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"PERFE C T IOIUJE1iENT6 AUX FREINS PNEUMATIQUES POUR VEHICULES DE CHEMIN DE FER".
Cette invention a pour objet un frein secondaire ou frein d'urgence destiné à être adjoint à l'installation de freinage à air sous pression normale habituellement em- ployée dans les véhicules de chemins de fer et tramways.
Le rôle de cet appareil secondaire est de serrer les freins à l'aide d'un ressort lorsque l'installation de frei- nage normale devient inactive en raison d'une chute de la pression d'air dans le réservoir d'air auxiliaire du véhi- cule et dans la conduite du train. Cet appareil est utile non seulement comme frein d'urgence pour les voitures atte- lées ,en ce sens qu'il se substitue à l'installation de freinage normale à air sous pression lorsque la pression
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d'air vient à manquer ,mais aussi pour assurer la sécurité des voitures ou wagons stationnaires et permettre d'effec- tuer les manoeuvres en toute sécurité.
Il permet de re- charger le réservoir d'air auxiliaire pendant que le frein secondaire est appliqué c'est-à-dire sans qu'il soit né- cessaire de desserrer ce frein , ainsi que de desserrer le frein seeondaire lorsque les conditions de travail normales sont rétablies dans l'installation de freinage normale.
Le frein secondaire entre en action automatique- ment lorsque la pression de l'air dans le réservoir d'air auxiliaire tombe au-dessous d'une valeur limite prédétermi- née , et ce frein est automatiquement desserré et ramené à l'état qui convient pour la répétition des opérations lorsque la pression d'air dans le réservoir d'air auxiliaire est rétablie au-dessus de cette limite inférieure.
La dispo- sition fonctionne par conséquent de telle manière que le fonctionnement de l'installation de freinage régulière n'est pas influencét s'effectue au contraire de la manière ordi- naire sans aucun empêchement , mais que ,lorsque l'instal- lation de freinage ordinaire est rendue inactive par le manque d'air sous pression le frein secondaire entre au- tomatiquement en action et resteen action jusqu'à ce que les conditions normales aient été rétablies dans l'installation de freinage régulière puis est desserré automatiquement et ramené à l'état voulu pour fonctionner dehouveau lorsque l'air sous pression vient de nouveau à manquera.
Dans chaque véhicule à freiner ,en plus de l'ins- tallation de freinage à air sous pression normale on prévoit un cylindre muni d'un pistdn ou plongeur et relié par des tuyaux à l'installation à air sous pression du frein normal.
Le mouvement du piston sous l'influence de la pression d'air qui règne dans la conduite de train et agit sur ce piston a pour effet de comprimer un ressort hélicoïdal. Larésction
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de ce ressort est destinée à exercer une traction ou une poussée efficace sur la tringlerie de commande des freins du véhicule en vue de ralentir et d'arrêter ce véhicule et de l'immobiliser pendant tout le temps que la pression d'air cesse d'agir de façon à maintenir le ressort comprimé. Lors- que le ressort est complètement comprimé et que le piston a par conséquent été amené à sa position interne lirnite un loquet entre en prise avec une tige par l'entremise de laquelle le ressort actionne la tringlerie de frein normale.
Ce loquet empêche le ressort de se détendre pour serrer les freins aussi longtemps que la pression d'air normale est maintenue dans le cylindre à air auxiliaire de l'installation de freinage normale mais libère ce ressort lorsque la pression d'air vient à manquer dans le réservoir à air auxiliaire ; et le ressort actionne alors la tringlerie de commande des freins et serre les freins. Le loquet est mis et maintenu en prise par un dispositif de commande ac- tionné par un piston qui est déplacé par la pression d'air auxiliaire , et ce loquet est dégagé par le mouvement inverse dudit piston , mouvement effectué par un ressort lorsque la pression d'air auxiliaire vient à manquer.
