de desserrage (fig.3) Ce changement de position est assuré,
mê me lorsque les distributeurs de frein sont difficiles à manoeuvrer ainsi que sur les véhicules très éloignés de la locomotive, et lorsque les augmentations de pression sont faibles, ce résultat étant obtenu par le fait que l'arrivée de l'air au distributeur de dedàerrage se trouve d'abord coupée par la soupape 21 de la soupape de manoeuvre préliminaire.
Par suite du déplacement du piston 31, le cylindre de frein se trouve remis en communica-
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tion, par la voie déjà décrite, avec la soupape de manoeuvre. préalable et au-delà avec le distributeur de desserrage par la tuyauterie 23 la soupape de retenue 12 et le modérateur 11
L'air comprimé qui s'échappe du cylindre de frein refou- le vers la droite le piston 19 de la soupape de manoeuvre préalable, en surmontant la pression de la tuyauterie princi pale, pression qui agit sur la tige 20 et il ouvre la soupape 21 de sorte que la pression de la tuyauterie principale peut arriver au distributeur de desserrage par les tuyauteries 14 et 2. En même temps ,dans la soupape de desserrage, la soupape 25, qui n'est que faiblement chargée par le ressort 26 se trouve pressée sur son siège.
Comme le remplissage du ré- servoir auxiliaire 39 ne se fait que lentement par la rainure étroite 32 du distributeur de frein, il peut se former en avant du piston 7 du distributeur de desserrage une surpres- sion suffisante pour refouler ee piston vers la gauche (fig.3), ce qui a pour effet, d'une part, d'ouvrir à l'air un deuxième chemin à travers la rainure de remplissage 5 et le canal 6 jusqu'au réservoir auxiliaire , et d'autre part que, par le soulèvement de la soupape 10. de l'air peut s'échapper du cylindre de frein par le tuyau 23 la soupape de retenue 12 le modérateur 11 et l'ouverture 3.
Le piston 7 reste dans sa position extrême de gauche jus- qu'à ce qu'il soit ramené à droite, après l'établissement de l'équilibre de pression entre la tuyauterie principale et le réservoir auxiliaire, et sous l'action de la surpression exercée sur une extrémité de la tige de piston 9 et que l'écou- lement de l'air du cylindre de frein soit arrêté par la soupape 10, après que la soupape 25 est cussi formée. Le premier degré de desserrage est terminé, mais la soupape de manoeuvre préa- lable reste dans la position représentée par la fig.S, les sections du piston 19 et de la tige 30 étant dimensionnées en conséquence ,tant qu'il reste une pression d'air suffisante dans le cylindre de frein.
Pour continuer à desserrer le frein, on augmente encore une fois la pression dans ls tuyauterie princi.
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pale . La pression augmentée dans la tuyauterie principale re foule le piston 7 du distributeur de desserrage de nouveau vers la gauche, ce qui découvre de nouveau l'ouverture 3 aboutissant au dehors et produit un nouvel =écoulement d'air comprimé hors du cylindre de frein comme cela a été précédemment décrit.
On peut ainsi desserrer le frein par degrés, la succes- sion des différents degrés de desserrage étant réglée par le mécanicien. Si, par suite des degrés de desserrage successifs, la pression a augmenté suffisamment dans la tuyauterie principa- le et si la pression a baissé dans le cylindre de frein, la sou- pape de manoeuvre préalable retourne à la position de la fig.l.
Une nouvelle augmentation de pression dans la tuyauterie prin- cipale n'exerce plus alors aucune action sur le distributeur de desserrage, et le desserrage complet du frein est assuré par l'ouverture 17, ainsi que par la soupape 25 ,qui se trouve maintanant ramenée à sa position d'ouverture par le ressort 26 et qui assure la chute de la pression du cylindre de frein jusq'à la pression atmosphérique.
