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"Régulateur automatique de l'alimentation pour freins continus à pression de fluide"
La présente invention se rapporte aux freins continus, d'un type quelconqueà pression de fluide et a pour objet plus particulièrement un régulateur automatique d'alimentation à ac- tion différentielle de pression, qui présente beaucoup d'avan- tages techniques par rapport aux freins connus.
Plus spécialement dans le cas du robinet de manoeuvre du machiniste, type Westinghouse (tout ce qui vient d'être dit est valable toutefois également pour tous les types de robinets de manoeuvre), il arrive, dans la pratique actuelle, que lorsque le machiniste doit réalimenter le frein pour obtenir le ralen- tissernent partiel ou total, il porte en un premier temps le le- vier du robinet dans une première position dans laquelle le dis-
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tributeur rotatif établit une ample communication directe et libre entre le réservoir principal (situé sur la locomotive et dans lequel l'air est maintenu au moyen, par exemple, de pompes réglées, à une pression sensiblement plus élevée que la pression maxima de régime du frein) et la conduite princi- pale du frein,
dans le but d'obtenir dans une première phase un abondant passage d'air comprimé du réservoir principal à la conduite et aux réservoirs auxiliaires des différents véhicu- les du convoi.
Ensuite, dans le cas où il doit effectuer la re- charge complète du frein pour obtenir le ralentissement total de celui':'ci, le machiniste porte le levier du robinet de com- mande dans la seconde position dans laquelle l'amenée de l'air du réservoir principal vers la conduite est réglée com- me d'ordinaire par une soupape automatique d'alimentation ayant pour but d'empêcher également qu'à la tête du convoi la pression dans la conduite, pendant la recharge surpasse la va- leur maxima de régime établi.
Actuellement, en pratique, il arrive pour ces rai- sons que dans la seconde phase, la réalimentation du frein se fait plus lentement que dans la première, attendu que pour vaincre les résistances que la conduite, spécialement quand elle est très longue, oppose au passage de l'air, il faudrait que durant la réalimentation, la pression à la tête du convoi fût la plus élevée possible, cette soupape automatique empê- chant que la pression dépasse la valeur maxima de régime.
Cependant, si le machiniste devait garder pendant longtemps le robinet de commande dans la première position, alors l'inconvévient indiqué ci-dessus serait évité, mais dans ce cas on rencontrerait un autre inconvénient beaucoup plus grave. En effet, en tenant le robinet,,de commande dans la première position pendant longtemps, on déterminerait la sur- charge dans les appareils de frein des véhicules de tête,
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parce que dans les parties de la conduite situées à la tête du convoi, la pression atteinttoujours une valeur beaucoup supérieure à celle normale de r'égime pendant la réalimenta- tion en première position,
et cela par suite des résistances citées ci-dessus offertes par la conduite et par le fait que la pression de l'air de réalimentation provenant du réser- voir principal est maintenue, comme dit ci-dessus, à une va- leur convenablement plus élevée que celle de la pression nor- male de régime. La manoeuvre de la recharge du frein exige par conséquent actuellement beaucoup d'habileté et d'atten- tion de la part du machiniste, parce que le robinet de com- mande doit être tenu.dans la première position seulement pendant un temps limité (toujours difficile à déterminer, dans chaque cas suivant les variations de longueur du convoi) et que le robinet en question doit ensuite être placé dans la seconde position, appelée aussi position de marche, dans laquelle il est ensuite laissé tant qu'il ne faut pas faire agir les freins.
De tout ce qui vient d'être expliqué, il résulte que si le robinet de commande est laissé dans la pre- mière position pendant un temps trop long, on provoque la surcharge dans les véhicules de tête, et pour éliminer cette surcharge on devrait donc faire une série de manoeuvres qui exigent du temps et gênent la marche du convoi et par con séquent le service (en effet, le convoi ne peut reprendre sa marche que si tous les freins sont d'abord ouverts) ou bien on devra attendre l'élimination spontanée de cette sur- charge au moyen des fuites d'air de la conduite, ce qui exi- gerait un arrêt encore plus long, avec un préjudice densible pour le service ; enfin, il faudrait pour pouvoir répartir, surcharger le convoi entier en changeant ainsi le régime de fonctionnement du frein, ce qui est toujours nuisible et dan- gereux.
Si, au contraire, le machiniste pour s'épa,rgner de telles préoccupations, garde le robinet de commande en premie-
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re position pendant un temps trop court et passe ensuite à la seconde position, la recharge du frein s'effectue en un temps beaucoup trop long, ce qui donne lieu a des arrêts d'une longueur correspondante. Tout ce qui vient d'être dit est vrai dans l'hypotèse où le machiniste prend en tout cas attention de mettre, au moment opportun, le robinet de com- mande dans la seconde position. En pratique, il est cepen- dant assez fréquent que le machiniste en service, par suite de ses nombreuses occupations, laisse par suite d'un oubli le robinet dans sa première position pendant un temps trop long, ce qui cause alors la surcharge du frein.
Dans ce cas on retombe par conséquent dans l'inconvénient indiqué plus haut.
Grâce à l'utilisation du régulateur automatique objet de la présente invention, les inconvénients indiqués ci-dessus peuvent être éliminés, en toute sûreté, et les avantages correspondants sont atteints.
Ce résultat est atteint grâce au fait que le régu- lateur est pourvu, notamment d'un organe susceptible de ré- gler d'une façon continue et automatique les pressions qui, pendant l'alimentation et la recharge du frein, règnent,dans la partie de la conduite générale et dans le réservoir auxi- liaire situé à la tête du convoi. Le fonctionnement combiné de cet brgane de réglage et dun organe obturateur, interca- lé dans la canalisation d'arrivée de l'air à haute pression du réservoir principal, est tel que grâce à lui, indépendam- ment du fonctionnement du robinet de manoeuvre du machiniste, la valeur des deux pressions mentionnées ci-dessus de même que le rapport de ces valeurs, sont toujours automatiquement contenus entre des limites déterminées convenables en pra- tique.