Le loquet retient la tige de commande du frein secondaire dans sa position de desserrage et maintient le ressort de frei- nage complètement comprimé pendant tout le temps qu'il est en prise. Toutefois , aussitôt que la presiond'air du réservoir auxiliaire tombe le loquet se dégage et les freins de serrent. Lorsque les conditions normales de la. pression d'air sont rétablies dans le cylindre auxiliaire le frein est desserré automatiquement ,le ressort de freinage est de nouveau comprimé ,et le loquet entre en prise et reste prêt à effectuer le déclenchement du ressort si et lorsque la pression tombe de nouveau. Un dispositif de
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desserrage à commande manuelle est prévu pour faciliter la manoeuvre du véhicule lorsqu'il est détaché de la machine alimentant les freins à air.
Dans les dessins annexés :
Fig. 1 est une coupe longitudinale de l'appareil et représente le ressort de freinage détendu la soupape automatique dans la position de déclenchement et le loquet dégagé.
Fig. 2 est une vue analogue représentant les mêmes pièces dans la position qu'elles'occupent lorsque le ressort de freinage est comprimé et que la soupape automatique est dans la position à laquelle elle est amenée pendant le mou- vement d'avancement du piston , la contraction du ressort de freinage et le verrouillage du loquet.
Fig. 3 est une vue de côté correspondante à Fig. 1, le cylindre de frein secondaire étant partiellement brisé.
Fig. 4 est un détail en coupe verticale expliquant /d'un robinet le fonctionnement/d'arrêt qui est monté sur le tuyau allant du réservoir d'air auxiliaire au cylindre de la soupape automatique.
Fig. 5 estune vue d'ensemble expliquant l'appli- cation de l'appareil à une installation à air normale.
On se référera d'abord à la fig. 5 t A est la conduite du train , qui s'étend à travers le véhicule et est reliée en série aux conduites de train des autres véhi- cules d'un train pour fournir de l'air à la pressionde la conduite de train à tous les véhicules. 13 est le cylindre de frein de l'installation normale ; Ç est le réservoir d'air auxiliaire ;
D représente la timonerie ou tringlerie de commande des freins, E le cylindre de frein secondaire , F la barre de traction et de poussée de l'appareil de frei- nage secondaire, G une transmission à chaîne ou analogue prévue entre la barre F et la tringlerie D, H le levier
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de desserrage du frein secondaire , le dispositif de trac- tion à commande manuelle agissant par l'entremise du levier H pour comprimer le ressort de frein secondaire et desserrer ainsi le frein secondaire du véhicule envisagé pour permettre de manoeuvrer le véhicule pendant qu'il est détaché du train ou pour d'autres buts.
L est un tuyau faisant communiquer la conduite de train avec la triple-valve L se rapportant au cylindre de frein normal B ; N est un tuyau faisant com- muniquer la conduite de train A avec une lumière d'admission de la soupape automatique 0 ; P est un tuyau faisant commu- niquer le réservoir d'air auxiliaire Ç , par l'intermédiaire d'un robinet automatique , avec le cylindre de la soupape automatique 0:R est un tuyau reliant le réservoir d'air auxiliaire Ç au cylindre S commandant le loquet ; 1! est un tuyau d'échappement d'air reliant l'extrémité arrière du cylindre de frein secondaire E à une chambre prévue dans l'extrémité arrière de la soupape automatique 0 ;
et U est un tuyau reliant l'extrémité arrière du cylindre de frein secondaire E à la lumière d'admission à haute pression de la soupape automatique 0,
Les détails de construction et le mode de montage de l'installation de freinage normale ne seront pas décrits d'une façon détaillée ,étant donné qu'ils sont déjà bien connus. La tringlerie de commande des freins est reliée en quelque point commode , par une chaîne ou organe analogue Û , au frein secondaire et ce dernier ne gêne pas l'action normale du frein normal. Il ne le supplémente et ne se subs- titue à lui que lorsque la pression d'air vient à manquer..
