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FREINS A AIR COMPRIME.
On sait qu'il y a, deux types principaux de freins à air comprimé, savoir le frein dit à. une chambre dans le- quel la pression n'agit que sur un côté du piston de frein, et le frein a deux chambres dans lequel les deux côtés dà piston sont sous pression, le mouvement du frein étant pro- duit par la différence des pressions* Chacun de ces types a ses avantages et ses désavantagea bien connus et pour utiliser les avantages des deux systèmes on a déjà proposé de combiner les deux types, mais sans pou- voir éviter ainsi de prendre également leurs inconvénients.
De plus cette combinaison entraîne la nécessité d'installations mécaniques très compliquées tant sous le rapport de la timon-
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nerie qui transmettait le mouvement des pistons aux sabots de freins, que sous le rapport des appareils de commande desser- vant les types de trains combines, en a par exemple fait travailler les deux types de frein chacun séparément à sa pleine course pour chaque freinage, sans parvenir à éviter une énorme consommation d'air comprimé qui est précisément l'inconvénient principal du frein à deux chambres; en ou- tre on a fait agir les pistons sur des tiges de piston séparées et pour obtenir le synchronisme nécessaire on a été obligé de prévoir un point mort du piston.
L'objet de la présente invention est un frein à air comprimé qui réunit les avantages des freins à une chambre et des freins à deux chambres, sans en avoir les inconvénients,
L'invention comporte la réunion des deux systèmes de freins dont l'un peut être an frein à air comprimé à une chambre ou un frein électrique, tandis que l'autre est un frein à air comprimé à deux chambres, perfectionné dont le perfectionnement réside en ce que la pression sur les deux côtés du piston de frein ne se produise que lors du serrage des freins, tandis qu'autrement, la pression ne s'exerce que sur un côté du piston.
Pour plus de simplicité, il est supposé dans la description qui suit, que le premier type de frein dans cette combinaison est un frein à air comprimé à une chambre bien que, couac- il a été dit plus haut, il puisse également être un frein ou un dispositif d'autre nature.
Dans la combinaison selon cette invention, les deux freins agissent sur une seule et même tige de piston ou au- tre organe similaire et on obtient ainsi une forme considé- rablement simplifiée des dispositifs mécaniques pour la transmission du mouvement des tiges de piston sur les sabots de frein, En outre les freins agissent l'un après l'autre, ce qui fait que le système de frein à une chambre ou son é-
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qui valent, n'exécute que le travail pour l'application des sabots de frein contre les roues après quoi le frein à deux chambres perfectionné entre en jeu et effectua le freinage proprement dit.
On arriva ainsi à un principe entièrement nouveau defreins à air comprimé, selon lequel le frein à un$ chambre, qui consomme peu d'air, est utilisé pour le mouvement relativement grand d'application des sabots de frein tandis que le frein à deux chambres, peu économique au point de, vue de la consommation d'air, n'a à exécuter que la pression de freinage nécessaire.
Par suite le freina à une chambre peut avoir un cylindre de diamètre plus petit que jusqu'à présent, car il ne doit surmonter aucune résis- tance de travail, de qui rend la consommation d'air encore moindre et si au lieu d'un frein à air comprimé on emploie un équivalent par exemple un frein électrique à solénoide, laconsommation d'air est évidemment complètement supprimée.
Comme la frein à deux chambres ne doit transmettre aucun mouvement sensible à la timonnerie, et doit effectuer simple- ment la pression du frein, il ne doit avoir qu'une longueur de course très minime ce qui fait que la. consommation d'air (le, cylindrée) n'est qu'une fraction de celle nécessaire avec les freins à deux chambres utilisés jusqu'ici malgré que le cylindre ait le grand diamètre qui est nécessaire pour exer- cer cette pression.
Or donc, comme le frein à une chambre produit l'appli- cation des sabots de frein, on utilise ainsi l'avantage spé- ciel'/réalisé par ces freins, savoir l'application, rapide, et comme le frein à deux chambres ne donne que la pression des freins on bénéficie également de son avantage c-à-d. que le serrage et le desserrage des freins peuvent être con- tinuellement effectués en succession, sans épuiser l'action freinante. On supprime donc ainsi les inconvénients des deux types de freins.
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Par suite de ce que les deux freins agissent sur les mimes tiges il ne faut donc plus de marche à vide, ce qui fait que nèn seulement le dispositif transmettant le mouve- ment aux sabots de frein, mais sncore la distribution pour la service des freins combinés spécialement selon la prés - te invention, sont simplifiés en ce sens que la soupape com- pliquée pour cette distribution devient inutile et en outre que la soupape de service ou de distribution peut être con- sidérablement simplifiée.
Par le fait que le frein à une chambre ou son équivalant n'est employé que pour l'application des sabots de frein et par conséquent doit effectuer une course qui dépend toujours de l'écartement entre les sabots de frein et les roues, a- vant que le frein à deux chambres commence à fonctionner, le frein selon la présente invention rend inutile les dis- positifs de rattrapage de jeu qui ont pour but de maintenir constant l'espace de jeu adopté, car pour le bon fonctionne- ment dé ce frein il n'y a plus besoin d'un jeu constant, quoique si on fait usage d'un frein à une chambre, on puis- se réaliser une économie d'air encore plus grande en mainte- nant un jeu constant.
Toutefois, cette question n'est que d'importance secondaire car la consommation d'air est déjà très minime et est même entièrement nulle si, comme il a été dit plus haut, on emploie au lieu du frein à une chambre, un autre appareil n'utilisant pas un agent de compression,
L'invention est représentée schématiquement aux des- sins annexés: Fig.l donne un schéma du système complet de frein;
Fig.2 montre un$ coupe de la soupape de service; Fig.3 montre une modification d'un détail de Fig.1
Fig.4 montre une variante du schéma selon la Fig.l;
Fige. 5 à 7 représentent un tiroir rotatif en diverses positions.
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Fig.1 représente une combinaison de deux freins selon l'invention, l'un des freins étant un frein a air comprimé à une chambre, et l'autre un frein à deux chambres perfectionné.
