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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de .
" Perfectionnements aux appareils de freinage à fluide sous pression pour véhicules de che- min de fer ".
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Dans le freinage des véhicules de chemin de fe#p'"des blocs de frein qui agissent, soit directement sur les roues, soit sur des tambours, soit sur des disques assemblés avec les roues, l'effort de freinage ne doit pas être plus grand que l'adhésion existant entre la roue et le rail ; les roues s'enrayent, ce qui est nuisible à tous les points de vue.
On doit, toutefois, faire remarquer que pour une pression donnée des blocs freineurs sur les roues, l'effort de freinage ne se maintient pas à une valeur constante, car cet effort est fonction du coefficient de friction entre le bloc du frein et
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la roue, friction qui, à son tour, dépend de divers facteurs, y compris la vitesse.
Ce coefficient de friction est faible aux vitesses élevées et aussi longtemps que la vitesse ne tombe pas au-dessous de 35/40 kilomètres à l'heure; mais il acquièrt une valeur rapidement croissante quand la vitesse tombe de cette limite à zéro .
Il est clair,par conséquent,que pour arrêter rapidement un train qui roule à grande vitesse, il est nécessaire de pouvoir faire agir tout dabord une très forte pression de freinage sur les blocs du frein et en même temps de réduire cette pression à la valeur normale dans le stade final du bioquage, afin d'empêcher l'enrayage des roues.
Conformément à l'invention, on prévoit des arrangements perfectionnés destinés à libérer automatiquement et en partie la pression du fluide du oylindre du frein pendant l'arrêt du train. Ainsi qu'on le constatera par la description, l'invention permet également de maintenir le cylindre du frein, même quand il y a une fuite dans celui-ci, et, de plus,elle permet d'augmenter la pression du oylindre du frein jusqu'à la valeur maximum réalisable,quelles que soient les oonditions de freinage antérieures, à condition que la vitesse du train dépasse un minimum donné.
Le dispositif conforme à l'invention comprend deux éléments distincts : l'un de ceux-ci, entièrement pneumatique contrôle la conduite d'alimentation du oylindre du frein; l'autre est électro-pneumatique et son action dépend de la vitesse du véhicule et détermine le fonctionnement de l'élément pneumatique.
On va à présent décrire l'invention en se référant aux dessins ci-joints qui montrent,schématiquement et à titre d' exemple,,une forme de construction du dispositif.
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La figure 1 montre le dispositif lors du processus à grande vitesse;
La figure 2 montre le même dispositif quand la vitesse du train est ramenée au-dessous d'une valeur donnée;
La figure 3 montre le dispositif lors du processus dans lequel cesse le dégagement du fluide sous pression du cylindre du frein;
La figure 4 est une vue du robinet de mise hors service, dans la position dans laquelle le dispositif est mis hors service.
Dans l'exemple représenté, l'élément pneumatique se compose essentiellement du corps 1 dans lequel est monté un piston coulissable qui actionne deux soupapes en communication réciproque. La soupape supérieure 3,qui a d'amples dimensions, oontrôle la communication entre le distributeur ( soupape ou robinet triple ) et le cylindre du frein ; la soupape inférieure 4 règle l'échappement éventuel de la pression du fluide du cylindre du frein dans l'atmosphère par un passage d'étranglement 13.
Un ressort 5,logé dans le piston 2,maintient ce piston, quand le frein est desserré, dans sa position supérieure, de sorte que la soupape supérieure 3 est ouverte et la soupape inférieure 4 fermée.
L'élément électro-pneumatique se compose d'un électroaimant qui actionne deux soupapes interconnectées.
Quand le circuit de l'électro-aimant est excité, les deux soupapes 6 et 7 sont repoussées vers le bas, ce qui a pour conséquence de fermer la soupape 6 sur son siège et d' ouvrir la soupape 7.
Quand ce circuit perd son excitation, le petit ressort 8 soulève les deux soupapes 6 et 7, ferme la soupape 7 sur son siège et ouvre la soupape 6.
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Un dispositif centrifuge d'un type connu sert à exciter le circuit de 1'électro-aimant quand la vitesse dépasse une valeur donnée, par exemple 50 kilomètres à l'heure.
Dans ses divers stades de marche, le dispositif fonctionne comme suit.
On se placera dans l'hypothèse où le train roule à grande vitesse ( voir figure 1). Dans ce cas, le circuit électrique est excité et conséquemment les deux soupapes 6 et 7 se trouvent dans leur position la plus basse. Par conséquent, la soupape supérieure 6 est fermée sur son siège ,tandis que l'autre soupape, la soupape 7,est décollée de son siège. Si on serre le frein, la pression du fluide fournie par le distributeur, par l'intermédiaire d'une conduite d, passe par le robinet de mise hors service r et la conduite 9,pour se rendre dans la chambre a. De celle-ci, des conduits 10 et c font arriver le fluide sous pression dans le cylindre du frein ; en même temps, le fluide se rend par la conduite 11, la soupape 7 et la conduite 12, dans la ohambre e située sous le piston 2.