Le cylindre de frein secondaire E renferme un piston 10 muni d'une garniture de cuir ou autre garniture d'étanchéité annulaire 11. La tige de piston 12 traverse un presse-étoupe 13 qui est monté dans le couvercle arrière 14 du cylindre E,. Le dessin représente un dispositif de
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montage efficace du presse-étoupe 13 , ce dispositif servant en même temps de support pour un cylindre de dash-pot 15 ; toutefois ce détail ne constitue pas une partie essentielle de l'invention.
Un piston 16 coulissant dans le cylindre 15 est adapté à la tige 12 et muni de clapets de retenue 17 permet- tant à la tige 12 de se mouvoir rapidement vers l'extérieur quand le ressort 18 est soumis à une compression et d'effec- tuer un mouvement opposé relativement lent lorsque le ressort 18 s'allonge ou se détend dans l'opération de serrage des freins. 19 est un presse-étoupe situé à l'extrémité interne du cylindre de dash-pot 15. Le ressort de freinage 18 est logé à l'intérieur du cylindre E et entoure le dash-pot; il prend appui contre le couvercle 14 du cylindre à l'une de ses extrémités et repose par son extrémité externe sur la face arrière du piston 10. A l'extérieur du presse-étoupe externe 13, la tige 12 reçoit par forgeage une forme rec- tangulaire comme indiqué en 20.
La face supérieure de la partie rectangulaire 20 se meut au contact d'un galet de guidage anti-i'riction 21 qui est porté par un Lras de réglage 22 Le réglage de ce bras est effectué à l'aide d'écrous 23 montés sur un goujon 24 qui est vissé dans une entretoise 25 L'entretoise 25 et le cras 22 pivotent en 26 entre des joues surplombantes 27 qui s'étendent vers l'arrière à partir du couvercle 14. 28 désigne un taquet constitué par une goupille faisant saillie sur une des faces de la tige 12, ce taquet coopérant avec un levier fourchu 29 (Fig 4) qui est adapté à la tige 30 du robinet relié d'un coté , par le tuyau P ,à l'une des extrémités du réservoir auxiliaire C et de l'autre coté ,
par un tuyau V au cylindre 31 de la soupape automatique 0 Le côté inférieur de la partie rectangulaire 20 de la tige 12 est plan et se meut sur la face plane du loquet 32 ; ce loquet
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peut osciller dans des portées des joues 27 Il est porté par un bras 33 et est destiné à entrer en prise avec un épau- lement d'arrêt 34 de la tige 12 lorsque le ressort 18 a été comprimé dans la mesure maximum et que cette tige a été amenéecomplètement à l'extérieur. Le bras 33 est relia par une biellette 35 à l'extrémité externe d'une tige de piston 36 coulissant dans un guide 37 fixé à l'extrémité arrière du cylindre de verrouillage 38.
Le piston 39 qui actionne le loquet et est fixé à l'extrémité interne de la tige 36 est soumis d'une part à la pression régnant dans le cylindre 38 et d'autre part à la pression du ressort 40 , qui le fait mouvoir en sens inverse lorsque la pression d'air vient à manquer. 41 est un collier de réglage qui est monté sur la partie tu'oulaire du guide 37* A l'aide de ce collier , on peut régler la tension du ressort de rappel 40.
La soupape automatique 0 comprend une boîte 42 à plusieurs diamètres , divisée par un diaphragme 43 à tra- vers lequel coulisse la tige de piston 44. Le joint est rendu étanche pour empêcher les fuites de pression à tra- vers le diaphragme. -a chambre la plus petite 45 est munie , à l'une de ses extrémités , d'un siège de soupape 46 auquel est relié le tuyau U. Une lumière 47 ménagée dans la paroi latérale de cette chambre est reliée par le tuyau d'admission à haute pression N à la conduite de train A.
