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Perfectionnements aux appareils de freins à fluide sous pression.
L'invention se rapporte aux appareils de freins à fluide sous pression et elle a pour objet principal des dis- positifs qui permettent au mécanicien d'effectuer à volonté de son poste sur la locomotive un desserrage direct ou graduel .des freins d'un véhicule ou d'un train de véhicules qui sont accouplés à la locomotive.
L'invention va être décrite avec référence au dessin annexé dans lequel l'unique figure est une vue schématique, principalement en qoupe, d'un équipement de freins à fluide . sous pression comprenant les particularités de l'invention.
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L'équipement des freins comprend une triple valve 1, une valve de contrôle 2, un réservoir de contrôle 3, une valve 4 de chargement et de déchargement du réservoir de con- trôle, un cylindre de frein 5, une valve 6 de changement de régime du desserrage, un réservoir auxiliaire 7 et une con- duite générale 8.
Le corps de la triple valve 1 contient un piston 11 qui se déplace dans une chambre 9 reliée à la conduite générale 8 par un canal et une conduite 10. La tige 12 du piston 11 commande un tiroir principal 13 et un tiroir auxi- liaire 14 contenu dans la chambre 15 en communication avec le réservoir auxiliaire par un canal et une conduite 16.
Le corps de la valve de contrôle 2 peut comprendre une chambre 17 contenant un tiroir 18 actionné par une tige 19. Le tiroir 18 et la tige 19 sont commandés par des diaphrag- mes flexibles 20, 21, 22 espaces les uns des autres et fixés dans le corps de la valve.
Le diaphragme 21 est pris entre un plateau. 25 conte- nu dans la chambre 17 et un plateau 24 contenu dans une cham- bre 25 en communication permanente avec l'atmosphère par un conduit 26.
La tige 19 de commande du tiroir 18 est vissée dans le plateau 24 formant entretoise et le dessus du plateau s'applique sous le diaphragme 20.
Dans la chambre 27 sur un côté du diaphragme 20 est disposé un chapeau de butée mobile 28 soumis d'un côté à la pression d'un ressort 29.
Le diaphragme 22 est pris entre un plateau 30 du côté de la chambre 17 et un plateau 31 du côté de la chambre 32. Les deux plateaux et le diaphragme sont traversés par la tige 19 et ils sont assujettis sur cette tige d'une part par son épaulement 34 et d'autre part par un écrou 33 vissé sur
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la tige sous le plateau 31. Un ressort 35 renfermé dans la chambre 32 en-dessous du plateau 31 fait pression sur ce pla- teau.
Dans la chambre 32 l'extrémité de la tige 19 attaque une pièce cylindrique 36 qui peut coulisser dans un manchon solidaire du corps de la valve et cette pièce est soumise à la pression d'un ressort 37 contenu dans une chambre 38. Ce ressort prend ses points d'appui sur l'extrémité de la pièce 36 et sur le fond de la chambre 38.
La pièce 36 comporte une rainure longitudinale 39 qui débouche dans une rainure circulaire 40 pratiquée à la partie inférieure de la pièce 36 et cette rainure établit la communication entre la chambre 38 et la chambre 32 du dia- phragme.
Le corps de la valve 4 de chargement et de décharge- ment du réservoir de contrôle renferme un diaphragme flexible 41 auquel est fixée une tige 42 qui actionne un tiroir 43 con- tenu dans une chambre 44 sur un côté du diaphragme.
La chambre 45 sur l'autre côté du diaphragme 41 ren- ferme une butée à ressort 46 soumise à la pression d'un res- sort 47 et cette butée est attaquée par une extrémité de la tige 42.
Le corps de la valve 6 de changement de régime de desserrage renferme un diaphragme flexible 48 et la chambre 49 sur un côté du diaphragme contient un chapeau 50 dont le fond s'applique sur un côté du diaphragme et qui est soumis à la pression d'un ressort 51 renfermé dans la chambre 49. Le chapeau 50 peut comporter un rebord annulaire 52 qui vient s'appuyer sur un épaulement 53 du corps de la valve pour limi- ter le déplacement du chapeau 50 vers la droite.
