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"DISPOSITIF POUR LE DEBLOCAGE DES ESSIEUX FREINES A BLOC, DES VEHICULES SUR RAILS.
Faisant l'objet de huit premières demandes de brevet déposées en ALLEMAGNE: le 1 avril 1939, pour l'objet des revendications 1 à 4 et des
Figures 1 à 3; le 13 mai 1939, pour l'objet des revendications 5 à 7 et de la
Figure 4 ; le 15 mai 1939, pour l'objet des revendications 8 à 10 et des
Figs. 5 et 6 ; le 6 octobre 1939, pour l'objet des revendications 11 à 13 et des Figs. 7 a 10; le 25 octobre 1939, pour l'objet des revendications 14 à 16 et des Figs. 11 et 12; le 25 octobre 1939, pour l'objet de la revendication 17 et de la Fig. ple le 4 novembre 1939, pour l'objet des revendications 18 et 19 et de la Fig. 14; le 4 novembre 1939, pour l'objet des revendications 20 à 23 et des Figs. 15 et 16.
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L'invention se rapporte à un dispositif destiné à remettre en rotation, avec une rapidité maxima, par désaérage du cylindre de frein, les essieux bloqués lors du freinage de véhicules sur rails.
On connaît déjà des dispositifs de ce genre. Dans les dispo- sitifs connus, il est fait usage d'un régulateur centrifuge accouplé à un essieu de véhicule et qui coopère avec un interrupteur, de telle manière que, lorsque l'essieu est freiné à bloc, le régulateur amène l'interrupteur dans la position d'établissement du circuit électrique, ce qui a pour effet de mettre en action le dispositif de désaérage du cylindre de frein.
Les dispositifs connus laissent encore à désirer, en ce sens que l'interrupteur, amené à la position d'établissement du circuit, n'est pas maintenu dans celle-ci pendant un temps suffisamment prolongé, de sorte que la durée du désaérage du cylindre de frein est insuffisante pour assurer la remise en rotation de l'essieu bloqué.
L'invention a pour but de remédier à cette insuffisance.
Ce but est réalisé grâce au fait que le régulateur actionné par un essieu du véhicule n'est pas accouplé directement à l'in- terrupteur précité, mais agit sur un dispositif qui fonctionne comme relais à temps et qui, à son tour, contrôle l'interrupteur de telle manière que le dispositif de désaérage du cylindre de frein reste actif pendant un temps suffisant pour assurer une décompression importante du cylindre de frein, laquelle est nécessaire pour permettre la remise en rotation de l'essieu bloqué.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif agissant comme relais à temps'est constitué par un interrupteur dont le boîtier est divisé en deux chambres par une membrane, la chambre inférieure étant réunie à un réservoir qui, lors du freinage, est désaéré, tout came la chambre supérieure, mais avec interposition d'un ajutage, par le régulateur entraîné par l'essieu.
Lors d'un freinage
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avec ralentissement normal, les deux chambres sont désaérées de telle manière qu'il ne se produit aucune modification du rapport des forces à l'intérieur de ces chambres, de sorte que l'interrup- teur reste au repos, tandis qu'en cas de blocage de l'essieu freiné, la chambre supérieure de l'interrupteur se désaère plus rapidement que la chambre inférieure, ce qui amène l'interrupteur à déterminer la mise en action du dispositif de désaérage du cylindre de frein et à maintenir ce dispositif en action pendant un laps de temps déterminé.
On décrira ci-après, en se référant aux dessins annexés, les moyens constructifs destinés à atteindre le but visé. Dans ces dessins,
Fig. 1 est une disposition schématique de principe de l'installation suivant l'invention.