La chambre 31 du cylindre est munie d'un piston 48 , et le prolongement 49 de la tige de piston 44 fait saillie à l'extérieur à travers un presse-étoupe 50 monté dans l'extrémité arrière de la boîte à soupape et est muni extérieurement d'un écrou de réglage 51. Un ressort 52 agissant derrière cet écrou de réglage et prenant appui contre la face arrière d'un étrier 53 sollicite la tige 44 vers l'avant , ce qui tend à appliquer la soupape 54 sur le siège annulaire 46 et à faire mouvoir le piston 48 vers le
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diaphragme 43 quand la pression tombe.
Le cylindre 31 pré- sente dans sa paroi latérale , juste à l'arrière du diaphrag- me 43 , une lumière 55 qui est reliée par le tuyau V au réser- voir d'air auxiliare C par l'intermédiaire du robinet Q. 56 est un siège annulaire prévu au fond de la chambre 57,dans l'extrémité arrière du cylindre 31. Le piston 48 est muni sur sa face arrière d'un anneau 58 dont le diamètre est envi- ron la moitié du diamètre du piston . Cet anneau coopère avec le siège annulaire 56 pour obturer la chamtre 57 qui est re- liée par le tuyau d'échappement d'air T à l'extrémité arrière du cylindre de frein secondaire E.
Dans laparoi de la 'boite 42 est prévue une lumière 59 qui communique avec l'atmosphère et qui est placée de façon qu'elle soit toujours située derrière le piston 48 et qu'elle ne soit jamais couverte par luio
Lorsqu'il règne une pression normale dans la con- duite de train .il de l'air à cette pression passe par le tuyau N à la: chambre 45 de la boîte à soupape 0 , puis passe pa.r le siège annulaire 46 et le tuyau U à l'extrémité arrière du cylindre de frein secondaire E. Cet air repousse vers l'avant le piston 10 que renferme ce cylindre , comprime le ressort de frein auxiliaire 18 et repousse extérieurement la tige de commande 12 du frein secondaire .
En même temps, de l'air provenant du réservoir d'air auxiliaire C passe par le tuyau R au cylindre de verrouillage 38 , repousse le piston 39 et la tige de piston 36 vers l'extérieur comprime le ressort de rappel 40 et fait osciller le loquet 32 pour déterminer son engagement derrière l'épaulement 34 de la tige de frein. Le taquet 28, heurtant la fourche 29 dans ce mouvement vers l'extérieur , ferme le robinet .
Par conséquent , si l'alimentation en air est rétablie pen- dant que le frein secondaire est appliqué , l'air ne sera pas perdu et le réservoir d'air auxiliaire sera rechargé à
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/normale dansla pression normale. Aussi longtemps que l'air du frein le réservoirauxilis,ire est maintenu à la pression/ comme représenté
C le loquet 32 est main-dans la fig. 2 , parce que le piston 39 commandant ce lotenu en prise, quet est maintenu dans sa position externe par la pression de l'air ; par conséquent , le ressort 18 est armé et ne peut se détendre pour exercer une traction sur la tige de frein 12 tant que la pression d'air externe est suffisante pour assurer le fonctionnement normal de l'installation de frein normale.
L'air du réservoir auxiliaire C agit aussi sur la face avant du piston de commande 48 pendant quèlque temps après que le ressort 18 a ainsi été armé et verrouillé ; ilmaintient le piston 48 dans la position interne et maintient la soupape 54 ouverte.
Lorsque la pression tombe dans une mesure importante dans le cylindre de commande 31 , le robi- net Q étant fermé , le ressort 52 repousse la tige de piston 4-4 vers l'arrière , ferme la soupape 54 et isole ainsi le cylindre E de la conduite de train en même temps qu'il fait communiquer l'extrémité arrière du cylindre Travée l'atmos- phère par la lumière 59 de la paroi latérale ae la boite ou cylindre 42 et qu'il ouvre de nouveau le robinet C Les tuyaux P-V relient le cylindre de commande 31 au réservoir d'air auxiliaire Ç ( par l'intermédiaire du robinet Q ), et le tuyau T relie l'extrémité arrière du cylindre de frein E à la chambre 57 située derrière le piston 48, dans l'extré- mité arrière du cylindre 42 de la soupape automatique 0.