Le perfectionnement ou la transformation de ce frein réside en ce que la chambre d'un côté du piston est mise en commu- nication avec l'air extérieur lorsque le frein est ouvert, comme il sera décrit plus loin. Dans le dessinsieé, 1 désigner la conduite principale qui est raccordée au réservoir auxi- liaire d'air 3 par la conduite 5, la soupape de service é- tant désignée dans son ensemble par 2 et la conduite par 4.
Le cylindre du frein à air comprimé à une chambre est désigné par 6 et le piston qui s'y meut par 7, La tige de piston 8 commune aux deux freins est fixée au piston 7 et se prolonge du cylindre 6 dans le cylindre 9 qu frein à deux chambres à travers le piston 10 duquel passe librement la tige S, qui peut cependant être accouplée avec lui dans un sens,' comme il sera décrit plus loin. le piston 7 est sous l'influence d'un ressort de rappel en traction il et sur le piston 10 a-' git un ressort similaire 12. Toutefois ce dernier ressort n'est guère nécessaire pour le fonctionnement du dispositif et sert surtout à maintenir une position déterminée du pis- ton lorsque le frein est desserré.
La piston 7 n'a pas be- soin de bourrage à une extrémité (celle d'arrière) et par conséquent sa tige peut passer librement en cet endroit à travers un trou central. Par conséquent le cylindre 9 du frein à deux chambres doit être muni de bourrages dans les deux culasses. Ces bourrages consistent en des pistons de bourrage 13 qui sont fixés de même que le piston de frein 10 sur un tube central 14 dans lequel glisse librement la. tige de piston à laquelle il sert de guide.
L'une desextrémités du cylindre 6 est reliée par uns conduits tubulaire 15 à la soupape de service 2, et de plus à une- certaine distance de la culasse, par une conduite
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16 avec la chambre sur un côté du piston 10 dans le cylindre du frein à deux chambres, tandis que la chambre de l'autre côté de ce même, piston communique par une conduite 17 avec la conduite principale 1. La position des pièces dans la Fig.l correspond aux freins desserrés.
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Pour établir uns liaison mécanique -Mitre 1 piston 10 de la chambre à deux freins et la tige de piston commune 8 lorsque le piston se meut dans un sens, c-à-d. à la position
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de freinage (vers la gauche dans la 'ig.l), en peut faire usage de n'importe quel mécanisme d'antrainm0nt agissant d'un sau.1 côté.
La Fig.l montre un mécanisme de ce genre con- sistant en deseviers coudés 18 reliés au tube 14-et qui agissent sur uns paire de mâchoires de serrage 19 embrassant
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la tige de piston, tandis qu'une paire de ressort de réglage 20 servent à régler la pression.des mâchoires sur la tige de piston au point voulu pour obtenir une liaison fixe entre le piston 10 et la tige 8 sans empêcher toutefois le glisse-
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ment de ce dispositif. d'entrainement,." La Fiv.3 montre une autre forme d'exécution du disposi- tif de serrage, les parties correspondantes étant désignées par le même chiffre de renvoi.
Dans ce cas, le tube 14 est relié par des tiges 21 à une douille conique 22 qui embrasse des mâchoires d& serrage coniques 23, lesquelles à leur tour attaquent la tige de piston 8; ici également, il est prévu
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des ressorts de réglage 20. De nombreuses autres formes d'exé- cuti-on peuvent également être employées, et l'invention n'est donc pas limitée à celle décrites.
La chose principale est qu'entre le piston 10 et la
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tige commune 8 soit prévu un dispositif d'entraineme-nt agis- sant dsns un seul sens, et n'empêchant pas la retour de- la tige der-'s le sens opposé lorsque cesse 'cette action d'ntrai- nmnt, et qui ne commence à fonctionner que lorsque le pis- ton 10 commence à se mouvoir dans cette première direction tandis qu'il rest inactif lors du retour du piston dans l'au
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tre sens
La. tige- du piston Peut également être construite se- lon la forai* des surfaces d'attaque des mâchoires de serrage;
elle peut donc être dentée, cannelée, filetée ou de toute autre- forme-, afin que les mâchoires aient une bonne prise sur la tige et que les pièces ne puissent pas glisser l'une sur l'autre.
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Le. soupape de service 2 (Fig..1) peut Être d'une cons- truction trs simple, qt la Fis.2 en montre une bien appro- priée.. La boite 52 de le. soupppe contient une soupape à tiroir 53 dont le déplacement est provoqué par le. piston 24 et divise la boite en deux chambres dont l'une, (celle
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du dessous) est ex, communication a.ve-0 la conduit? principal 1 par une tubulure 25 et par la conduite 5 susmentionnée.
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L'autre chambre (celle de dessus) qui contient également la
Soupape à tiroir 52 est en communication par une tubulure 26 et la conduite 4 susmentionnée, avec le réservoir d'air
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aUxi1i::'lrr 3.
Lorsque la soupppe est à la position ouverture des freins, les deux chambres communiquent temporairement pntr<" (-1108 par un!?- rainure d'alimentation 27 qui forme en la maniera connue, un Canal de passage autour du piston 24 La
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soupppp a tiroir 53 possède un canal 28 destiné à mettre 6/c-ïiB une da ss positions (lorsque les freins sont ouverts) une- tubulure 26 reliée par la. conduite 15 avec le cylindre
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dr frein 6 en communication avec l'air libre et, dans son au- tre position, à farmet cette communication pour mettre en communication par l'intérieur de la boite de la soupape, les .. deux tubulures 26 et 29, c-à-d.. le cylindre du frin à une
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oh8IDbr 0t 1r réservoir d'air auxiliaire.
Le tiroir'53 est commande par 1G\ piston 24-, P8r 'lntf\rméd.iaire des ressorts 31 et come on le voit au dessin, il est ménagé au-dessus un :tmtn've11e libre entre l'extrémité supérieure du ressort su-
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priur t sa face d'sppui 32 ur la tige du piston, Cet
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espace correspond à un déplacement du piston seul (c-à-d. sans entraînement sur les ressorts, qui suffit pour fermer la ca- nal de passage 27.