On n'ignore pas; en effet, que le diamètre de la conduite étant généralement, petit par rapport à sa longueur
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il n'y a d'autre moyen pour accélérer la recharge du frein que d'effectuer une alimentation abondante avec de l'air sous la pression la plus élevée, possible, de façon à créer entre la tête et la queue du convoi une différence de pres- sion aussi élevée que possible, de façon à vaincre facile- ment les résistances offertes par la conduite même. Pour ces raisons il arrive que dans la pratique, une surcharge éventuelle du frein se manifeste à la tête du convoi avant de se manifester en tout autre endroit.
Pour éviter la surcharge du frein dans tout le convoi, il est par consé- quent nécessaire et suffisant que le rapport indiqué ci-des- sus des deux pressions citées soit constamment dans une re- lation déterminée avec le rapport entre les volumes de la portion de conduite et du réservoir auxiliaire de tête du convoi, de telle façon qu'à chaque valeur d'une des deux pressions corresponde une va.leur déterminée maxima de l'au- tre. Et, comme en général le volume de la partie de condui- te considérée est notablement inférieur au volume du réser- voir auxiliaire indiqué, il en résulte,que la pression li- mite dans la conduite à la tête du convoi peut atteindre des valeurs considérablement plus élevées que celles de la pression régnant, au même instant, dans le réservoir auxi- liaire de tête, sans danger de surcharge.
Un des buts pra- tiques de la présente invention est précisément celui d'ob- tenir que la recharge du frein s'effectue avec la différen- ce de pression la plus élevée possible entre la tête et la queue du convoi.
Une autre caractéristique importante du régula- teur, objet de l'invention, est la suivante : tandis qu'avec les systèmes actuellement en usage, quand le robinet de com- mande du machiniste se trouve placé dans la première posi- tion, et pendant tout le temps qu'il reste dans cette posi- tion, une communication directe large et libre est ouverte
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entre le réservoir principal et la conduite du frein, dans le système objet de la présente invention même si le robinet de commande se trouve dans la première position, la communi- cation citée ci-dessus est automatiquement interceptée quand le rapport entre les deux pressions indiquées (rapport qui est constamment réglé d'une manière automatique comme il est dit plus haut),
a atteint la valeur pour laquelle une aug- mentation de pression dans la partie de conduite de tête du convoi causerait la surcharge du frein.
Cette communication se rouvre automatiquement chaque fois que le robinet de commande se trouve dans la pre- mière où la seconde position, seulement quand la pression dans la partie de conduite de tête par rapport à celle ré- gnant dans le réservoir auxiliaire de tête, est descendue au-dessous de la valeur maxima indiquée ci-dessus. En subs- tance, le régulateur dont il s'agit dans la présente inven- tion, accomplit automatiquement les manoeuvres que le plus attentif et le plus habile machiniste ne serait pas à même de faire pour obtenir la recharge du frein dans le plus court espace de temps, sans que la surcharge se manifeste. Il est à rappeler, en outre, qu'en service, il arrive souvent que l'on doit remplacer la locomotive ou autre locomoteur qui remorque un convoi donné, par une autre locomotive ou locomoteur.
Dans de tels cas, le frein du convoi qui était relié à la locomotive précédente peut se trouver à une pression maxima de régime différente de celle pour laquelle sont réglés les appareils d'alimentation de la nouvelle locomotive. Ces dif- férences de valeur maxima de la pression de régime doivent être éliminées si 1!.on veut que le frein puisse régulièrement fonctionner même avec la nouvelle locomotive, et cela se fait actuellement au moyen de maceuvres diverses qui nécessitent bien souvent de longe arrêts pour le convoi.
Conformément
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à la présente invention, l'équilibre de ces pressions maxima est automatiquement effectué par le régulateur automatique en question, grâce à la présence d'une soupape spéciale automa- tique qui permet la. décharge de l'air en excès, en le préle-''- vant dans le réservoir auxiliaire de tête où il peut arriver de tous les appareils du frein du convoi, de telle façon que dès que la nouvelle locomotive est attachée, quelle que soit la différence existant entre les pressions citées, il suffit que le machiniste mette le robinet de oommande dans la premiè- re position pour que le convoi puisse reprendre aussitôt sa marche pendant laquelle l'équilibre exact des pressions maxi- ma indiquées se forme.
Les principaux avantages qui dérivent de l'application du régulateur automatique en question et les principales caractéristiques fonctionnelles que le frein, quel que soit son type, acquiéré grâce à cette application peuvent se résumer comme suit : a) on peut empêcher la surcharge du frein, même si le robinet de commande du machiniste reste constamment, quelle qu'en soit la raison, dans la première position (première po- sition entendue dans le sens connu habituellement, c'est-à- dire celle dans laquelle le réservoir principal à haute pres- sion se trouve en communication directe et libre avec la con- duite générale en passant par des ouvertures de section maxi- ma.
b) on peut régler la pression d'alimentation dans la partie de conduite située à la tête du convoi, de façon à obtenir que l'alimentation du frein s'accomplisse sous une différence de pression, entre la tête et la. queue du convoi, aussi élevée que possible, où, que tout en maintenant la ca- ractéristique a., la recharge du frein, toutes autres condi- tions restant égales, puisse s'effectuer dans le temps le plus court possible.
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c) on peut maintenir constante automatiquement la pres- sion maxima de régime du frein dans tout le convoi (à freins ouverts) même si le robinet de manoeuvre du machiniste reste abandonné dans la première position.
d) on peut obtenir automatiquement, lors du changement de locomotive, l'équilibre exact entre la pression maxima de régime pour laquelle se trouve réglée une locomotive au mo- ment de l'accrochage à un autre convoi et celle du convoi lui-même lorsque celui-ci aurait été précédemment accroché à une autre locomotive réglée pour une va.leur différente de la pression maxima de-régime du frein, et cela même si le robinet du machiniste est laissé dans sa première position. e) on peut éliminer d'une manière automatique une sur- charge accidentelle éventuelle du frein sans provoquer l'ac- tion intempestive des freins, le robinet du machiniste se trouvant donc abandonné dans sa première position.