Le piston 7 et sa tige 9 sont reliés entre eux avec un jeu axial, afin d'obtenir le fonctionnement du distributeru de desser- rage même pour les petites augmentations de pression dans la tuyauterie principale, parce qu'il n'y a pas à accélérer en une fois toute la masse du pist-on et de sa tige; en outre cet assemblage non rigide assure la bonne assise simultanée du piston 7 et de la soupape 10 lorsque le frein est desserré (fig.1 S'il y a lieu de freiner de nouveau après un degré de desserrage, le tiroir de distribution 34 du distributeur de frein retourne à sa position de freinage ,en coupant la commu- nication entre le cylindre de frein et la soupape de manoeuvre préalable .
L'air comprimé provenant du cylindre de frein et restant encore dans la conduite d'échappement s'échappe par le canal étroit 17 , de sorte que¯les pistons 19,2) retournent vers la gauche et que la soupape 21 ferme le distributeur de desserrage relativement à la tuyauterie principale, de façon à produire la position représentée par la fig.2. /, le
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Pendant toutes les opérations de desserrage il se produit, à travers le canal étroit 17 de la soupape de manoeuvre principale, un écoulement continu mais très lont de l'air du cylindre de frein - ce qui peut être utilisé au besoin pour desserrer le frein très lentement sans actionner le robinet de frein du mécanicien.
La soupape de retenue 12 a pour but d'êmêcher ,en cas de fuites sur le guidage de la tige de piston 9 l'air de la tuyauterie principale de rentrer dans le cylindre de frein. Les deux canaux à étranglement 6 et 11 servent à régler ,pour les approprier l'une à l'autre, la durée de desserrage du cylindre de frein et la durée de chargement du réservoir, afin que le frein ne sépuise pas si vite.
On peut se dispenser aussi de prévoir le canal étroit 17 si l'on a soin d'autre façon que l'air s'échappe, dans la posi- tion de freinage, du tuyau 13,16 venant du distributeur de frein.
Ce résultat peut être obtenu par exemple par la disposition d'un canal 47 indiqué en pointillé sur le dessin,..faisant communiquer la cavité 36 du tiroir avec l'atmosphère dans la position de freinage, et commandé par le talon 48 du tiroir, talon également indiqué en pointillé,
Les fig.4 et 5 montrent un mode de réalisation du dispositif suivant l'invention, mode de réalisation permettant d'utiliser sans soupape de manoeuvre préalable la même soupape de desserrage que dans les fig.l à 3. A cet effet le piston 31 du distributeur de frein est relié par une tige 42 à un tiroir 41 commandant 1*'orifice 40 du tuyau 2 qui aboutit directement au distributeur de desserrage .
Lorsque les freins sont desserrés ou pendant un degrés de desserrage, le distributeur de frein occupe la position représentée par la fig.4, position dans laquelle le tiroir 41 découvre 1'oriflce 40 du tuyau 3. Pendant le freinage le dis tributeur de frein vient occuper la position représentée par la fig.5, position dans laquelle le tiroir ferme l'orifice 40 du tuyau 2 Le tiroir 41 agit donc exactement, pendant le frei- nage et le desserrage, comme la soupape de manoeuvre préalable de la construction représentée par les fig.1 à 3.
La seule dif
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férenee, c'est que' la soupape de manoeuvre préalable coupe la communication entre la tuyauterie principale et le distributeur de desserrage (fig.l) lorsque les.freins sont desserres, tandis que le tiroir 41 maintient cette communication lorsque les freins sont desserrés.
Pour le reste la construction et le fonctionnement du distributeur de desserrage sont exactement les mêmes que dans les fig.l à 3 laconstruction représentée par les fig.4 et 5 pourrait aussi 'être établie de façon à ne réaliser entre le tiroir 41 et le piston 31 qu'une liaison impérative telle que le piston 31 entraine le tiroir 41 dans son mouvement Jusque la position de freingage9fig.2) mais que pendant son mouvement de retour jusqu'à la position de desserrage, le tiroir 41 soit ramené par un ressort à la position d'ouverture.