Afin que le tiroir puisse être bloqué dans certaines positions déterminées, il se trouve sous l'influen- ce d'une bille d'arrêt 33 ou autre organe similaire prenant dans un évidement correspondant du corps de la soupape ; il faut remarquer à ce sujet que l'évidement pour la position correspondant au± frein serré est plus profonde que celle pour la position correspondant au frein ouvert ce qui fsit que le bloquage est plus énergique, dans la première denses positions.
Ceci permet que la différence de pression nécessaire pour le serrage des freins ne doit pas être aussi forte que pour 15 desserrage; on a ainsi la pleins certitude qui?- le frein à deux chambres se trouve dans la position "freins ouverts" avant que If frein à une chambre ne commence son mouvement pour re- tirer les sabots de freins des roues.
La soupape de service décrite ci-dessus provoque une brusque augmentation de pression dans le cylindre du frein a une cnambre- et par conséquent une application brusque des freins, ce qui est exact en principe dans ce cas. En outre grâce à son système de bloquage, la. soupape est pratiquement insensible aux ondes d'air, qui se produisent généralement lorsque le mécanicien actionner son robinet. Pour ce motif il est évident que le robinet du mécanicien peut également r être simplifié puisque c'est exclusivement pour éviter des ondes d'air qu'il présente une contraction si compliquée.
On. sait que lors de l'application des freins le. robinet du mécanicien raccordé à. la conduite principale est ouvert et qu'aussitôt que la différence entre la pression dans le réservoir d'air auxiliaire 3 et dans la conduite principale gassez
1 est devenue/grande pour vaincre le bloquage d la soupape de service dans sa position montrée à la Fig.2 le tiroir
53 se déplace brusquement ce qui établit la pleine communi- cation entre le réservoir d'air auxiliaire et le cylindre 6
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du frein à une chambre.
Par suite ce dernier est mis en fonc- tion et les sabots de freins sont appliquas brusquement.Si la pression dans le, conduite principale était maintenue en ce moment à la force qu'elle avait lorsque la soupape de ser- , vice a été commandée, le freinage produit ne dépendrait que de la pression que peut exercer le frein à une chambre seul.-
Mais en même temps que le piston 7 du frein à une cham- bre a été déplacé vrs l'avant, la conduite 16 aboutissant à la chambre sur un côté du piston du frein à deux pistons, a été ouverte, c-a-d. mise en communication avec la chambre de compression 6 du cylindre.
La pression dans la conduite - principale 1 et par conséquent dans la chambre de l'autre côté du piston du frein à deux chambres, est encore plus é- levée que dans le cylindre du frein à uns chambra, ce qui fait que le frein à deux chambres reste provisoirement encore inac- tif.Mais si, en continuant à ouvrir le robinet du mécanicien on provoque- une nouvelle chute de pression dans la conduite principale 1, de façon que la pression qui y règne descende en dessous de celle transmise par le réservoir d'air auxiliai- re à travers le frein à une chambre et la conduite 16 dans le frein à deux chambres, le piston du frein à deux chambres com- mence à se déplacer vers la position de freinage, en vertu de la différence de pression existante.
'Par ce mouvement, les dispositifs d'entrainement fixés sur le piston du frein à deux chambras, attaquent la tige de piston 8, qui par suite, est également actionnée par le frein à deux chambres - ces freins 20 ont alors pour but de retenir le dispositif d'en- trainement jusqu'à ce que les mâchoires de serrage 19, 23 aient reçu suffisamment de pression pour prendre fortement la tige de piston. Lorsque cette pression est atteinte, tout le dispositif d'entrainement peut suivre la tige de piston dans le mouvement de freinage, en bandant les ressorts.
Aussitôt que le frein à deux chambres a été mis en fonc-
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tion'dé la manière susdécriter la pression des sabots de freins contre les roues, augmente en raison directe de la diminution de pression dans la conduite principale. Mais lorsque la pres- sion dans la confite principale a diminué, la force de. frai- nage diminue n conséquence et la forme de freinage peut ain- si être réglée entièrement selon les besoins, et sans intsr- ruption, sans qu'il se produise d'épuisement.
Pour desserrer les freins, il faut augmenter la pres- sion dans la conduite principale, et de ce fait, la force de freinage du frein à deux chambres diminue graduellement.
Lorsque les pressions sur les deux côtés du piston 10 sont à peu près égales, le piston est ramené à sa position Initiale .par le ressort de rappel 12 ce qui retire le dispositif d'en- trainement hors de prise de la tige de piston 8, Mais le pis- ton 10 aurait été néanmoins ramené à sa position initiale même sans ressort de rappel, lors de l'augmentation d près- sion dans la conduite principale, au point qu'elle dépasser celle transmise par le frein à un? chambre, avant que. les freins soient entièrement desserrés.
Lorsqu'ensuite la pression dans la conduite principale se rapproche de la valeur qu'elle doit avoir avec les freins desserrés, la soupape de service est de nouveau renversée et la communication est coupée entre le réservoir d'air auxiliai- re et le frein à une chambre dont le cylindre est en même temps mis en communication avec l'air extérieur. Par ce fait, les sabots de frein sont écartés des roues et le réservoir d'air auxiliaire est en même temps rempli par la conduite principale jusqu'à ce que la pression soit identique dans les deux. Le frein à une chambre peut avoir une grandeur telle qu'il donne une force de freinage suffisante pour un wagon vide tandis que le système complet de freinage agit en la façon décrite ci-dessus pour un wagon chargé.