Le régulateur 1 entraîné par un essieu du véhicule agit, avec interposition d'un organe intermédiaire élastique, donc amortisseur, 2, sur un piston 3 agencé dans un cylindre 10. Une cloison 11 prévue dans le cylindre 10 divise ce dernier en deux chambres. L'une de celles-ci contient le piston 3, tandis que l'autre est en communication avec un réservoir d'air comprimé. La cloison 11 présente une ouverture contrôlée par une soupape 4a montée sur une tige commune avec une soupape 4ho Cette dernière contrôle un orifice de sortie prévu dans le piston 3. La chambre du cylindre 10, comprise entre la cloison 11 et le piston 3 communique, par un conduit, avec le bottier 5 d'un interrupteur à plots 6 et 7.
Le plot 6 occupe une position fixe dans le boîtier, tandis que le plot 7 est solidaire d'un piston ou d'une membrane 12 sollicitée par un ressort 13 dans le sens de la séparation des plots. La membrane 12 divise l'intérieur du bottier 5 en deux. L'espace situé au-dessous de cette membrane est en communication avec un réservoir d'air comprimé 9. Un conduit en dérivation sur le boîtier 5 comporte un étranglement 8.
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Le dispositif fonctionne comme suit :
Dès que l'essieu qui commande le régulateur 1 commence à tourner, ce régulateur refoule le piston 3 vers l'intérieur du cylindra 10, avec obturation, par la soupape 4b. de l'orifice du piston 3 - au cas où cet orifice serait resté ouvert jusqu'alors.
Ensuite, la soupape 4a s'ouvre et permet une admission d'air comprimé dans la charnbre du boîtier 5 située au-dessus de la membrane 12, d'une part, et à travers l'ajutage 8, dans le réservoir 9 et dans la chambre du boîtier 5 située au-dessous de la membrane 12, d'autre part. Le remplissage des deux chambres situées respectivement au-dessus et au-dessous de la membrane 12 s'effectue suivant le diagramme de la Fige..40
Lors d'un freinage, le régulateur 1 déplace le piston 3 vers la droite, la soupape 4a se ferme et la soupape 4b s'ouvre. Si le freinage se déroule normalement, la soupape 4b s'ouvre d'abord légèrement, et ensuite d'une quantité qui croit rapidement.
L'air comprimé s'échappe alors tant de la chambre du boîtier 5 située au-dessus de la membrane 12, que de celle située au-dessous de cette membrane ; ils'échappe également du réservoir 9. Si l'air comprimé ne peut s'échapper par l'orifice prévu dans le piston 3 et contrôlé par la soupape 4b, qu'avec un débit égal ou légèrement supérieur à celui fixé par l'étranglement 8, la membrane 12 reste dans sa position de repos déterminée par le ressort 13 et représentée au dessin. Par contre, dans le cas où l'essieu est freiné à, bloc, le régulateur 1 commandé par celui-ci s'arrête, l'orifice du piston 3 s'ouvre sans être étranglé et la chambre située audessus de la membrane 12 se désaère rapidement.
L'air comprimé contenu dans le réservoir 9 ne peut s'échapper que lentement, étant donnée la présence de l'ajutage ou étranglement 8. Par suite, la membrane 12 s'infléchit vers le haut, les plots 6 et 7 viennent en contact et le cylindre de frein est désaéré. Le désaérage continue aussi longtemps que la différence des pressions de part et d'autre
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de la membrane 12 est suffisamment élevée pour comprimer la ressort 13.
Chacun des essieux d'un véhicule peut être pourvu d'un équipage comprenant un régulateur 1 et un cylindre 10 avec ses accessoires, tous les équipages ainsi constitués agissant sur un interrupteur commun pourvu de ses organes connexes. Toutefeis, dans ce cas, il y a lieu d'intercaler dans la liaison entre le réservoir d'air comprimé représenté au dessin et chacun des cylindres 10, un ajutage, au moins aussi étroit que l'ajutaga 8, afin que, dans le cas où un essieu viendrait à se bloquer, le désaérage du réservoir 9 à travers l'étranglement 8 ne soit pas contrecarré par un afflux d'air comprimé depuis les autres cylindres 10.