Enfin le tuyau 2 pourrait aussi être commandé directement par le tiroir 34 du distributeur de frein Dans ce cas il faut utiliser'naturellement un distributeur de frein de construction particulière, comme le montrent les fig. 6 et 7 du dessin. Le tuyau 3 débouche en 45 sur la glace du tiroir, sur laquelle dé bouche en outre, en 46 ,un canal 43 partant de la face droite du piston 31 Pour commander ces deux ouvertures 45 et 46 pratiquées dans la glace du tiroir, on a prévu dans le tiroir 34 une cavité particulière 44 . Dans la position de desserrage, ou lorsque les freins sont, desserrés (fig.6);
les tuyaux 2 et 43 sont reliés entre eux par la cavité 44 du tiroir, et par suite la tuyauterie principale 30 est reliée à la soupape de desserrage, tandis que dans la position de freinage (fig.7) le tiroir glisse sur l'ouver- ture 46 et ferme ainsi le tuyau 2 du cote de la tuyauterie princi- pale 30 .
On peut aussi dans les constructions suivant les fig.4à 7, prévoir au besoin, dans la tuyauterie d'échappement du cylindre de frein, à un endroit quelconque, un canal étroit correspondant au canal 17 des fig.1 à 3 et assurant le desserrage.complet des freins .
Abstraction faite de la possibilité, donnée par le présent
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dispositif de desserrer les freins par degrés aussi petits qu'on veut. chacun de ces degrés pouvant être suivi d'un desserrage complet et très lent ou d'un nouveau .serrage du frein, ce qui est particulièrement très important pour le parcours des longues pentes, le dispositif suivant l'invention a encore l'avantage d'être d'un fonctionnement très sur, car il ne comm porte pas de ressorts soumis à des efforts considérables.
Dansles dispositifs décrits ci-dessus, le distributeur de frein et la soupape de desserrage sont montés en parallèle de sorte qu'une vague de compression ou de détente d'air se pro pageant dans la tuyauterie principale se répartit sur les deux soupapes et se trouve par conséquent affaiblie. Ceci dans le cas des vagues de compression d'air'est en particulier un inconvénient qui se fait sentir lorsque les vagues de compression sont très faibles. Pour que la soupape de desserrage soit assez sensible à ces faibles vagues de compression et pour permettre ainsi de desserrer les freins très progressive- ment ,en monte la soupape de desserrage et la soupape de frein en série, somme le montrent les fig.8 à 11, de façon que les vagues d'air ne pénètrent dans la soupape de freins qu'après avoir traversé la soupape de desserrage.
Le tuyau 14 ,partant de la tuyauterie -principale 30 aboutit à la chambre 13 de la soupape de manoeuvre préalable 21 chambre qui communique par un tuyau 50 avec le distribu- t eur de frein. Le tuyau 12 commandé par la soupape 21 ,part en outre de la chambre 13 et aboutit sous le piston 7 de la soupape de desserrage. La soupape 21 porte, avec interposition d'un ressort 51 une soupape 52 commandant la communication enitre la chambre 13 et le tuyau 50.
Le piston 17 ,qui est relié à 1a soupape 21 par une tige 20 coulisse par dessus une rainure 53 qui, lorsque la soupape 21 est fermée, fait communiquer les deux faces du piston entre elles, Le tuyau 15 partant de la glace du tiroir du distributeur de frein, débouche dans l'espace qui se trouve sous le piston 19.
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tandis qu'un canal 17 partant de l'espace qui se truve des sus du piston 19 aboutit au dehors .
Un canal 23 partant de l'espace qui se trouve au-dessus du piston 19 conduit en outre à l'ouverture 3, qui est commandée par la soupape 10 et qui débouche à l'extérieur L'espace qui se trouve au-dessus du piston 7 de la soupape de desserrage est en communication constante, par le tuyau 4, avec le réservoir d'air auxiliaire
39
Pour assurer un fonctionnement parfait des soupapes SI,
52, on peut prévoir dans le 'bâti un canal de dérivation 54 faisant communiquer avec la chambre 13 le canal auquel est raccordé le tuyau 50, une soupape de retenue 55 fermant l'ori-. fice de ce canal 54 en cas de surpression dans la chambre 13
Dans la position de marche représentée par la fig.8,
la même presion règne dans la tuyauterie principale 30, 'dais le réservoir d'air auxiliaire 39dans la chambre 13 et suèdes sus du piston 7 Les soupape 21 et 10 sont fermées, tandis que la Soupape 52 est ouverte. Le cylindre de frein est en communies* tion avec l'atmosphère par le tuya 38 le canel 36 du tiroir, le tuyau 15, la rainure 53 et le canal 17
Lorsqu'il s'agit de produire un degré de freinage, on diminue la pression qui règne dans la conduite principale, ce qui amène les pièces à le position représentée par la fig. 9.