A cette fin il est intercalé dans la conduite 16 reliant le frein à une chambre avec le frein à deux chambres, un robinet à
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trois voies 34 (Fig.1) dont un canal est en communication avec l'air libre. Quand le wagon est vide on règle ce robinet de manière à interrompre la communication entre les cylindres de frein 6 et 9 et à mettre en même temps en communication le cylindre 9 du frein à deux chambres avec l'air libre pour é- vacuer l'air comprimé qui pourrait avoir passé pa,r le piston
10, et dans ces conditions, le frein à une chambre n fonc- tionne que lorsque la pression diminue dans la conduite principale* Un robinet a trois voies identique 35 est inter- calé ders la conduite 15 entre la soupape de service et le frein à une chambre (Fig.1)
et lorsque le frein une cham- bre doit agir seul on tourne ce robinet de façon a diminuer sa section de passage c-à-d. de façon que le robinet agisse comm organe de réduction pour obtenir une application douce dessabots de freins
Les robinets 34 et 35 peuvent être accouplés mécanique- ment entre eux de façon que le mouvement d'un robinet soit commande par celui de l'autre et simultanément avec lui; pour obtenir le desserrage des freins de wagons chargés sans devoir desserrer les freins des autres wagons d'un train, le robinet à trois voies 35 est muni d'un canal cou- lissant à l'air libre.
Pour obtenir de desserrage des freins il est seulement nécessaire d'amener le robinet 34 à la position correspondant à celle pour wagons non chargés (interruption de la. communication entre les cylindres de freins et établissement de la communication entre le frein à deux chambres et l'air libre) en mime temps qu'on actionne le robinet 35 de façon à interrompre la communication avec la soupape de service 2 et a établir la communication entre le frein à 2 chambres et l'air libre.
Le ressort de rappel 12 joue alors son rôle en repoussant le piston du frein à deux chambres pour le ramener à une position déterminée de - départ pour le freinage ultérieur.-
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La conduite de communication 16 entre les cylindres de freins ne doit pas nécessairement être un tube spécial; elle peut consister en un canal ménagé dans le corps du cylindre.
La section de ce canal doit être telle que les sabots de freins soient déjà appliqués par le frein à une chambre avant que le frein à deux chambres entre en fonction, et ce- ci est nécessaire surtout pour le freinage rapide. Ainsi qu'- il ressort du dessin, cette conduite de communication ou canal
16 débouche dans le cylindre du frein à une chambre en un endroit qui communique à l'air libre lorsque les freins sont desserrés et permet ainsi l'évacuation de l'air sous pression qui aurait pu pénétrer par le piston 10; par conséquent, le piston 7 du frein à une chambre doit avoir accompli un? cer- taine partie de sa course en retour avant qu la pression puis- se être transmise au frein à deux chambres par la conduite ou le canal 16.
Comme il a été dit plus haut, le frain à uns chambre peut être remplacé par un équivalent, le plus pratique con- sistant en un appareil électrique, par exemple- un solénolde qui attaque la, tige de piston formant le noyau de fer qui glisse dans ce soléolde. L'application des sabots de freins s'effectue alors aussi brusquement que lorsqu'on emploie un frein à air comprimé à une chambre et le fonctionnement reste identique dans les grandes lignes.
Dans cette construction on peut supposer que le noyau de fer, lorsque les freins sont desserrés, est maintenu attiré par le solénoêde excité par le courant, et que les sabots sont appliqués sur les roues par la force d'un ressort lorsque le courant est in- terrompu. Le frein à deux chambres peut alors être raccordé par la conduite 16, par l'intermédiaire du robinet 34, soit avec la. soupape de service 2 soit directement avec le- réser- voir d'air auxiliaire 3. L'application des freins peut être réalisée par exemple par l'action du robinet du mécanicien,
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le robinet contenant le solénoide étant d'abord interrompu,' avant qu'il puisse être établi une diminution de pression dans la conduite principale.
La soupape de service 2 peut également être munie d'un interrupteur de courant qui coupe le circuit lors d'une diminution de pression dans la, conduite principal et rétablit au contraire- ce circuit après que le frein à deux chambres à repris la position qui correspond au
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desserrage- des freins et que la. pression sast rapprochée de celle;
qui doit être maintenue avec les freins desserrés* Il est important à cette fin que la, soupape à tiroir de la sou- pape de service modifiée pour cet usage, puisse- être rapide- ment renversée ,
Lorsque la pression dans la, conduite principale a diminué, la soupape de service 2 se renverse en la manière
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susdécrit:3, tandis que l'interrupteur coupe 1A circuit et qu 1?' noyau dE'- f0r, qui constitue en m8me temps la tige de piston pour le frein â deux chambras comme précédemment, a,p- plique les sabots de freins.
Lors de C0. mouvement du noyau' de fer, le- robinet 34 ou un autre genre de soupape peut être commande par des moyens mécaniques pour couper la com-
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muni cation du frein à deux chambras avec l'air libre et ês= Jl raccorder le frein avec la. soupape de service 2 ou directe- , ment avec le réservoir d'air auxiliaire ± 3 après quoi le
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freinage- est opéré par le frein à deux chambres, en la IIM ' manière ci-dessus décrits, Dans certains cas il peut être inutile d'établir la communication pax le robinet 34 ou par une autre soupppe avec l'air libre, pour chaque desserrage des freins, parer, que le piston du frein à daux chambres est rappelé par le ressort de rappel,
chaque fois que les
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pressions le- p@rm9tt'nt.
Lors du deSSf;:rrag<i'!des freins la soupape de service est à nouveau renversée après que 1$) fretin â deux chambres bzz Il
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repris le position correspondait au4 desserrage des freins,
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ce qui fait que le dispositif électrique retourne à la posi- tion de desserrage des freins en renversant le robinet 34 ou
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le dispositif à soupape.
gaturellemcfnt il peut être employé pour le frein à une chambre d'autres équivalents que ceux mentionnés ci-dessus, la, chose principale étant que le dis- positif employé permette une application brusqué des sabots de frein et que le mouvement nécessaire pour cette application
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fasse fonctionner le frein à deux chambres perfectionne décrit précédemment, de telle façon que son action se produise presqu'en msm? temps que cesse le mouvement d'application pour produire le serrage des freins.
Lorsque le dispositif pour l'application des sabots de frein est construit comme frein, par exemple en laforme du frein à une chambre décrit ci-dessus, il peut être- calcu- lé de manière à suffire pour le serrage des wagons vides* Si au contraire ce dispositif n'est destiné qu'à produire l'a.p- plication des freins sans force de freinage proprement dite,
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on pc-ut néanmoins obtenir une force de freinage maximum pour un wagon vide ou pour un wagon plein en disposant deux freins à deux chambres sur un même corps tubulaire central. les deux
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freins peuvent alors rftr construits avec des cylinr-rs de diamètre différent, les diamètres dép;ldent d2 la force de freinage maximum que l'on veut obtenir dans -chaque cas..