La valve 6 comprend encore une tige 54 qui coulisse dans le corps de la valve et qui actionne un tiroir 55 renfer-
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mé dans la chambre 56 en communication permanente avec l'at- mosphère par un orifice 57.
La tige 54 vers une de ses extrémités est munie d'une collerette 58 qui sert de point d'appui à un ressort 59 qui prend son autre point d'appui sur le corps de la valve et la pression de ce ressort maintient constamment l'extrémité de la tige en contact avec le chapeau 50 qui accompagne le dia- phragme.
Vers sont autre extrémité, la tige 54 porte une rai- nure annulaire 60 dans laquelle vient s'engager un loquet 61 qui glisse dans le corps de la valve. Ce loquet est monté dans un chapeau 62 et est soumis à la pression d'un ressort 63 in- tercalé entre le loquet 61 et le chapeau et le déplacement permis du loquet par-rapport au chapeau est limité par une col- lerette 64 du loquet qui vient buter sur des ergots du chapeau.
Le chapeau 62 est soumis à la pression d'un ressort 65 et son mouvement ascendant est limité par son rebord annu- laire 66 qui vient buter contre un épaulement correspondant venu dans le corps de la valve. Le fond du chapeau 64 s'appli- que sur le diaphragme flexible 67 fixé dans le corps de la valve et au-dessus du diaphragme se trouve une chambre 68 en communication constante avec le canal 10.
Au début du chargement de l'équipement le fluide sous pression admis au cylindre de frein 8 est admis par la condui- te et le canal 10 dans la chambre 9 du piston de la triple valve, dans la chambre 68 de la valve de changement de régime et dans la chambre 45 de la valve 4 de chargement et de dé- chargement du réservoir de contrôle.
La pression du fluide admis dans la chambre 9 du piston le repousse à fond de course vers la droite dans sa position de desserrage où il est montré sur le dessin et il
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entraîne avec lui les tiroirs 13 et 14. Dans cette position du piston, le fluide est admis de la chambre 9 dans la cham- bre 15 du tiroir de la triple valve et dans le réservoir auxi- liaire 7 par le parcours suivant: canal 69, chambre 38 de la valve de contrôle 2, rainure 40 et 39 de la pièce 36, chambre
32 du diaphragme et enfin canal et conduite 16.
La pression du fluide admis dans la chambre 45 de la valve 4 de contrôle du réservoir de contrôle infléchit le diaphragme 41 qui entraîne vers la droite la tige 42 et le tiroir 43 dans leurs positions de chargement et dans ces posi- tions le tiroir 43 découvre le conduit calibré 70 de telle façon que le fluide sous pression admis dans le canal 16 est aussi admis, par le clapet de retenue 72, le conduit calibré 70, la chambre 44 du tiroir 43 et le canal 73, dans la cham- bre 27 de la valve de contrôle, dans la chambre 71 sur un côté du diaphragme 48 de la valve 6 de changement de régime et dans le réservoir de contrôle 3.
Lorsque la triple valve est dans sa position de des- serrage, le cylindre de frein 5 est mis en communication avec l'atmosphère par la conduite et le canal 74, la cavité 73 du tiroir principal 13, le canal 76 à section calibrée 77, la chambre 56 de la valve de changement de régime et l'orif'i- ce 57 de mise à l'atmosphère.
Comme les diaphragmes 20 et 22 ont même surface et puisque les pressions du fluide admis dans les chambres 27 et 32 des diaphragmes sont sensiblement égales, la pression du ressort 35 maintient le diaphragme 20 au contact de la bu- tée à ressort 28. Lorsque le diaphragme 20 est appliqué sur sa butée, le système de la valve de contrôle est équilibré et le tiroir 18 en montant aura démasqué l'orifice du canal 78 débouchant dans le siège du tiroir 55 et on remarquera que le canal 78 contient une partie calibrée 79.