Le type représenté du relais à. temps,n'est pas exclusif.
Il va de soi que le retard voulu peut tout aussi bien être obtenu au moyen d'un relais hydraulique ou électrique approprié.
La Fig. 3 représente un exemple d'exécution simplifié, dans lequel l'interrupteur à pression 5 est combiné avec le régulateur de vitesse. Ici, l'orifice d'échappement prévu dans le piston 3 remplit les fonctions.de l'ajutage 8 et constitue, conjointement avec le réservoir 9, le relais retardateur. Les plots électriques 6 et 7 qui commandent la soupape de déblocage peuvent, dans ce cas, être actionnés, par le piston 3 ou par le manchon du régulateur.
Si le véhicule ralentit suivant l'allure propre au freinage à action rapide, l'air du réservoir 9 s'échappe à travers l'crifice, correspondant à l'ajutage 8, prévu dans le piston 3 et contrôlé par la soupape 4b, de sorte que la pression décroissante qui s'exerce sur le piston 3, et la force de déplacement, égale- ment décroissante, du régulateur, sont à peu près en équilibre.
Par contre, si la force de déplacement du régulateur disparaît brusquement en raison du blocage des essieux, la pression du réservoir 9 reste seule en jeu, et le piston 3 se déplace vers la droite, contre la tension initiale du ressort 14, d'une distance
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telle que les plots 6 et 7 se ferment. Le ressort 14 assure en outre l'ouverture de l'interrupteur 6, 7 pendant l'arrêt du véhicula, de sorte que le cylindre de frein peut se remplir lorsque le véhicule est freiné.
Dans les exemples de réalisation décrits jusqu'ici, il peut arriver que l'effet poursuivi par un désaérage rapide et complet du cylindre de frein lors d'un freinage à bloc des essieux, ne se produise pas, ce qui peut avoir lieu dans le cas où la vitesse de marche étant très réduite et l'action du régulateur étant de ce fait peu importante, et vu la valeur élevée du frottement, qui s'établit aux petites allures entre le boudin de roue et le sabot de frein, la pression de part et d'autre du piston ou de la membrane 12 est très faible.
Dans ce dernier cas, l'air contenu dans le réservoir 9 s'échappe avec une vitesse relativement élevée malgré la présence de l'ajutage 8, et le ressort 13 interrompt aussitôt à nouveau le contact établi entre les conducteurs 6 et 7. Ceci a pour effet d'interrompre prématurément le désaérage du cylindre de frein, de sorte que le déblocage des essieux freinés à bloc ne se produit pas.
La construction perfectionnée de l'objet de l'invention, représentée à la Fig. 4, a pour but de remédier à ces inconvénients.
Le moyen pour réaliser ce perfectionnement consiste en un relais retardateur qui agit sur le dispositif de désaérage du cylindre de frein et maintient le désaérage jusqu'à épuisement de la pression du cylindre de freine
La Fig. 4 montre la manière dont ce problème peut être résolu par des moyens purement pneumatiques.
L'interrupteur actionné par air comprimé, montré dans les Figs. 1 et 3, est remplacé par un dispositif 15, également comnandé par air comprimé, et qui commande à son tour une soupape-relais 16 qui contrôle le remplissage et le désaérage du cylindre de frein.
Le dispositif suivant Fig. 4 fonctionne comme suit :
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Lorsque le véhicule roule à petite allure, la pression d'air comprimé qui règne dans le boîtier 10 et de part et d*autre du piston 12a, et qui est déterminée par le régulateur 1, est faible; en effet, à chaque vitesse de marche correspond une pression déterminée par le régulateur 1. En cas de blocage de l'essieu lors du freinage, la présence de l'ajutage 8a pour effet que le désaérage, dû à l'ouverture de la soupape 4b, s'opère plus rapidement dans la chambre située à droite du piston 12a que dans celle (réservoir 9) située à gauche de ce piston ; dernier se déplace vers la droite et ouvre la soupape 19.