Par suite de ce qu'il ne faut alors encore qu'un unique dis-
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positif d'entrainsm.nt, l'installation générale du frein n'a pas besoin d'être plus compliquée. Mais si on juge que ce-t té- complication est insignifiante, on psut naturellement munir chaque frein de son propre dispositif d: ntr ai.nYmut. Les conduites vers lue canalisation principale st vers le réser- voir d'air auxiliaire sont ouvertes ou fermées par le moyen de deux robinets à trois voles. Lorsque le piston de l'un
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des freins n'a pas besoin d fonctionner, on rè6l les deux
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robinets de fa.gon qu'ils communiquent avec l'air libre.
De cette fagon on peut évidemment disposer autant de pistons
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de freins à deux cambres qu'on le désira sur le mme corps tubulaire, coopérant tous avec un unique dispositif d'entrai- nsmpnt. Par 1 fait que les cylindres dp freins ont des dia- mètres différents on psut graduer la, force de freinagemaximum dans de larges limites, ce qui est un avantage par exemple pour les locomotives qui roulent à des vitesses maxima très différentes ou pour les wagons dont la charge maximum, aussi bien que la vitesse maximum, sont très variables.
Il est é- vident que plusieurs freins à deux chambres de ce, genre,
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dispositif c'entraînement commun, peuvent ég&lemsnt "-tr<s employés avec un dispositif pour l'application des sabots de
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freins, par exemple avec le frein à uns- chambra ci-dsssus décrite.
Il et possible ainsi, grâce à la disposition susdé-
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cr1t0 dÇ. plusieurs freins à deux chambres disposés sur un corps tubulaire commun et n'ayant qu'un dispositif d'entrair ns-mint commun, d'obtenir une. grande surface totale des pistons tout en conservant aux divers cylindres un diamètre relative- ment minime- Par suite qu'en outre chacun des cylindres de freins à deux chambras est raccordé avec la conduite princi-
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pale 6t fj,Vr;.c la conduite de compression venant du dispositif d'application S: freins il est possible de mettre en batterie ou hors batterie, au moyen de robinets spéciaux, le nombre
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désiré de. cylindres. On. peut ainsi, commit il a déjà été dit, modifier dans de larges limites la force de freinage maximum.
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Il y z li'su d'attirer tout spécialement l'attention ici sur ce que cett possibilité de moflifier la, force de freinage ma- ximum est obtenue sans augmenter ou diminuer en a.ucune façon les avantages du système de frein selon la présente inventinn, et qu'en outre cette possibilité est réalisée sans rendre le
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système, de frein plus compliqué ou sans augmenter st;nsiblament les frais de construction.
Il y a lieu de remarquer en outre
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que, pour autant que le demandeur le sache, il n'existe au- cun autre système de freins continus pour trains pouvant dernier plus de deux forces de freinage maximum différentes
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(généralement unr ilorce- de freinage pour wagons vides et un? autre pour wagons chargés) et qu'il np 5r.it possible de construire les anciens systèmes pour leur f:.ire donner plus de deux sortes de freinage, que moyennant des installations très compliquées et très coûteuses.
La preuve qu'un système de frein construit pour donner
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une force de freinage maximum pour wagons vides ?:t un autr± pour wagons complètement charges, ne peut pas être considéré
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comme suivantes pour las longs trains de marchandises, ras- sort de ce que le freinage absolu d'un wagon (c-a-d. la fric- tion des sabots de freins contre les rours exprimée en pour- centage de la pression des roues sur les rails) est d'environ g0 jâ lorsque le wagon est vide et d'environ 55 s: u1=m: nt lors- qu'il est chargé.
Il est donc évident que cette différence très importante du rendement des freins agit très différemment sur les wagons vides et sur les wagons entièrement chargés, et qu'il doit en résulter immanquablement des chocs violents et des sollicitations en traction des attelages qui, dans beaucoup de cas, produisent des ruptures d'attelages.
C'est pourquoi si on pouvait régler les forces maxima
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de freinage dans les trains à marenandisas, pour les wagons vides, les wagons à demi-chargés et les wagons complètement chargés, le rendement des freins dans tout le train et aussi l'effet de freinage serraient plus réguliers et on évite-
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tapit ces regrettables chocs et sollicitations en traction.
Le système de frein selon la présente invention peut très facilement être établi pour produire des forces de frainage différentes et pour cette raison, il convient particu- lièrement pour les freins de trains à marchandises. La forme d'exécution représentée en Fig.4- convient spécialement pour modifier la force de freinage selon qu'elle est employés pour
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les wagons vides, les wagons demi charges ou les wagons corn-' '#' plët'?m-nt chargés.
Lo dispositif pour l'application d?s sa,bots de frin consiste dans ce cas en un frein à une chambre de 1 'espèce décrite précédemment. Dans la position des diverses .
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parties qui est représentée en Fig.4, le système de frein est. réglé pour un wagon complètement chargé les freins étant desserrés.
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Si ce m9m système de frein devait être employé pour des wagons a demi-chargés, 10 cylindre 9a, serait mis hors de Tr/j bs.ttori's par l'interruption de sa. cC1hmunic.t10n avec la con-, duit principale 1 (par les tuyaux 17,17) et avec les condui-- tes 16a-16 venant du dispositif d'application des sabots. Il n: suffit toutefois pas, comme il est indiqué plus haut, de
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fermer sr:u17In' nt la conduit.? menant pu cylindre 9a, car il :font vaincre la differ?-nc- de- pression qui pourrait régner d.N1B 1 cylindre, c-â-d. sur les deux cet,s du piston 10a, Pour cFttw: raia9n, 1!?JE' tuyaux 17a, et 16a., doivent être rac- cordés soit 'ntr(\ ,':1UX soit à l'air libre d façon que les pressions sur l'as deux côtés du piston 10a, soient égales.