Le régulateur automatique, objet de l'invention, de même que les modifications pratiques de celui-ci en ccopé- ration avec les autres organes en question du frein, sont ap- plicables, avec les mêmes avantages, à n'importe quel type de frein à pression de fluide. On peut appliquer aussi avec avantage à n'importe quel type de frein continu ..à pression de fluide un ou plusieurs organes constituant le régulateur automatique en question, lequel est imaginé de façon à rendre pratiquement impossible le défaut de fonctionnement du frein dans le cas où ce régulateur viendrait à se détériorer, com- me c'est souvent le cas, en service. D'autres avantages de la présente invention seront énoncés au cours de la descrip- tion.
Les dessine 'ci-joints montrent uniquement à titre d'exemple, deux dispositions d'installation du régulateur en question.
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Sur les figures se,trouvant sur la. planche 1, les appareils ou éléments faisant partie du régulateur automa- tique sont en substance les suivants et sont réunis entre eux au point de vue de leurs effets réciproques et de leurs commandes :
A) L'organe de réglage à action différentielle de pression (a) constitué par un élément mobile formé de deux pistons ou diaphragmes élastiques 18-19, de diamètres dif- férents, situés à une certaine distance l'un de l'autre et fixés rigidement à une tige unique 16. Ces deux pistons, a,vec l'enveloppe qui les contient, forment trois chambres (h) (i) (1) séparées hermétiquement de ceux-ci.
Dans la chambre (I) agit la pression maxima de régime du frein; dans la chambre (i) agit la pression régnant da,ns le réservoir auxiliaire (S) de tête du convoi ; dans la chambre (h) agit la pression régnant dans la partie de conduite (G) de tête du frein. Les actions de ces trois positions sur les deux pistons ou diaphragmes donnent une force résultante capable de faire déplacer l'élément mobile dans un sens ou dans un sens opposé, de telle façon que la tige 16 commande une soupape II munie d'un cône de réglage et coopérant aveo la lumière 12 (tiroir) qui ouvre ou ferme la communication entre une chambre (g) se trouvant au-dessus de cette soupape (ou tiroir) dans laquelle règne la pression du réservoir principal, et la chambre (h) de l'organe de réglage indiqué ci-dessus.
Les surfaces des deux diaphragmes ou pistons (18 - 19) de diamètres différents de l'élément mobile, sont établies de telle manière que l'une de celles-ci est propor- tionnelle au volume de la partie de conduite (G) du frein de tête du convoi et leur différence est proportionnelle au vo- lume du réservoir auxiliaire (S) de tête du convoi. On ob- tiendrait cependant des effets identiques en proportionnant ces deux surfaces de telle façon que l'une de celles-ci soit
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proportionnelle au volume du réservoir auxiliaire (S) et que leur différence soit proportionnelle au volume de la partie de conduite (G) de tête. La longueur de cette par- tie de conduite sera dans les deux cas celle qui est prati- quement la plus appropriée aux besoins.
B) L'organe obturateur (B) qui établit la fermeture ou l'ouverture automatique du canal de communication entre le réservoir principal et le robinet du machiniste (R), cet organe est essentiellement constitué par un tiroir 3 (ou soupape) commandé par un piston 6 sa déplaçant dans la cham- bre (f) qui est constamment en communication directe et li- bre en passant par le conduit calibré 6, avec la chambre (g).
Ce piston 5 est maintenu dans la position normale de repos (indiquée dans la figure) par le ressort de rappel 7. Dans cette position du piston 5, le tiroir 3 ferme la communica- tion entre les conduites 1 et 2 auxquelles sont respective- ment reliées, au moyen des raccords (a) et (b), la tuyaute- rie (p) qui amène l'air comprimé du réservoir principal au régulateur automatique et la tuyauterie 30 - 30' qui amène l'air du régulateur au robinet du machiniste (R), en passant par le robinet de dérivation (r').
C) La soupape automatique de réglage (C) est destinée à maintenir dans la chambre (1) de l'organe de réglage (A) la pression maxima voulue de régime du frein. Cette soupa- pe se compose d'une double soupape 34 - 36, commandée par un diaphragme mobile (ou piston) 45 qui, en coopération avec l'enveloppe extérieure, forme et sépare les deux cham- bres (q) et (r). Dans la chambre (q) agit constamment la pression régnant dans la chambre (1) grâce au canal de com- munication 22; dans la chambre (r) agit au contraire cons- tamment la pression atmosphérique par suite de la présence des trous 42.
Le diaphragme 45 se trouve par conséquent constamment soumis sur sa face tournée vers la chambre (q)
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à la pressibn régnant dans la chambre (1) et sur la face tournée vers la chambre (r) à la pression atmosphérique et à l'action du ressort taré 38 dent la tension peut être ré- glée préalablement à la main selon les besoins au moyen de.- la vis 40 commandée par le petit volant extérieur 41. Les trous 42 permettent constamment l'action de la pression at- mosphérique dans la chambre (r). La soupape 34 sépare la chambre (o), dans laquelle arrive l'air du réservoir prin- cipal en passant par la tuyauterie 9 de la chambre (q); la soupape 36 sépare la chambre (q) de la chambre (t), la sé- parant par conséquent ainsi de l'atmosphère.
La tige 35, qui réunit les deux soupapes 34 et 36, est formée de deux pièces reliées avec un jeu mécanique convenable.de manière à permettre qu'entre les deux, les soupapes mentionnées ci- dessus puissent s'appuyer sur les sièges respectifs 44 - 37, de façon à fermer en même temps la communication entre les chambres (o) et (q) et entre la chambre (q) et (r), même si le diaphragme 45 oscille, entre des limites déterminées, autour d'une position centrale d'équilibre.