En raison de la faible pression initiale de part et d'autre du piston 13a, pression déterminée par la vitesse de marche réduite, l'ouverture de la soupape 19 est limitée, il est vrai, à un court laps de, temps ; toutefois, la section de passage de la soupape 19 est calculée de telle façon que ce faible espace de temps suffit pour remplir le réservoir 21 avec de l'air comprimé venant du réservoir d'alimentation. L'ajutage 20 est si étroit que l'air comprimé contenu dans le réservoir 21 ne peut s'échapper à travers cet ajutage avant l'écoulement d'un laps de temps qui suffit pour désaérer complètement le cylindre de frein C.
L'air comprimé contenu dans le réservoir 21 agit, par l'intermédiaire d'un piston 17, sur une soupape 18 à double siège, la disposition étant telle que, lorsque le réservoir 21 est décomprimé, cette soupape établit la communication entre une conduite 22 reliant le distributeur (non représenté) au boîtier de la soupape 18, d'une part, et le cylindre de frein 0, d'autre part.
Lorsque le réservoir 21 est rempli d'air comprimé, la soupape 18 interrompt cette communication et établit la communication entre le cylindre de frein C et un orifice 23 ouvert à l'atmosphère.
Tout en restant dans le cadre de l'invention, on peut adopter une disposition suivant laquelle l'échappement de l'air hors du réservoir 21 à travers l'ajutage 20 est contrôlé par un organe commandé par la pression du cylindre de frein, de telle manière
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que l'ajutage 20 ne s'ouvre qu'après la décompression du cylindre de frein.
Dans les véhicules en question, le frein à air comprimé est souvent combiné non seulement avec le dispositif décrit ci-dessus, mais encore avec un dispositif particulier qui, aux allures réduites et jusqu'à une certaine limite supérieure (50 Km/h. par exemple), maintient l'intensité du freinage à une valeur déterminée, correspondant à une partie (par exemple 80%) du poids effectif du véhicule, et, aux allures supérieures à cette vitesse-limite, détermine une intensité de freinage sensiblement plus élevée (jusqu'à 220% du poids du véhicule), chacun de ces dispositifs étant influencé par un régulateur à poids rotatifs, entraîné depuis un essieu du véhicule.
La nécessité de munir le véhicule de plusieurs régulateurs augmente le coût de construction des véhicules.
En considérant que d'autres dispositifs spéciaux, tels que les dynamos d'éclairage et les indicateurs de vitesse, doivent également être entraînés par les essieux, il est recommandable de réserver ceux-ci, autant que possible, pour l'entratnement de ces derniers dispositifs.
Le mode de réalisation de l'invention qui sera décrit ci-après est établi de telle manière que le régulateur prévu pour le déblocage d'essieux freinés à bloc a également pour mission de régler la pression de freinage en fonction de la vitesse, dans le sens des indications ci-dessus.
Dans le cadre de cette deuxième fonction, on peut encore faire appel au régulateur pour résoudre un problème qui se rattache à celle-ci et qui se pose à propos du réglage de la pression de freinage en fonction de la vitesse :
Lorsqu'un essieu du véhicule vient à se bloquer à la suite d'un freinage aux grandes allures et que le régulateur, en exécution du rôle qui lui est assigné,, remet cet essieu en rotation moyennant désaérage du cylindre de frein, l'intensité du freinage s'établit à la valeur élevée qui .correspond à la. vitesse de marche,
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laquelle reste encore élevée.
Ceci peut avoir pour effet - si les circonstances, (feuilles tombées sur les rails ; railshumides et glissants) qui déterminent la blocage des roues persistent - que, par l'enchaînement automatique des phénomènes, un ou plusieurs essieux se trouvent de nouveau bloqués.