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La pression du ressort 51 de la valve de changement de régime est telle que lorsque la pression normale est admise dans le système de frein et dans le réservoir de contrôle ainsi que dans la chambre 71 de la valve de changement de régime, le diaphragme 48 est maintenu par la pression du ressort 51 dans la position montrée sur le dessin et la tige 54 est maintenue dans sa position de droite par la pression du res- sort 59 de telle façon que le tiroir 55 masque le canal 78 et démasque le canal 76.
Le canal 76 étant démasqué, la chambre 17 de la valve de contrôle est mise en communication avec l'atmosphère par un canal 80, le canal 76, la petite section calibrée 77, la chambre 56 du tiroir 55 de la valve de changement de régime et l'orifice 57.
Avec l'équipement ainsi complètement chargé et le cylindre de frein mis à l'atmosphère, un serrage de service des freins est effectué de la manière ordinaire par une réduc- tion graduelle de la pression de la conduite générale, qui ré- duit la pression de la chambre 9 du piston de la triple valve.
Lorsque la pression dans la chambre 9 est ainsi réduite, la pression dans la chambre 15 refoule le piston 11 qui entraîne le tiroir auxiliaire 14 et le tiroir principal 13 et les met' dans la position de serrage des freins.
Lorsque les tiroirs de la triple valve occupent leurs positions de serrage, le fluide sous pression admis du réservoir auxiliaire 7 dans la chambre 15 est admis au cylin- dre de frein 5 par le conduit 81 du tiroir 13 et par le canal et la conduite 74.
Si en effectuant un serrage des freins, on désire limiter la pression dans le cylindre de frein, le mécanicien met son robinet de frein (non montré sur le dessin) à la posi- tion neutre. Alors, lorsque la pression du réservoir auxiliaire
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qui règne aussi dans la chambre 15 du tiroir est légèrement inférieure à la pression de la conduite générale qui s'exerce dans la chambre 9 du piston de la triple valve, le piston 11 déplace le tiroir auxiliaire 14 par rapport au tiroir princi- pal 13 dont le conduit 81 est ainsi masqué par le tiroir 14 et le fluide sous pression du réservoir auxiliaire n'est pas plus longtemps admis au cylindre de frein.
Pour desserrer les freins après un serrage de service, la pression de la conduite générale 8 est augmentée de la manière ordinaire et le piston 11 ramène les tiroirs
13 et 14 à leurs positions de desserrage. Le tiroir 13 étant dans la position de desserrage, le fluide s'échappe du cylin- dre de frein 5 dans l'atmosphère par le parcours suivant: conduite et canal 74, cavité 75 du tiroir 13, canal 76, étran- glement 77, chambre 56 de la valve de changement de régime et orifice 57 débouchant dans l'atmosphère.
Jusqu'à présent dans la description précédente on a supposé que la valve de changement de régime 6 était dans la position correspondante au desserrage direct des freins.
Si on désire effectuer un desserrage graduel des freins, le mécanicien tourne son robinet de frein (non figuré sur le dessin) de façon à obtenir dans la conduite générale une pression plus élevée que celle correspondante au rétablis- seraent normal de la pression.
Le fluide à cette pression plus élevée est admis au réservoir auxiliaire 7 par le parcours suivant : conduite et canal 10, chambre 9 du piston de la triple valve, canal 69, chambre 38 de la valve de contrôle, rainures 40 et 39 de la pièce 36, chambre 32 du diaphragme 22, canal et conduite 16.
Le canal 10 admet aussi le fluide à cette pression plus élevée dans la chambre 45 de la valve 4 de commande du contrôle et infléchit le diaphragme 41 à droite.