Cependant, si ces limites viennent à être dépassées dans un sens (supé- rieur), la soupape 34 est soulevée, tandis que la soupape 36 reste fermée ; bien si ces limites sont dépassées dans l'autre sens (inférieur) la soupape 34 reste fermée, tandis que la soupape 36 s'ouvre, parce que son propre siège 37, étant rendu solidaire du diaphragme 45, est déplacé vers le bas d'une quantité supérieure au jeu laissé entre les deux parties de la tige 35 qui relie les deux soupapes. Deux ressorts de rappel 33 et 33' favorisent, au moment opportun, la fermeture des soupapes 34 et 36.
D) La soupape de retenue 23 qui permet, à travers la tuyauterie 27 - 26, un passage éventuel de fluide du réser- voir auxiliaire de tête (S) vers la chambre (1) de l'organe
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de contrôle(A). Cependant cette soupape ne permet aucun passage en sens inverse, c'est-à-dire avec la chambre (1) vers le réservoir (S). La fonction de cette soupape de re- tenue est d'éviter que dans le réservoir auxiliaire de tête (S) puisse régner comme d'ordinaire une pression supérieure à la pression normale de régime du frein qui est fixée et qui doit être maintenue telle quelle dans la chambre (1).
E) Le robinet de déviation (r') est constitué par un robinet de construction ordinaire commandé à la main, dont la partie mâle conique porte un canal 46. Celui-ci sert à supprimer ou à rendre plus efficace le fonctionnement du régulateur en question. En effet (Planche 1, figure 1), le canal 46 met en communication la tuyauterie 30, qui con- duit l'air provenant du réservoir principal, après que ce- lui-ci a traversé l'organe obturateur (b) à la tuyauterie 30' qui conduit ensuite ce même air au robinet du machinis- te (R). Une tuyauterie auxiliaire 31, qui se détache de la tuyauterie (p), en amont du régulateur en question, con- duit directement au robinet de déviation(r') l'air provenant du réservoir principal de telle façon que l'air puisse arri- ver au robinet (R) sans passer par l'organe obturateur (B) (Planche 1, figure 4).
Le robinet de déviation (r'), grâce au canal 46, peut par conséquent établir une communication entre les tuyauteries 30 et 30'. en rendant impossible en même temps la communication entre les tuyauteries 31 et 30' (Planche 1, figure 1) ou bien il peut établir la commu- nication entre les tuyauteries 31 et 30', en coupant en même temps la communication entre les tuyauteries 30 et 30' (Planche 1, figure 4), selon la position prise par la par- tie mâle conique, etrpouvant être obtenue au moyen de rota- tions d'environ 900 qui peuvent être effectuées par le le- vier extérieur.
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F) La conduite 31 qui met en communication directe et libre le réservoir principal avec le robinet de dévia- tion (r') .
G) La tubulure (p) qui conduit directement l'air com- primé du réservoir principal a.u régulateur de l'alimenta- tion en question.
H) La tubulure 30 qui conduit l'air du régulateur sus- d.it au robinet de déviation (r').
I) La tubulure 30' qui conduit l'air du robinet de déviation (r') a,u robinet du machiniste (R).
L) La tubulure 9 qui conduit l'air du réservoir prind - pal à la chambre (o) de la soupape automatique (0) en pas- sant par le robinet ordina,ire d'interception (r"") com- mandé à la main.
M) La tubulure qui conduit l'air de la. chambre (q) de la soupape (C) à la chambre (1) de l'organe de contrôle (A) ou vice-versa.
N) Le réservoir (H) relié directement à la chambre (1) de l'organe (A) au moyen du canal de communication 21. Ce réservoir (H) sert, quand il convient d'augmenter convena- blement le volume de la chambre (1) en vue d'assurer un fonctionnement régulier de l'élément ou ensemble mobile 16-18-19.
0) La tubulure 27 qui sert à maintenir en communica- tion directe et libre la chambre (i) de l'organe (A) avec le réservoir auxiliaire (S) de tête. Dans ce canal 27 est intercalé un robinet de construction ordinaire d'intercep- tion (r''') manoeuvrable à la main, afin de pouvoir, s'il est nécessaire, isoler la.chambre (i) du réservoir (S).
P) La tubulure 26 qui relie le réservoir auxiliaire (S) à la. chambre (1) de l'organe (A), en passant par une soupape de retenue 23 de manière à ce que l'air puisse
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éventuellement passer du réservoir indiqué ci-dessus à la chambre (1) mais non dans le sens inverse. La tubulure 26 est munie d'unrobinet ordinaire d'interception (r'''''').
Q) La tubulure 28' qui conduit l'air de la partie de tête de la conduite principale (G), en partant d'un point (Z) situé à proximité de la triple-valve (T-V) et du réser- voir auxiliaire (S), à la chambre (h) de l'organe de con- trôle (A), en passant par le distributeur rotatif du robi- net du machiniste (R). Ce canal 28 est disposé de telle manière que cette communication reste ouverte seulement jusqu'à ce que le robinet (R) se trouve dans la première ou la seconde position.
Pour réaliser le but indiqué, le distributeur rotatif indiqué ci-dessus porte un canal 29 de telle façon que l'air comprimé partant de la chambre (h) arrive au robinet (R) en passant par le canal 28, et ensui- te, en traversant le canal 29, arrive à la conduite (G) en (Z) en parcourant le canal 28'; cela n'a lieu que si le ca- na29 se trouve orienté de manière à mettre en communica- tion entre eux les deux canaux 28 et 28', oomme le montrent les figures 1 et 2 de la planche 1, c'est-à-dire seulement si le robinet du machiniste (R) se trouve en première ou seconde position. Lorsque, au contraire, le robinet (R) se trouve en troisième position, comme cela arrive dans les autres positions successives de fermeture, le passage de l'air du canal 28 au canal 28' est empêché, comme le montre la figure 3 de la Planche 1.
La disposition décri- te, qui se trouve représentée simplement à titre d'exemple dans la Planche 1, exige, comme on le voit, la disposition du canal 29 dans-le distributeur rotatif du robinet (R), disposition qui, en pratique, pour certains types de robi- nets de commande, peut donner lieu , des difficultés.