Dans le cadre de la présente invention, la fonction supplémentaire (réglage de la pression de frein) assignée au régulateur peut, en ce qui concerna l'évolution de la pression de freinage, être remplie de telle manière que, lors du déblocage d'un essieu freiné à bloc, l'intensité de. freinage élevée, qui a été la cause du blocage, ne puisse pas immédiatement s'exercer de nouveau, et cela malgré que la vitesse de marche est encore comparativement élevée, mais qu'il se produise d'abord un freinage: d'une faible intensité - celle prévue pour les petites allures -, ce freinage étant maintenu pendant un certain temps, dont la durée peut être déterminée à volonté.
Ce n'est qu'au bout de ce laps de temps que l'intensité de freinage élevée peut de nouveau entrer en jeu, mais cela seulement au cas où, à. ce manant, la vitesse de marche présente encore la valeur élevée à laquelle doit correspondre, con- 'fermement au mode de fonctionnement préétabli, une intensité de freinage élevée.
Afin d'éviter, lors du passage de la faible intensité à. la forte intensité de freinage, un accroissement rapide de la pression de frein, accroissement qui crée à nouveau le risque d'un freinage à.bloc des essieux, l'invention prévoit en outre des moyens grâce auxquels le passage de la faible intensité à la forte intensité de freinage s'effectue graduellement.
Les moyens pour réaliser le but poursuivi sont simples et n'exigent nullement une construction compliquée.
La Fig. 5 représente schématiquement la réalisation de ce principe.
La Fig. 6 montre un diagramme qui fait ressortir l'action du
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régulateur et l'évolution de la pression du cylindre de frein lors de l'application du dispositif décrit en dernier lieu
En amont de l'adaptateur de pression connu 24 se trouve. un dispositif à soupapes 25, qui, par l'intermédiaire de la soupape double 26, 27, contrôle la communication entre le réservoir d'air de freinage disposé au-dessus du boîtier 10, d'une part, et celle des chambres de l'adaptateur de pression 24, qui détermine le passage d'une intensité de freinage à l'autre - chambre dont l'alimentation en air comprimé signifie une diminution, et dont le désaérage signifie une augmentation, des forces qui maintiennent ouverte la soupape de remplissage du cylindre de frein -, d'autre part,
le fonctionnement du dispositif 25 étant régi par la pression déterminée par le régulateur en fonction de la vitesse. La double soupape est commandée par un piston différentiel 28, 29, soumis à l'action d'un ressort 30,.et dont la petite partie 29, qui constitue en quelque sorte une tige de piston particulièrement épaisse, traverse une ouverture pratiquée dans une cloison transversale 31 prévue dans le boîtier 25. La partie de ce dernier, qui entoure le ressort 30, est réunie à l'atmosphère. Le piston différentiel 28-29 présente un alésage central, contrôlé par la soupape 26.
La chambre 35 du boîtier 25, située entre le piston 28 et la cloison transversale 31 est en communication avec la chambre du bottier 10, dans laquelle règne la pression déterminée par le régulateur 1 et qui correspond à la vitesse de marche instantanée. A la conduite réunissant ces deux chambres entre elles vient se raccorder un réservoir 32, un étranglement 33 étant destiné à déterminer, con- jointement avec le réservoir 32, la valeur de l'accroissement de la pression qui influence le piston différentiel 28-29 contre l'antagonisme du ressort 30. Un conduit de dérivation contournant le réservoir 32 et l'ajutage 33 comporte une soupape de retenue 34.
Ce dispositif fonctionne comme suit :
Lorsqu'on freine aux grandes allures, et qu'il en résulte un
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blocage des essieux à frein, influencés par le dispositif qui vient d'être décrit, la vitesse de rotation des essieux et, par conséquent, celle du régulateur l,diminue très rapidement et se réduit instantanément à zéro, comme il ressort de la partie de gauche du diagramme 1 de la Fig. 6, lequel représente la rotation des poids centrifuges du régulateur. L'arrêt instantané du régulateur provoque une chute très rapide de la pression du cylindre de frein, ce qui est représenté par le diagramme II de la Fig. 6.