La lumière latérale 59 du cylindre de contrôle 31 permet à l'air de s'échapper de l'extrémité arrière du cylindre de frein E par le tuyau T lorsque la soupape 58 prévue sur la face arriè- re du piston 48 est écartée du siège 56.
Pendant tout le temps qu'une pression d'air normale est maintenue dans le réservoir d'air auxiliaire C, le pis- ton 39 commandant le loquet est repoussé en arrière et com-
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prime le ressort 40 , la soupape 58 est maintenue fermée la soupape 54 est maintenue ouverte et le loquet 32 est en prise avec l'épaulement 34 de la tige 12. Ceci est la position qu'occupent les pièces au moment où le ressort de freinage 18 est amené à la position de verrouillage de fig. 2 Le verrouillage du loquet 32 est simultané avec la fermeture du robinet par l'entremise duquel le réservoir auxiliaire C est relié au cylindre 31 de la soupape automatique 0 par l'intermédiaire des tuyaux et V.
Quand le robinet C est fermé , l'air sous pression s'échappe graduellement du cy- lindre 31 , et lorsque la pression est tombée à une certaine valeur , le ressort 52 ferme la soupape 54 et fait communiquer l'extrémité arrière du cylindre avec l'atmosphère par l'in- termédiaire du tuyau T et de la lumière 59. Lorsque la pres- sion vient à manquer dans le réservoir d'air auxiliaire Ç , le piston 39 cesse d'être maintenu appliqué contre le res- sort 40 , qui le repousse alors vers l'arrière ;le mouvement de la tige de piston 36 vers l'arrière effectue alors le dé- gagement du loquet 32.
Le ressort de freinage 18 étant ainsi litéré se détend et tire la tige 12 qui actionne la timonerie D pour effectuer le serrage de serrage des freins. La vites- se du mouvement est retardée par le cylindre de dash-pot à. air 15 qui est logé à l'intérieur du ressort 18 ; les clapets de retenue 17 logés dans le piston 16 du dast-pot sont réglés de façon que la détente du ressort 18 s'effectue à la vites- se désirée. Le dash-pot permet le mouvement ue compression rapide du ressort 18 dans la remise en position de l'appareil.
On voit ainsi que le manque d'air sous pression dans la canalisation à air du frein normal étermine un serrage automatique immédiat du frein secondaire à ressort , de sorte que le véhicule et s'arrête et est maintenu immobi- lisé. Lorsque la canalisation à air est ramenée à son état normal , l'air du réservoir d'air du réserveir @ au-
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xiliaire agit de façon à ramener le loquet 32 à sa position de verrouillage et agit aussi de facon à repousser le piston 48 , fermant ainsi la soupape 58 pour emprisonner temporaire- ment de l'air dans le cylindre E,
et ouvrant la soupape 54 pour admettre la pression de la conduite de train par le tuyau de communication N le siège de soupape 46 et le tuyau U au cylindre en vue de projeter le piston 10 vers l'avant de comprimer le ressort 18 et de desserrer les freins.
Lorsqu'un véhicule muni ue ce frein secondaire est détaché du train ,de sorte que la provision d'air du réser- voir d'air auxiliaire de ce véhicule ne peut pas être renou- velée , le frein secondaire entre en jeu lorsque la pression régnant dans le réservoir envisagé tombe à une certaine li- @ mite ,et lefreins restent serrés. Pour permettre le mou- vement du véhicule pendant qu'il est ainsi détaché du train il est nécessaire de prévoir un dispositif à commande ma- nuelle permettant de desserrer le frein automatique Ce dispositif comprend un tambour à chaine K qui peut rece- voir un mouvement de rotation d'une manivelle 61 pour faire pivoter le levier H en exerçant une traction sur la chaîne , ce qui desserre les freins.
Lorsqu'on libère le tambour par le dégagement d'un cliquet de verrouillage , on détermine de nouveau le serrage automatique du frein secondaire.