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La présente,invention prévoit une seconde disposition d'installation représentée simplement à titre d'exemple, par la Planche 2 suivait laquelle-la.disposition du canal 29 n'est pas nécessaire.
La différence essentielle entre la première dis- position et cette seconde consiste dans le fait que l'in- terruption automatique de la veine fluide, qui en pa,rtant du réservoir principal et en passant par le robinet (R) se trouvant dans la première et la seconde position va alimen- ter la conduite (G) du frein, est effectuée en aval du ro- binet de commande (R) plutôt qu'en amont. Plus spécialement aux figures de la Planche 2, l'organe obturateur (B) est intercalé dans le canal qui conduit l'air du robinet (R) à la conduite (G).
Les appareils ou parties constituant le régulateur automatique en question, selon la disposition figurée dans les dessins de la planche 2, sont en substance les suivants et sont réunis entre eux dans leurs effets et leurs commandes réciproques :
1)- La conduite d'alimentation (p) partant du @@réser- voir principal arrive directement au robinet (R) sans tra- verser aucun organe d'interruption automatique.
2) - Le robinet de déviation (r') est intercalé en aval du robinet de commande (R) de façon à avoir, pour une posi- tion de ce robinet (r' Planche 2, figure 2) la communica- tion directe entre le robinet (R) et la conduite (G) en , passant par le raccord 30, le canal auxiliaire 30', et la tuyauterie 32. Dans ce cas, l'organe (B) se trouve isolé et par conséquent le régulateur automatique en question n'entre pas en action. En faisant tourner d'environ 90 , le robinet (r') (Planche 2), figure 1), le canal 30 est placé au contraire en communication avec le canal 31, par
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,la conduite 46, pendant qu'en même temps le canal auxiliai- re 30' reste isolé. Dans ces conditions, l'alimentation du frein est contrôlée par le régulateur automatique en question.
3)- La tubulure 28 ne passe pas à travers le distri- buteur rotatif du robinet (R), mais elle relie directement la chambre (h) de l'organe (A) avec la conduite (G) en un point (Z) situé à proximité de la triple valve (T - V) et du réservoir (S) de tête du convoi.
4)- Dans le canal 10 de communication entre la cham- bre (f) de l'organe (B) et la chambre (g) de l'organe (A) est intercalée une soupape de retenue (1), qui permet le passage de l'air de la chambre (f) à la chambre (g) et em- pêche le passage en sens inverse. Quant au reste, les dispositions représentées, à simple titre d'exemple, par les Planches 1 et 2, sont équivalentes.
Pour ce qui est du fonctionnement du régulateur automatique dont il s'agit dans la présente invention, et plus particulièrement de celui de la première disposition d'installation figurée à la Planche 1, on se rend compte de ce que l'air comprimé à haute pression, provenant du réservoir principal, atteint le régula.teur par la tuyaute- rie (p) reliée au raccord (a), et entre dans la conduite 1 et dans la chambre (e) dans laquelle sè déplace le tiroir obturateur 3 commandé par le piston 5.
Dans l'hypothèse où l'on déstre au début charger le frein à la pression normale de régime choisie, on doit pla- cer le robinet de, commande (R) dans la première position, après avoir réglé-au moyen du petit volant 41 la tension du ressort 38 de la'soupape automatique (C) de telle maniè- re que que la tension corresponde à la valeur de la pres- sion maxima de fonctionnement du frein telle qu'on la dé-
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sire.
En outre, on devra disposer., le robinet de déviation (r') dans la position indiquée par la* figure 1, pour laquel- le le régula,teur est en fonctionnement, et l'on devra ouvrir les différents robinets d'interception (r" r'''- r"" - r""') disposés sur les tuyauteries respectives 28 - 27 - 9 - 26. L'a,ir comprimé venant du conduit 1 et de la chambre (e), pénètre dans le canal 9 aboutissant à la chambre (o) de la soupape (C) où, trouvant ouverte la soupape 34, (par- ce qu'elle est maintenue soulevée par le ressort 38) pénètre dans la. chambre (q) et, se dirige ensuite, par le canal 22, vers la chambre (1) de l'organe (A) et le réservoir supplé- mentaire (H).
Ce passage de l'air continue jusqu'à ce que dans la chambre (1) comme dans le réservoir (H) la pression ait atteint la valeur maxima de régime choisie. A ce moment la pression régnant dans la chambre (q) surmonte l'effort exercé par le ressort 38, pendant que le diaphragme 45 s'abaisse jusqu'à ce que la soupape 34 se ferme en inter- ceptant le passage de l'air du réservoir principal vers la chambre (1). La soupape 36 est donc fermée, grâce au jeu existant dans la tige 35 qui relie les deux soupapes 34 et 36. En même temps, par suite de l'augmentation de pression dans la chambre(1), l'ensemble ou l'élément mobile 16 - 18 19 est poussé vers le haut, de telle façon que la tige 16 ouvre la soupa,pe 11 et découvre la lumière la. plus grande, entre le cone de graduation et le siège 15.
L'air de la chambre (e), qui se trouve à là pres- sion régnant dans le réservoir principal, en passant par le canal calibre 5, pénètre dans la chambre (f), et par le passage 10, arrive ensuite à la chambre (g), où trouvant ouverte la soupape 11, il arrive à la chambre (h) en se dirigeant ensuite par le canal 28, le passage 29 à la con-
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duite du frein (G). Le canal 6 a cependant un diamètre calibré, d'une manière convenable, de telle façon que quand la soupape 11 se trouve, par rapport au propre cone de gra- duation 12, en position d'ouverture maxima, le débit en air du canal 6 est sensiblement inférieur à celui de la soupape 11. Par le raccordement, (K), l'air continue sa course le long de la conduite de tout le convoi.
Dans la chambre (f) et la chambre (g) il s'établit donc une pression sensible- ment inférieure à celle régnant dans la chambre (e). Cette différence de pression détermine le déplacement rapide vers le bas du piston s, lequel est muni d'une face élastique 8 destinée à rendre possible la fermeture exacte du canal 6.