JiJi1tr::::' ('{'!oS d(êoUX moyens d'équilibrer les pressions, le premier, c-a:U-dw ' la communication avec l'air librr, est préférable et a Cftt"1 fin on frm? lrys tuyaux 16s-l6 et 17a-17 de préférence par des robinets à trois voies, gr-aoe auxquels 108 tuyaux sont raccordés â l'air libre aussitôt qu'on interrompt 1-sur communication f,ntr,-2 lux.
En la m?ma manière qu l'on met hors batterie 1' cylin- dre 9a, lors de l'emploi du système de frein pour des wagons
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à dmi-chargés, on p-ut également mettre hors batterie le cylindre 9b, lorsque la système de frein doit être appliqué à ces wagons vides.
Pour permettre le desserrage des freins d'un seul wa-
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gon sans nécessiter un? augmentation d.. . la, pression dons la
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conduite principal'?, 1-s tuyaux 16 t 160, et i7-17c, doivent
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pouvoir être fermés par des robinets à trois voies. Lorsque ces robinets à trois voies sont réglés de façon que les com- munications entre les tubes 16c-16 et entre 170-17 soient couples et que les tubes 17c et 16c, soint raccordés à l'air libre, le cylindre 9c est mis hors batterie.
Si l'on doit desserrer les freins par exemple d'un wa- gon entièrememt chargé, il est nécessaire de mettre hors bat- terie les cylindres 9a-9b-9c. ce qui fait que les freins à deux chambres sont repoussés à leur position initiale par les ressorts 12. Mais il reste encore à ramener le piston d'application 7 à sa position initiale, ce qui peut âtre réa- liser en la maniera décrite précédemment au sujet de la Fig.l, c-à-d. par l'intermédiaire d'un robinet à trois voies dans la conduite 15, qui interrompt la communication avec le réservoir d'air auxiliaire et met en communication avec l'air libre, la chambra de compression du cylindre 6.
Dans la forme d'exécution représentée schématique ment en Fig., avec des conduites et des canaux pour établir et fermer les communications entre le cylindre compresseur d'air et la conduite principale et le réservoir d'air auxiliaire (à travers le dispositif d'application de frein) il faudrait sept robinets à trois voies. Pour amener tous ces robinets à la position voulue, il faudrait naturellement perdre du tempes.
On pourrait il est vrai les munir d'un dispositif de commande commun pour permettre de les actionner par un levier unique; toutefois, cette disposition n'est pas rcom- mandable à cause du prix des nombreux robinate,
Supprimer cet inconvénient et remplacer les robinets à trois voies par une soupaps unique, est évidemment la solu- tion idéale du problème ici posé et celle qui concorde avec la construction simple du système de fr&ins selon la pré- sente invention.
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F.g4 montre sChéma.tiqu0m0nt un dispositif de soupape répondant à ce butb Le dispositif de soupape 36 consiste en un disque circulaire plat dans lequel débouchent les tuyaux
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16-16ve-16b-16c et l7-l7a-l7b-l7c. La surface de ce disque est r9COUV(rt0 par un tiroir rotatif présentant des lumières 37 et 38 par lesquelles, comme on le voit par exemple en Pig*4j à .e. position correspondant à un wagon entièrement chargée le tube 16 esterais en communication avec les tubes 16a.16'b-26o et le tube 17, avec les,tubes 17a-17n-17a.
La, position de le, soupape 36 représentée en Fig.5 correspond à un wagon demi chargé. Comme il a été expliqué
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plus haut, dans cette position le1tube 16a ne doit pas cormu- niquer avec le- tube 16 ni le tube 17a avec le tube 17, mais les dsux tubes 16a et 17a doivent être1 en communication avec l'air libre. Ce résultat est obtenu par une rotation de la, soupape Par suite de ce que leslumières 37 et 38 ne se trou- vent plus devant l'embouchure des tubes 16a et 17a, tandis que deux autres lumières 39 et 40 ont été amenées devant les embouchures des tubes 16a. et 17a.
Les lumières 39 et 40 communiquent avc l'air libre par l'intermédiaire d'un canal 41; on put ainsi, par une rotation partielle de la soupape 36, mettre le cylindre 9a hors batterie.
On peut de la même manière mettre hors batterie le cylindre 9b lorsque 1$ freins doivent a,gir sur des wagons vi-
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des. C2tt" position de la soupape est représentée en Fig.6 Quand les freins d'un wagon isolé doivent être desserrés sens mgm,=,nt'r la pression dans la conduite principale, il faut n outre mettre hors batterie le cylindre 9c et ensuite diminuer la pression dans la chambre de travail du cylindre 6
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0-à-d. la, pression dans le réservoir d'air auxiliaire au point que la soupape de service 2 soit renversée pour prendre la position correspondant à l'ouverture des freins. Toutes ces conditions sont remplies en amenant la soupape 36 à la posi-
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tion montrée en Fig.7.
Il y a lieu de remarquer que dans cet- te position de la soupape 36 la lumière d'évacuation 40 n'arrri- ve Pas jusqu'à l'embouchure du tube 17. Ceci permet, en tour- nant la soupape 36 dans la position montrée en Fig.7, de desserrer les freins d'un seul wagon reliés à la conduite principale sous pression, sans changer cette pression. Le ti- roir rotatif de la soupape 36 devra être muni d'un ressort tendant à ramener le tiroir rotatif de la position montrée en Fig.7 dans celle représentée en Fig.6 de manière que le levier de commande, lorsque le frein est complètement desser- ré, revienne spontanément à la position correspondant au wagon vide.
La rotation de cette soupape 36 doit naturellement pou- voir être produite des deux côtés du wagon et pour chacune des trois positions du levier de commande correspondant au wagon vide, au wagon à demi-chargé ou aut wagon complètement chargé, il doit être prévu un organe d'arrêt pour que le ti- roir rotatif ne puisse pas revenir spontanément d'une position à l'autre.