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Le diaphragme met le tiroir 43 dans sa position de charge- ment de l'équipement en démasquant le conduit 70. Le conduit
70 étant démasqué, le fluide admis au canal 16 est envoyé au réservoir de contrôle 3, à la chambre 27 de la valve de con- trôle et à la chambre 71 de la valve de changement de régime.
La pression du fluide admis dans la chambre 71 du diaphragme 48 de la valve de changement de régime suffit pour vaincre la pression du ressort 51 et la flexion du diaphragme 48 repousse la tige 54 à gauche contre la pression du ressort
59 en entraînant le tiroir 55 qui découvre le canal 78 et masque l'orifice du canal 76.
La pression du fluide admis dans la chambre 68 de la valve de changement de régime, abaisse le diaphragme 67 ainsi que son chapeau 62 qui comprime le ressort 65. Le chapeau 62 en se déplaçant par rapport au loquet 61 comprime le ressort 63 et appuie le loquet 61 sur la tige 54. Le res- sort 63 est léger et la pression qu'il exerce sur le loquet
61 pour l'appuyer sur la tige 54 est faible de telle façon que la friction du loquet 61 sur la tige 54 ne peut nuire aux déplacements qui lui sont imprimés.
Après un déplacement convenable vers la gauche de la tige 54 de façon que le tiroir 55 démasque le canal 78 et masque le canal 76 d'échappement pour desserrage direct, la rainure 60 de la tige 54 se présente en face du loquet 61 et la pression exercée par le ressort 63 sur le loquet 61 l'engage dans la rainure 60 et ainsi il immobilise la tige
54 ainsi que le tiroir 55 dans leurs positions de gauche correspondantes au desserrage graduel des freins.
En enclenchant la tige 54 on s'est proposé d'évi- ter que le tiroir 55 prenne accidentellement la position de desserrage direct ce qui pourrait arriver si la pression du réservoir de contrôle était réduite au-dessous de la pression nécessaire¯pour maintenir le ressort 51 comprimé.
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Lorsque la valve de changement de régime 6 occupe la position que l'on vient de décrire pour desserrage graduel des freins, un serrage de service des freins est effectué en réduisant graduellement de la manière ordinaire la pression de la conduite générale ce qui permet à la triple valve de provo- quer le serrage des freins de la iaanière que l'on vient de décrire en admettant le fluide sous pression du réservoir auxiliaire 7 au cylindre de frein 5.
Lorsque le piston 11 de la triple valve est dans la position de serrage, le canal 69 est mis en communication avec la chambre 15 du tiroir et ainsi la pression de la chambre 32 de la valve de contrôle est réduite en même temps que celle du réservoir auxiliaire.
La pression de la chambre 32 étant réduite à la valeur de celle du réservoir auxiliaire, la pression plus élevée du réservoir de contrôle qui règne dans la chambre 27 et qui s'exerce sur le diaphragme 20 abaisse la tige 19 qui entraîne le tiroir 18, car la pression dans la chambre 27 est supérieure à la pression réduite du réservoir auxiliaire dans la chambre 32 à laquelle s'ajoute la pression du ressort 35 et alors le tiroir 18 masque l'orifice du canal 78 et coupe la communication de la chambre 17 à l'atmosphère.
On remarquera que le ressort 47 de la valve 4 a été réglé de telle façon que lorsqu'on effectue une réduction de la pression de la conduite générale pour serrage de service, la butée mobile soumise à la pression du ressort 47 empêche un fléchissement du diaphragme 41 qui amènerait le tiroir 43 à découvrir l'orifice du canal 16 communiquant avec le réser- voir auxiliaire et ainsi la pression du réservoir de contrôle 3 est maintenue pour contrôler le fonctionnement de la valve de contrôle 2.
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Pour desserrer les freins après un serrage de servi- ce avec la valve de changement de régime dans la position de serrage graduel, la pression de la conduite générale 8 est augmentée de la manière ordinaire et elle ramène la triple valve à la position de desserrage. Dans cette position le canal 69 est de nouveau mis en communication avec la chambre 9 du piston 11 et le fluide à la pression de la conduite gé- nérale est de nouveau admis de la chambre 9 dans la chambre 32 de la valve de contrôle 2 et au réservoir auxiliaire 7.