En s'abaissant, le piston 5 comprime le ressort de rappel 7, et le tiroir 3 est entraîné vers le bas, de sorte que celui-ci ouvre une communication entre les conduites 1 et 2 par lesquelles l'air du réservoir principal peut passer, en grande quantité, en se dirigeant vers la conduite (G) du frein, par la conduite 30, le canal 46, la conduite 30', le robinet (R) et la conduite 32. En même temps, une quantité moindre d'air arrive aussi du réservoir principal à la con- duite (G) par le parcours indiqué ci-dessus - 1 - (e) - 6 - (f) - 10 - (g) - 11 - 12 - (h) - 28 - 29 - 28' - (G) - (K).
Pendant que se produisent les passages d'air indiqués, la pression régnant dans la chambre (h), qui se maintient, à une quantité sensiblement égale à celle régnant dans la con- duite (G) grâce à la communication directe 28 - 29 - 28', et la pression régnant dans la chambre (i) qui se maintient à une quantité sensiblement égale à celle régnant dans le réservoir (S), continuent à varier. De tout ce qui précède, il résulte que, pendant.l'alimentation du frein, sur l'élé- ment mobile 16 - le - 19 agissent en même temps la pres- sion constante maxima de régime du frein et les deux pres-
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Pions variables mentionnées ci-dessus.
Les chambres (1)-(i) et (h) de l'organe (A) sont disposées d'une manière telle que les deux pistons 18 et 19 sont soumis séparément à l'action antagoniste de deux des trois pressions de telle façon que l'élément mobile est soumis dans l'ensemble à l'action de la résultante des forces déterminées par ces dites actions, ré- sultante qui est dirigée vers le haut seulement si la pres- sion de la conduite (G), par rapport à la pression régnant en même temps dans le réservoir (S), a une valeur telle qu' elle exclut le danger de surcharge des appa.reils de frein du véhicule de tête.
Dans ces conditions, la soupape 11 est soulevée, totalement ou partiellement, selon la valeur de la résultante dont il est question ci-dessus,de sorte que le c8ne de graduation 12, se déplaçant par rapport au siège 15, établit un passage de débit maximum ou de débit plus ou moins grand, selon le degré de soulèvement de la soupape en question.
Si la soupape 11 est complètement soulevée, on a la grande alimentation à travers les conduites 1 et 2, parce que le piston 5 s'abaisse complètement de telle façon que le tiroir 3 ..'ouvre complètement le passage laissant passer une grande quantité de fluide entre les conduites 1 et 2. Si la soupape 11 est partiellement ouverte, on a au contraire un passage moins abondant de fluide par 1 - (e) - 6 - (f) - 10 - (g) - 12 - 15, en fonction de la position du cône de graduation 12, parce que le piston 5 comme le tiroir 3 viendront prendre une position intermédiaire entre les positions extrêmes, dans laquelle la grande communication entre les conduites 1 et 2 est ouverte en partie seulement, selon l'intensité de l'ac- tion produite par la différence de pression entre les cham- bres (e) et (f), par suite du fonctionnement combiné de la soupape 12 et du canal calibré 6.
Cette différence de pres-
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sion détermine en effet sur le piston 5 une force relative dirigée vers le bas, force sur laquelle réagit le ressort de rappel 7 dont,la tension augmente par l'abaissement du piston 5. De tout ce qui précède, il résulte qu'à chaque valeur de la différence de pression dont il est question ci-dessus correspondra une position d'équilibre du piston 5 et du ti- roir 3, comprise entre les deux positions extrêmes, position qui pourra varier continuellement d'après les variations des pressions agissantes, pendant l'alimentation du frein, sur l'ensemble mobile 16-18-19.
Ce fonctionnement du régula- teur automatique se vérifiera, non seulement durant la phase finale d'une recharge quelconque effectuée par le machinis- te, mais même quand à freins ouverts, la pression dans la conduite diminue à cause de petites fuites d'air. L'organe de réglage ,ou de contrôle (A) sert donc aussi pour mainte- nir constante dans tout le frein la pression maxima de régi- me fixée, parce qu'une diminution de cette pression, quand le robinet (R) se trouve en première ou en seconde position, ne fait que déterminer une ouverture partielle de la soupape 11 et par conséquent une réalimentation automatique à travers 1 - (e) - 6 - (f) - 10 - (g) - 12 - 15 exactement proportion- nelle à la quantité d'air qui s'échappe de la conduite et des appareils du frein par suite du manque d'herméticité.
En par- ticulier, quand le besoin d'air dans la conduite du frein, pour une raison quelconque, est petit, la soupape 11 se sou- lève très peu, et ainsi le passage 12 et 15 peut se réduire jusqu'à devenir de moindre débit que le canal 6. Dans ce cas, le piston 5 ne se-déplace pas, parce que sur celui-ci n'agit aucune différence de pression : mais ce dernier se trouve maintenu par le ressort-7 dans sa position supérieure extrê- me dans laquelle 'le .tiroir 3 ferme la communication à grand
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débit entre les conduites 1 et 2.
L'alimentation s'accomplit alors seulement suivant le parcours 1 - (e) - - 6 - (f) -10 - (g) -12 - 15 - (h) -28 - 29 - 28' - (G) - (K), et en quan- tité proportionnelle à l'ouverture qui s'est formée en fonc- tion de la position du cône de graduation 12 par rapport au siège 15. Si pour une raison quelconque (erreur de manoeuvre, changement de locomotive, etc...) on constatait une surcharge dans le frein et par conséquent dans le réservoir de tête (S), cette surcharge serait ressentie aussi dans la chambre 1, où l'air peut arriver en venant du réservoir auxiliaire (S) par les canaux 27 et 26, la chambre (m), la soupape de retenue 23, la chambre (n) et le passage 24. On aurait par conséquent l'équilibre immédiat des pressions dans les chambres (i) et (1) et dans le réservoir (R).