Lorsque la pression dans-la conduite principale, avec les freins desserrés, comporte par exemple 2,5 atm. dans un système de frein selon la présente invention, on peut obtenir la force maximum de freinage, de préférence par évacuation complets de l'air comprimé de la conduite principale. Mais il est également possible d'accoupler un wagon muni du système de frein selon l'invention, avec des wagons munis d'autres freins à air comprimé, par exemple de freins exigeant uns pression de 5 atm. dans la conduite principale lorsque les freins sont entièrement desserrés et environ 2,5 à 3 atm. pour donner la force de freinage maximum.
Dans ce cas la pression dans la chambre de droite du frein à deux chambres selon l'invention ne peut pas descendre en-dessous de 2,5 atm. la force de freinage maximum à 5 atm. de pression dans la condui- te principale restant alors la même que lorsque il y a 2,5 atm
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de pression dans la. conduite principale ou simplement la pression atmosphérique dans la chambre de droite du frein à deux chambras. Ce résultat est obtenu en intercalant une sou- pape de retenue dans la conduite 17, c-a-d. une soupape qui ne laisse passer des conduites 17a-17b et 170 que suffisam- ment d'air pour que la pression ne descende pas en dessous de
2,5 atm..
mais qui permette l'introduction d'air en la ma- nière habituelle, de la conduite 17 dans les conduites 17a-17b- et 17c De cette façon on obtient la force de freinage maximum dans 1 système de freins selon la présente invention, en ratant temps que l'on obtient la même force de freinage dans les systèmes de freins des autres wagons.
La soupape de retenue susmentionnée peut naturellement être muni:= d'une conduite de dérivation (by-pass) permettant de-, la mettra- hors batterie lorsque tous les wagons d'un train sont munis exclusivement de systèmes de freins selon la pré- sante invention. Dans ce cas on peut de nouveau utiliser la pression plus basse dans la conduite principale, ce qui est naturellement beaucoup préférable pour diverses, raisons.
Il est évident en outre que la, soupape de retenu peut être construite pour établir des pressions différentes dans - la chambre de droite des freins à deux chambres. Le régla- ge de la. soupape ainsi que sa mise hors batterie pour l'u- tilisation de la conduite de dérivation peuvent être réalisés au moyen d'une manette que l'on peut amener en diverses posi- tions et qui peut être munide dispositifs d'arrêt ainsi que de marquas indiquant les noms des divers systèmes de freins dont on doit tenir compte.
Grâce à la présente invention, on peut bénéficier de tous les avantages aussi bien des freins à une chambre que des freins à deux chambres, savoir la course minime de frei- nage et la consommation minime d'air du frein à une chambre, en même temps que la propriété des freins à deux chambres de
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pouvoir, sans s'épuiser, serrer et desserrer les freins.
Mais en marne temps elle évite complètement les inconvénients des deux typas de freins, car la consommation d'air du frein à deux chambres est réduite au minimum et sa combinaison avec le frein à une chambre ou son équivalent est réalisée en--une manière telle que le montage du système de frein est consi- dérablement simplifié tant sous le rapport des organes de transmission des mouvements entre la tige de piston commune et les sabots de fireins que sous le rapport des appareils nécessaires pour le service.
Pour les chemins de- fer élec- triques dans lesquels il est fait usage de freins à air com- primé on peut, comme il a été dit précédemment, remplacer d'une manière très simple le frein à une chambre par un dis- positif électrique ce qui réduit la dépense d'air comprimé au point de la rendre insensible et permet par conséquent d'em- ployer des compresseurs, des réservoirs d'air auxiliaires, etc., beaucoup plus petits, ce qui présents- évidemment un grand avantage pour les chemins de fer électriques.
REVENDICATIONS. o 0 0
1) - Installation de freinage avec frein à air comprimé a deux chambres, canalisation principale et réservoir d'air auxiliaire, dont la caractéristique est que le frein à deux chambres, dont l'une dite chambre de service est raccordée avec la canalisation principale, est combiné avec un frein à air comprimé à une chambre, un frein à solénoide ou un au- tre dispositif similaire à action rapide pour produire la première application des sabots de freins lors du freinage, et ast disposé de telle façon que son autre chambre dits cham- bre de travail est mise par une commande actionnée par ce mou-
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v5,mplit d'application, en communication avec le réservoir d'air auxiliaire et exerce alors la,
pression de freinage proprement dit'?. et principale sur les sabots de frein totalement ou par-
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tiellement appliques.
2)- Une installation de freinage selon la revendication 1 dont la caractéristique est que la chambre de travail du frein à deux chambres qui est mise en communication avec le réser- voir d'air auxiliaire lors du freinage est dirigée vers le frein
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un,: chambre ou autre similaire disposé dans son prolongement' axial.
3) - Une installation de freinage selon les revendica- tions 1 et 2, dont la caractéristique est que la tige de pis-
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ton ou autre organe correspondant du frein à une chambre ou autre frein équivalant s'étend a;x:1a.l":'J1lmt a travers le frein à deux chambre1. et' que le piston de ce dernier frein est cons- truit d'*"1 telle façon que lors de son mouvement dE'! freinage il entrain? temporairement la tige de piston ou autre organe si-/ /
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milairo qui constitue l'organe de liaison commun à laf01's ntr 1: frein . a une chambre ou autrc frein similaire et le . frein à d'-ux chambres, et les sabots de frein;
4)- Une installation de freinage selon les revendications 1 à 3, dont la caractéristique est que la chambre de travail du frein à deux chambres est en communication avec le cylindre 6 du frein à une chambre raccordé au réservoir d'air auxi- liaire par l'intermédiaire d'une soupape de service 2 branchée
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sur la. c2na.lisa.tion principale 1, par l'intermédiaire d'une conduit** tubulaire ou d'un canal 16.
5)- une installation de freinage selon les revendications 1 à 4., dont la caractéristique est que la communication 17 entre- la canalisation principale et la. chambra de service du frein à deux chambres est toujours ouverte et que la com- munication 16 entre le frein à une chambre etla chambre de fil travail du cylindre de frein est raccordée en un point du cy-
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lindre 6 du frein à une chambre, de telle fagon que la pres- sion amenée au frein à une chambre n'est transmise à la cham- bre de travail du frein à deux chancres, qu'après que le frein à une- chambre a effectué au moins la majeure partie de son mouvement d'application des sabots.