Si on considère d'une part la. pression du fluide de la chambre 32 qui s'exerce sous le diaphragme 22, et en même temps la pression du fluide venant du cylindre de frein dans la chambre 17 qui s'exerce sous le plus grand diaphragme 21 et d'autre part, la pression du fluide venant du réservoir de contrôle qui s'exerce sur le diaphragme 20 en même temps que la pression du fluide de la chambre 17 qui s'exerce sur le diaphragme 22, lorsque ces pressions antagonistes s'équili- brent sensiblement, la pression du ressort 35 infléchit les diaphragmes vers le haut et entraîne la tige 19 qui les accom- pagne jusqu'à ce que le diaphragme 20 attaque la butée à res- sort 28 et à ce moment le tiroir 18 découvre l'orifice du canal 78.
Le canal 78 ayant été démasqué par le tiroir 18, le fluide du cylindre de frein s'échappe dans l'atmosphère par le parcours suivant: conduite et canal 74, cavité 75 du ti- roir 13 de la triple valve; canal 76 et canal 80, chambre 17 du tiroir de la valve de contrôle, canal 78 découvert par le tiroir 18, conduit calibré 79, chambre 56 du tiroir de la valve de changement de régime et orifice 57 débouchant dans 1'atmosphère.
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Si on désire effectuer un desserrage graduel des freins après un serrage de service, la pression de la conduite générale peut être augmentée pour effectuer la réduction dési- rée de la pression dans le cylindre de frein. L'augmentation de la pression de la conduite générale ramène la triple valve à sa position de desserrage et dans cette position le cylin- dre de frein 5 est mis en communication avec la chambre 17 de la valve de contrôle par le parcours suivant: conduite et canal 74, cavité 75 du tiroir 13 de la triple valve, canal 76 et canal 80.
Lorsque la triple valve est dans sa position de des- serrage, la pression du fluide dans la chambre 32 de la valve de contrôle et dans le réservoir auxiliaire est augmentée d'une valeur égale à l'accroissement de la pression de la con- duite générale et la pression de la chambre 32 s'exerce sous le diaphragme 22 en même temps que la pression du fluide dans la chambre 17 s'exerce sous le grand diaphragme 21 et la ré- sultante de ces pressions est suffisante pour vaincre la pres- sion du réservoir d.e contrôle qui agit dans la chambre 27 au- dessus du diaphragme 20 augmentée de la pression de la chambre 17 qui s'exerce sur le petit diaphragme 22, il en résulte que les diaphragmes 20, 21 et 32 sont infléchis vers le haut et en entraînant la tige 19 avec le tiroir 18 ils mettent ce dernier dans la position qu'il occupe sur la figure et où il découvre le canal 78.
Le canal 78 étant ainsi découvert le fluide du cylindre de frein 5 s'échappe dans l'atmosphère de la manière décrite plus haut.
Maintenant lorsque la pression du cylindre de frein qui règne dans la chambre 17 de la valve de contrôle est ré- duite d'une quantité proportionnelle à l'augmentation de la pression de la conduite générale, les pressions s'exerçant du
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haut vers le bas sur les diaphragmes prennent la prépondérance sur les pressions s'exerçant sur les mêmes diaphragmes du bas vers le haut, les diaphragmes sont alors infléchis vers le bas et ils entraînent le tiroir 18 qui recouvre le canal 78 et le fluide du cylindre de frein ne peut plus s'échapper dans l'atmosphère quand on augmente à nouveau la pression de la conduite générale, l'équipement réduit de nouveau la pres- sion du cylindre de frein.