La pression plus élevée régnant dans la chambre (1) se ferait aussitôt sentir aussi dans la chambre (q) de la soupape (C) et agira.it en cet endroit sur le diaphragme 45, lequel serait déplacé de sa position d'é- quilibre et poussé dans sa position extrême inférieure dans laquelle le siège 37 est éloigné de la soupape d'échappement 36. Dans ces conditions, l'air de la chambre (q) se décharge- rait dans l'atmosphère par la soupape 36, la chambre (r) et les passages 42, et cette décharge provoquerait un abaisse- ment général de la pression dans tout le frein. Cette déchar- ge importante ne provoque pas la mise en action intempestive des -freins, parce que le trou d'échappement pratiqué dans le siège mobile 37 est convenablement calibré.
L'air revenant de tous les appareillages du frein du convoi est recueilli dans la conduite principale (G) et arrive dans le tronçon de tête représenté en (Z), pénètre dans la triple-valve (T - V), atteint le réservoir auxiliaire de tête (S) et parcourt donc le chemin indiqué 27 - 26 - (m) - 23 .. (n)' - 24 - (1) - 22 - (q) - 36 - 37 - (r) - 42, point où il se répand dans l'atmos-
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phère. La décharge continue jusqu'à ce que la pression, en s'abaissant dans tous les appareils du frein du convoi, attei- gne la valeur normale de régime.
Dans ce cas, le diaphragme 46 se soulève sous l'action du ressort 38 en refermant la soupape 36, sans toutefois ouvrir la soupape d'alimentation 34 grâce au jeu existant dans la tige 35, et le ressort 38 reprend ainsi la position dans laquelle l'effort qu'il exerce contre le diaphragme 45 correspond à la valeur fixée pour la pression normale de régime. Pendant la décharge déorite ici, l'ensemble mobile 16 - 18 - 19 reste bloqué dans sa position inférieure extrême dans laquelle la soupape 11 reste fermée, et cela parce que la pression dans la chambre (1) se main- tient légèrement inférieure à celle de la chambre (i), grâce à. la soupape de retenue 23.
En ce qui concerne plus particulièrement les des- sins de la Planche 2 qui, simplement à titre d'exemple, re- présentent la seconde disposition d'installation mentionnée ci-dessus, on doit mentionner les caractéristiques suivan- tes :
1)- L'organe (B) pour la fermeture automatique du canal de communication entre le robinet (R) auquel arrive direete- ment l'air à haute pression provenant du réservoir principal par la. conduite (p) et la conduite principale (G), est inter- calé entre la canalisation 31 qui est reliée au robinet (R) et la canalisation 32 qui est reliée à la conduite (G) située en tête du convoi. Cet organe (B) est essentiellement consti- tué par un piston différentiel 6 muni d'une face élastique 8.
La tige de ce piston,se termine vers le bas sous la forme d'une soupape 3, munie d'un cône de graduation (x), destiné à ouvrir ou à fermer l'embouchure du canal 32. Le ressort de rappel 7 maintient pu tend à ramener le piston 5 dans une
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position normale de repos dans laquelle la soupape 3 est fer- mée. Le piston 5, en coopérant avec l'enveloppe qui le oon- tient et dans laquelle il peut coulisser, forme deux chambres (e) et (f), qui sont entre elles en communication constante par le canal calibré 6.
2) - La canalisation 10 qui relie la chambre (f) à la chambre (g) de l'organe (A), organe qui est tout à fait iden- tique à celui décrit pour la première disposition d'installa- tion.
3)- La soupape de retenue 1', disposée de façon à per- mettre le passage de la chambre (f) de l'organe (B) à la chambre (g) de l'organe (A), destinée à empêcher un retour d'air de (g) et (f). Elle se compose d'une soupape ordinai- re 1' placée dans une petite chambre 2. Un ressort de rap- pel 20 sert à maintenir ou à ramener cette soupape dans sa position propre.
4) - La canalisation de raccordement 31 qui relie le ro- binet (R) à l'organe (B) au moyen d'une bride (a).
5)- La canalisation de raccordement 32 qui se relie à l'organe (B) au moyen de la bride (b) et sur laquelle s'em- branche la conduite principale (G) du frein.
6)- La canalisation 30' qui relie directement le robi- net de déviation (r') au canal 32 ou à la conduite (G).
7)- Le robinet de déviation (r') intercalé dans le con- duit 30-31 qui relie le robinet (R) à l'organe (B) . Ce robi- net peut occuper deux positions distinctes dans l'une des- quelles, (Planche 2, figure 1), s'établit, par le canal 46, la communication entre les canaux 30 et 31, de façon à faire entrer en fonctionnement le régulateur automatique; en même temps le canal supplémentaire 30' se ferme. Dans l'autre position, (Planche 2, figure 2), le canal 46 établit, par le
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canal supplémentaire 30', la communication directe entre les canaux 30 et 32, c'est-à-dire entre le robinet (R) et la con- duite (G), pendant qu'en même temps la communication entre les canaux 30 et 31 se ferme, de façon à isoler le régulateur automatique en le rendant inactif.
Il y a lieu de remarquer que le robinet (r'), quand il est placé dans la position indiquée à la figure 4 de la Planche 1 et dans la figure 2 de la Planche 2, sert en outre comme robinet de sûreté au cas où le régulateur, ne fonction- nerait pas. Il sert aussi pour surcharger le frein, si on le désire.
8). La canalisation 28 munie du robinet d'interception (r"), qui établit la communication entre les chambres (h) de l'organe (A) et la conduite principale (G) de tête du convoi en un point (Z) situé à proximité de la triple-valve (T - V) et du réservoir (S) auxiliaire de tête.
Tous les autres organes sont communs aux deux dis- positions d'installation dont il est question ci-dessus et leur fonctionnement est identique.