En même temps le tiroir du distributeur de frein mèt le cylindre de frein en communication avec le réservoir d'air auxiliaire Jusque ce que l'équilibre de pression s'établisse, après quoi lb soupape de graduation 56 ferme la communication avec le cylindre de frein, rien n'est changé par là à la position de la suppae de manoeuvra préalable ni à celle de la soupape do desserrage. Une diminution de pression s'est produite seulement dans la chambre 13 de la soupape de manoeuvre préalable et dans l'espace qui se trouve au-dessus du piston 7 de la soupape de desserrage.
Lorsqu'il s'agit de produire un degré de desserrage après
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le serrage, on augmente la pression dans la tuyauterie prin cipale ce qui amène les pièces à la position représentée par la fig.10. L'augmentation de pression se propage par la tuyau
14dans la chambre 13 et de celle-ci par le tuyau 50 vers le distributeur de frein, qui se trouve dans la position de desserrage. Dans cette position le cylindre de frein communique, par le tiroir du distributeur de frein et par le tuyau 15 avec l'espace qui se trouve au-dessous qui monte sous l'action de la surpression,ce qui fait que la soupape 52 se ferme, et que la soupape 21 s'ouvre.
Le communication se trouve ainsi in- terropue du côté du distributeur de frein et la rainure 53 , ''ainsi que l'ouverture 17 se trouve fermée par le piston 19.
La pression de la tuyauterie principale peut maintenant entrer en jeu sous le piston 7 celui-ci monte et ouvre la soupape 10 de sorte que l'air comprimé peut sortir du cylindre de 'frein. En même temps le piston 7 a découvert la rainure 5, de sorte que l'air comprimé de la tuyauterie principale peut s'écouler dans le réservoir auxiliaire jusqu'à 1' établis sèment de l'équilibre de pression.
Dès que l'équilibre de pression s'est établi sur les deux faces du piston, 7, la surpression qui s'est produite en haut par suite de la différence entre les surfaces des deux faces du piston entre en jeu, le piston 7 redescend par conséquent, à la position représentée par la fig.ll et ferme la soupape 10
Les soupapes 21 et 52 ne phangent pas de position.
L'opération de desserrage partiel est ainsi terminée et le même jeu recom- mence lorsque la pression continue à augmenter dans la tuyauterie principale. lorsqu'on veut effectuer un degré de freinage après avoir un degré de desserrage des freins, les pièces se trouvant dans la position représentée par la fig.ll, on diminue la pression dans la tuyauterie principale, ce qui produitaussi une diminution de pression dans la chambre 13 Par suite de la surpression régnant sur la face supérieure, la soupape 52 s'ouvre et la diminution de pression se propage jusqu'au distributeur de frein, où le pis-
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ton distributeur change de position,
vient occuper la posi- tion représentée par la fig.9 et provoque une opération de freinage partiel comme celle qui a déjà été décrite à propos de la fig.9.
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Dispositif pour desserrer graduellement les freins à air comprimé à une seule chambre, munis d'une.soupape de desserrage particulière commandant l'écoulement de 1'air compris mé hors du cylindre de frein, à travers le distributeur de frein jusque dans l'atmosphère, dispositif caractérisé par le fait que la soupape de desserrage, qui d'une part se trouve continuelle- ment sous l'action de la pression régnant dans le réservoir au- xiliaire, n'est influencée en sens inverse, par la pression régnant dans la tuyauterie principale, que dans la position de desserrage du distributeur'de frein, tandis qu'elle se ferme automatiquement du côté de la tuyauterie principale pendant le freinage.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.