6) - Une installation de freins selon les revendications 11
1 à 5, dont la caractéristique est que la dite communication
16 avec le cylindre .du frein à une chambre est raccordé n un point qui est généralement en communication avec l'air libre lorsque les freins sont desserrés.
7) - Une installation de frein selon les revendications
1 à 3, dans laquelle le frein produisant l'application des sabots consiste en un dispositif électrique, dont la carac- téristique est que la chambre de travail du frein a deux chambres est raccordée à une soupape de surface reliant le réservoir d'air auxiliaire avec la conduite principale et qui est conçue de telle façon'que, lors de son renversement, elle actionne un interrupteur interposé dans le circuit du dis- positif électrique pour ouvrir ou ferme! ce circuit et qu'un organe à soupape disposé dans la communication 16 entre la chambre de travail du frein à deux chambres et la soupape de service est actionné par le dispositif électrique et ouvre la communication entre le frein à deux chambres et la soupape de service,
lorsque le dispositif électrique a effectué au moins la majeure partie de son mouvement d'application des sabots. g)- Une.installation de freins selon les revendications 1 à 7, dont la caractéristique est que dans la communication 16 il est prévu un robinet à trois voies 34 par le moyen du- quoi la communication entre la chambre de travail du frein à deux chambres et le frein à une chambre ou la soupape- de ser- vice peut être interrompue en même temps qus la chambre de travail du frein à deux chambres, est mise en communication avec l'air libre* .
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9)- Installation de freins ftelon les revendications 1 à , dont la caractéristique- est qus ;La tige de piston 8 du frein à une chambra ou autre frein équivalent traverse libre- ment par une ouverture centrale, le piston 10 du frein a deux
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chambres ct que le dispositif d'entraînement consista en des machoirc-s de serrage débrayages 19 ou 23 embrassant la, tige de- piston 8 et dont le sprrage se produit par l'action de dis.
positifs conjugués avec le piston du frein à deux chambres, lorsdu mouvement de freinage de ces pi ston, s ce serraga é-' tant réglé par des ressorts 20 qui, lorsqu'une pression déter- minée ci(-. l'organe entraîneur est atteinte, permettent à l'en-
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semble du dispositif d'IFritrrin4n(-,,nt de suivre la continuation de du piston.
10)- Une de. freins selon le%s revendications 1 à 9, dont la caractéristique est qu-s le piston 10 du frein 'a d-ux chambres, -st disposé sur un corps tubulaire 14 qui sert de guide à la tige d piston g ou autre organe similaire 7t n. m?mc tc-mps d'organe de fixation aux pistons d'étancn4fa,r- ge 13 qui obturent ?n une manière bien connue, le cylindre .9.'-. du frein a deux chembres.
Il)- Installation de freins selon les revendications'3.. à4. dont la, caractéristique est que la communication 15 entre
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le- fr,,-in à un chambre' f-t le souppps' de- srvicra at munie d'un robinet 35 par lequel cette communication peut être coupée (-##a. mmp temps qu? 1<? cylindre du frein à une charbr-c est mis ' en communication avec l'air libre.
12)- Installation or freins selon 7.s revendications.g et il, dont la caractéristique est qu'entre- les deux robinets 34 et 35 il est prévu un organe d'accouplement mécanique tel
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qu'il commande le renversement d'un robinet lors du ren ver-, sèment de l'autre
13)- Installation de freinage, selon les revendications 1 à 12, dont 1a caractériostique est que la piston 10 du frein à
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deux chambres est sous l'influence d'un ressort de rappel 12 pour ramener lé piston à sa position initiale qui\ correspond à l'état de desserrage des freins, lorsque les pressions sur les deux cotes du piston le permettant.
14)- Installation de freinage selon les revendications 1 à 12, dont la, caractéristique est que la soupape de service 2 consiste en un tiroir 53' dont le fonctionnement est commande . en la manière connue par un piston 24, par l'intermédiaire de ressorts 31 et avec possibilité d'un?' marche à vide d'une amplitude telle que la communication établie- en la manière connue entre les chambres des deux côtés du piston par une rainure alimentaire 27 soit interrompue avant que le piston puisse actionner le tiroir par 1 intermédiaire des ressorts.
15)- Installation de freinage -selon les revendications
1 à14, dont la caractéristique est que le tiroir de soupape
53 à ses positions extrêmes est influencé par des dispositi fs de bloquage, dont l'action doit être surmontée par le' piston 24 avant qu'un pouvement puisse être transmis au tiroir.
16) - Un dispositif de freinage selon les revandications 1 à 15 dont la caractéristique est que les dispositifs de bloquage sont construits de telle façon que le bloquage du tiroir 53 à la position, correspondante à l'état d'ouverture des freins soit moins énergique que celle correspondant à la position de serrage des freins, ce qui fait que pour amener les freins de la, première dans la dernière des dites positions, il faut uneidifférenac- de pression moins forte que pour lE.8 amener de la deuxième positione à la première.
17)- Une variante d'exécution de l'installationde freinage, selon les revendications 1 à 16, dont la caractéris- tique est que deux ou plusieurs freins à deux chambres sont prévus en combinaison avec un seul et même dispositif d'appli- cation.
18)- Une installation de freinage selon la. revendication
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17. dont la caractéristique est que les pistons des freins à deux chambres sont disposés sur un seul et même corps tubulai- re central qui sert de guide pour la tige de Piston 8 ou autre organe similaire.
19)- Une installation de freinage selon les revendications
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17 fit 18 dont la caractéristique est que 1 frein a cï11"jÇ. CL1.2$I2^ bres coopère avec un seul et même dispositif d'entraînement
RESUME.
Installation de freinage avec frein à air comprimé 'à deux chambres, canalisation principale et réservoir d'air
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auxiliaire, caractérisé par ce que 1s fre-in à dux chambres est combiné avec un frein à air comprimé à une chambre, frein à solénoide ou sautre à action rapide qui exerce- une première application des sabots d& freins, If frein à deux chambres exerçant ensuite la pression de freinage- sus ces sabots.