En ce qui concerne le fonctionnement de la seconde disposition d'installation représentée par la Planche 2, fi- gure 1, il faut noter que pendant la recharge du frein, le robinet de commande (R) est mis en première ou en seconde po- sition. La soupape 11 comme on l'a expliqué ci-dessus est soulevée de la quantité maxima parce que l'ensemble mobile 16 - 18 - 19 est amené dans la position supérieure extrême.
L'air provenant du réservoir principal par le con- duit (p), après avoir traversé le robinet (R), entre dans le canal 30 et, en passant par le canal 46 du robinet (r') et par le canal 31, arrive-a la chambre (e) de l'organe (B). De la chambre (e), il passe ensuite par le canal 6 et arrive à
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la chambre (f), d'où après avoir soulevé la soupape l'il arrive par la chambre 2 et le canal 10, à. la chambre (g) de l'organe (A) d'où en passant par la soupape 11, il arri- ve à la chambre (h) et de là, par le conduit 28, arrive en (Z) à la conduite (G).
On a indiqué plus haut que la soupa- pe 11 est ouverte au maximum dans une mesure telle qu'elle laisse passer une quantité d'air plus grande que celle qui peut passer à travers le canal calibré 6. Il en résulte, par conséquent, une diminution de la pression dans la chambre (f) par rapport à celle régnant dans la ohambre (e) (où la pression se maintient égale à celle du réservoir principal); il en résulte que le piston 5 en surmontant l'effort du res- sort 7, se soulève et ouvre la soupape 3, en établissant ain- si un passage abondant d'air du réservoir principal à la con- duite du frein (G) par (p) -(R) - 30 - 46 -31 - (e) -3 - 32 -(G) - (K).
L'ouverture de la soupape 11 se réduisant successivement, grâce au cône de graduation 12, on aura une lumière de passage 12 - 15 de moindre section et par consé- quent le piston 5, poussé par le ressort 7, s'abaissera jus- qu'à ce que le cône de graduation (x) vienne étrangler plus, ou moins le grand passage 3, c'est-à-dire selon que la lu- mière du passage 12 - 15 est plus ou moins grande que celle du passage calibré 6. Dans ces conditions, la quantité d'air d'alimentation est réglée en proportion des besoins, comme on l'a expliqué pour la première disposition d'instal- lation.
Quand la lumière 12 - 15 est inférieure au passage 6, le piston 5 poussé par le ressort 7, s'abaisse complète- ment en fermant le grand passage 3. Chaque fois que la sou- pape 11 sera ouverte, l'alimentation pourra encore avoir lieu, quoique en quantité limitée par le parcours (p) - (R) - 30 - 46 - 31 - (e) - 6 - (f) -1 - 2 - 10 -(g) - 12 - 15 -
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(il) - 28 -(G) - (K), ce qui se produit vers la phase fina- le d'une recharge du frein ou en cas de fuites d'air de la conduite lorsque les freins sont ouverts, comme on l'a ex- pliqué.
Une caractéristique importante de l'organe (B) est la suivante : Quand pour freiner on porte le robinet de commande (R) dans la quatrième ou dans la cinquième posi- tion, l'air contenu dans l'organe (B) au-dessus de la sou- pape 3 et au-dessous de la soupape l'et également l'air contenu dans les conduites de raccordement 31 - 46 - 30, se décharge rapidement dans l'atmosphère par le robinet (R).
L'air de la chambre (g) de l'organe (A) ne peut retourner dans les chambres (f) et (e) parce qu'il est maintenu par la soupape 1' de sorte que l'organe (A) reste inactif. Ce- pendant la pression s'abaisse soudainement dans les chambres (e) et (f) de sorte que l'air de la conduite (G), arrivant dans le canal 32, exerce une pression sous la soupape 3, la soulève pour passer dans la chambre (e) et par consé- quent pour se décharger dans l'atmosphère par 31 - 46 - 30 - (R).
Pendant cette décharge, le piston est poussé dans sa position supérieure extrême et le ressort 7 est comprimé, l'air trouvant une ample issue vers l'atmosphère. Lorsque le robinet (R) est amené da.ns la troisième position en vue de faire cesser la décharge d'air, grâce au canal de commu- nication 6, tant dans la chambre (e) que dans la chambre (f) s'établit rapidement la même pression qui règne dans la con- duite (G). Dans ce cas, le piston 5 est soumis sur deux fa- ces à une pression'égale, c'est pourquoi le ressort de rap- pel 7 ramène instantanément dans sa position inférieure ex- trême de repos pour laquelle le grand ,passage 3 reste fermé.
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La répétition d'une facon quelconque des manoeuvres avec le robinet (R) tant pour recharger le frein que pour décharger la conduite, comme on 1 la décrit , donnent lieu au fonctionnement correspondant des organes constituant le régulateur automatique de l'alimentation en question.
Bien que, pour des raisons d'exposé, la descrip- tion qui précède et les exemples pratiques de réalisation ont été basés sur tout ce qui figure aux planohes annexes et aux dessins, beaucoup de modifications et d'additions peuvent être introduites soit dans chacune des parties du régulateur, soit dans l'ensemble, sans pour cela s'écarter des caractéristiques de l'invention.
Ainsi, par exemple: on peut modifier le type et la construction de l'organe ob- turateur (B) ; on peut grouper ou disposer autrement les di- vers robinets d'interception placés dans les diverses tuyau- teries de raccordement; on peut modifier le type et la dons- truotion des soupapes et leurs organes servant à la gradua- tion des ouvertures : on peut modifier la disposition des tuyauteries en permettant son adaptation aux exigences pra- tiques d'installation des appareils;
on peut modifier la disposition des chambres de l'organe de réglage à action différentielle de pression (A), et on peut modifier les pressions dans ces chambres actives en obtenant les mêmes résultats grâce à l'emploi de connexions à levier à bras égaux ou différents selon les cas et selon les réalisations adoptées, on peut faire varier et modifier les fohotions et la position du canal de connexion 29 selon les,exigences pratiques; on peut introduire des organes amortisseurs sus- ceptibles de rendre stablesles positions occupées par les organes qui commandent les lumières graduables, etc, etc.