En supposant que la valve de changement de régime
6 est dans la position de desserrage graduel des freins, si le mécanicien désire desserrer directement les freins, il place son robinet de frein de façon à maintenir la pression normale dans la conduite générale au lieu d'y conserver une pression plus élevée, et alors il réduit la pression de la conduite générale et la pression de la chambre 68 de la valve de chan- gement de régime à un degré déterminé en-dessous de la pres- sion de la conduite générale requise pour effectuer normale - ment un serrage complet de service des freins.
La pression de la chambre 68 étant ainsi réduite le ressort 65 peut soulever le chapeau 62. Le chapeau en montant attaque le rebord annulaire 64 du loquet 61 et dégage le loquet de la rainure de la tige 54.
La pression dans la chambre 45 de la valve 4 du réservoir de contrôle est également réduite en même temps que la pression de la conduite générale et la pression du réser- voir de contrôle qui règne dans la chambre 44 agissant sur la surface de droite du diaphragme 41 infléchit le diaphragme à gauche contre l'action antagoniste du ressort 47 de la butée
46, ce qui met le tiroir 43 dans sa position de desserrage.
Dans cette position, la pression du réservoir de contrôle 3, de la chambre 17 de la valve de contrôle et de la chambre 71 de la valve de changement de régime est réduite par suite de
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la communication avec le réservoir auxiliaire 7 par le parcours suivant: canal 73 à gauche du tiroir 43, chambre 44 et canal 16.
Lorsque la pression de la chambre 71 de la valve de changement de régime est à la pression du réservoir de con- trôle ou même en-dessous, la pression du ressort 51 refoule le chapeau 50 et le diaphragme 48 à droite et la pression du ressort 59 peut alors repousser la tige 54 dans la même direc- tion ; le tiroir 55 masque alors le canal 78 et démasque le canal 76.
En agissant ainsi sur l'équipement pour amener la valve de changement de régime dans la position de desserrage graduel à la position de desserrage direct, on effectue le serrage des freins et si on le désire le desserrage direct des freins peut être effectué de la manière précédemment décrite.
La description précédente montre qu'un desserrage direct ou graduel des freins peut être effectué par l'inter- médiaire de la valve de contrôle et qu'un desserrage direct des freins peut être effectué indépendamment de la valve de contrôle. Le mécanicien de son poste sur la locomotive peut choisir le mode de desserrage qui convient le mieux suivant les circonstances.
Un train peut contenir dans sa composition des vé- hicules équipés avec des freins à desserrage direct ou normal et d'autres véhicules munis de l'équipement de freins de l'invention et dans ce cas il est préférable d'isoler dans ces derniers véhicules le dispositif de desserrage graduel des freins pour l'harmonie du fonctionnement des freins de tous les véhicules.
Si le dispositif de desserrage graduel des freins n'était pas isolé ,sur les véhicules munis de l'appareil de l'invention, le mécanicien pourrait mettre son robinet de
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frein dans la position qui provoque un desserrage graduel des freins et en ce cas une partie des véhicules ont leurs freins desserrés directement, tandis que les freins des autres vé- hicules sont desserrés graduellement, ce qui présente des inconvénients. Avec l'équipement perfectionné de l'invention pour obtenir le desserrage direct des freins cela ne peut pas arriver et ainsi on conserve l'harmonie dans le desserra- ge de tous les freins des véhicules.
D'après la description précédente on comprend qu'avec l'équipement de l'invention le mécanicien peut de son poste sur la locomotive, obtenir à volonté un desserrage direct ou graduel des freins sur un ou plusieurs véhicules du train.
Il est évident que l'invention n'est pas limitée à la construction particulière et à l'arrangement des divers dispositifs décrite et qu'on peut y apporter des modifications à la demande des circonstances particulières d'.application.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Appareil de freins à fluide sous pression com- prenant un dispositif pour effectuer un desserrage graduel des freins, dans lequel des organes placés sous la commande du mécanicien permettent de rendre ce dispositif de desserra- ge graduel opérant ou inopérant, à volonté.