La pression du fluide qui agit sur les deux faces du piston 2 est donc égale,et,par oonséquentle ressort 5 maintient ce piston dans sa position élevée.
L'arrivée du fluide sous pression dans le oylindre du frein se produit, pour cette raison, sans aucune restriction et,dans le cas où l'on serre rapidement les freins, la pression qui règne dans le cylindre du frein atteint sa valeur maximum déterminée d'avanoe, en quelques secondes.
Par suite de l'action de freinage, la vitesse du train commence à tomber et quand cette vitesse est inférieure à une vitesse déterminée, le circuit de l'électro-aimant perd son excitation ( voir figure 2 ).
Les deux soupapes 6 et 7 sont ainsi amenées dans leur
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position la plus élevée ; lasoupape 7 colle sur son siège et interrompt la communication entre les chambres b et e; la soupape 6 s'ouvre et met la chambre e en communication avec l'atmosphère.
La pression du fluide qui règne dans la chambre au-dessus du piston 2 ( et de ce fait dans le cylindre du frein ) ne rencontre donc que l'opposition du ressort 5, qui est réglée de manière à correspondre à une pression de cylindre de frein de valeur réduite qui ne provoque pas d'enrayage des roues, même à faible vitesse.
La plus grande pression du fluide agissant dans le cylindre du frein,et partant dans la chambre b également,agit de manière que la réaction du ressort 5 soit vaincue, le piston 2 poussé vers le bas, ce qui permet au cylindre du frein d'évacuer à l'air libre par le conduit d'étranglement 13, étant donné que la soupape 4 est soulevée de son siège.
Le dégagement de la pression du fluide du cylindre du frein cesse quand la pression réduite agissant sur le piston 2 est équilibrée par la réaction du ressort 5. Cette pression réduite correspond à un pourcentage de freinage de 75 % environ qui est suffisante pour empêcher l'enrayage des roues.
Dans ce cas,les deux soupapes 3 et 4 sont fermées ( voir figure 3).
Cet effort de freinage réduit de 75 % se maintient en dépit des fuites du cylindre du frein.
Quand il y a des fuites au cylindre du frein, la pression du fluide qui agit sur le piston 2 tombe et ce piston monte ; il ouvre la soupape 3 et le fluide arrive dans le cylindre du frein en montant jusqu'à la mesure permise par le ressort 5.
La description qui précède s'applique uniquement aux cas où l'on fait agir les freins alors que le train roule à
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grande vitesse.
Si l'on doit serrer les freins alors que le train roule à une vitesse réduite, c'est-à-dire quand le circuit électro- magnétique est désexcité, la chambre !:./située en-dessous du piston 2,se trouve en communication, depuis le commencement du serrage, avec l'atmosphère. Dans ce cas, l'alimentation du cylindre du frein par la grande soupape 3 ne peut se faire qu'aussi longtemps que la pression agissant sur le piston 2 ( qui est égale à la pression régnant dans le cylindre du frein ) ne l'emporte pas sur la réaction du ressort 5.
Le dispositif n'a pas d'influence sur le desserrage du frein.
En fait, le retour du fluide du cylindre du frein dans le distributeur, pour le desserrage, se fait toujours librement, même si la grande soupape 3 est collée sur son siège.
Il en résulte que si la pression de fluide réduite régnant dans le cylindre du frein exerce sur le piston 2 une action moindre que la réaction du ressort 5, le piston monte et la soupape 3 reste ouverte en permanenoe, ce qui a pour conséquence que le stade de dégagement final n'est influencé d'aucune manière.
Ainsi qu'on le comprend clairement par la description, peu importe que le stade précédant de freinage ou de desser- rage ait été partiel ou oomplet, il est toujours possible de faire régner dans le cylindre du frein le maximum de pression déterminé d'avance, à condition que la vitesse ait une valeur suffisante pour exciter le circuit de l'électro-aimant.
En fait, quelles que soient les conditions dans lesquel- les se produit l'excitation du circuit de l'électro-aimant, la descente des deux soupapes 6 et 7 réalise l'équilibre de la pression du fluide sur les deux faces du piston 2 que le ressort 5 pousse vers sa position la plus élevée, ce qui main-
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tient la soupape 3 ouverte en permanence. Si l'on désire mettre le dispositif hors de service, on ferme le robinet d'arrêt r, figure 4, ce qui met le distributeur ( conduite d ) en communication directe avec le cylindre du frein ( conduite c ).