La chute rapide de la pression qui règne dans le boîtier 10, entre le piston 3 et la cloison 11, a pour conséquence una diminution correspondante de la pression dans la. chambre 35 du dispositif à soupapes 25. Le ressort 30 refoule le piston différentiel 28-29 vers la droite, la soupape 26 se ferme, la soupape 27 s'ouvre et l'adaptateur de pression 24 est alimenté en air comprimans le sens de la diminution de l'intensité de freinage. Si, à ce moment, l'essieu, jusqu'alors bloqué, se remet à tourner par suite du désaérage du cylindre de frein, l'action du régulateur 1 aura pour effet un'nouvel accroissement de la pression dans la chambre du boîtier 10, comprise entre les organes 3 et 11.
Cependant, la pression dans la. chambre 35 du dispositif à soupapes 25 ne parvient pas à s'accroître dans la même mesure, car ceci est empêché par l'ajutage 33 en combinaison avec le réservoir 32. Cette pression ne peut donc augmenter que progressivement jusqu'à la valeur qui suffit pour déplacer le piston différentiel 28-29 vers la gauche, en surmontant l'antagonisme du ressort 30. Par conséquent, lorsque, après décompression du cylindre de frein, l'essieu, jusqu'alors bloqué, se remet à tourner, et que ceci donne lieu à un nouveau remplissage du cylindre de frein, ce remplissage s'effectue d'abord pendant que la soupape 27 est ouverte, c'est-à-dire que le freinage est de faible intensité.
Ce fait est mis en évidence, dans le diagramme II de la Fig. 6, par la position du point P1, qui indique le niveau de la pression du cylindre de frein, correspondant à la
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faible intensité de freinage. Le point P2' marqué sur la ligne en trait mixte qui prolonge le diagramme II, indique qu'il est possible, par un choix judicieux des dimensions du réservoir 32 et de la section de passage de l'ajutage 33, de déterminer à volonté l'espace de temps pendant lequel est maintenu le freinage de faible intensité.
Lorsqu'il s'agit non pas de déterminer l'allure de ce diagramme une fois pour toutes, mais de pouvoir, au besoin, la modifier à volonté suivant les conditions de la voie ou autres facteurs essentiels, on peut raccorder au réservoir 32 un ou plusieurs autres réservoirs, et intercaler des soupapes d'obturation ou d'étranglement dans la liaison entre ces réservoirs. Un autre moyen pour modifier la distance P1 P2 consiste à remplacer l'ajutqge fixe 33 par un robinet de réglage à plusieurs sections de passage différentes.
Le diagramme pointillé IIb, qui représente une variante d'allure du diagramme II à partir de la remise en rotation de l'essieu débloqué subséquemment à un freinage à bloc, montre une pente d'accroissement moins raide que celle des diagrammes II et IIa. Cet accroissement plus graduel de la pression dans le cylindre de frein est obtenu en donnant à la partie 29 du piston différentiel 28-29 une plus forte section que dans le cas qui correspond à l'accroissement plus rapide de la pression.
Afin que le freinage de faible intensité ne soit pas retardé lors du ralentissement, on peut prévoir, en dérivation sur l'ajutage 33, une soupape de retenue 34 s'ouvrant vers le régulateur, c'est-à-dire vers le boîtier 10, et qui permet un désaérage de la chambre 35 sans intervention de l'effet retardateur de l'ajutage 33, c'est-à-dire, provoque une ouverture immédiate de la soupape 27.
Dans les dispositifs de déblocage décrits jusqu'ici, la distance de freinage peut parfois devenir trop longue, étant donné qu'après que le patinage de l'essieu freiné a été amorcé et que la pression du cylindre de frein a été ramenée à. la valeur corres-
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pondant au frottement entre la roue et le rail, le désaérage du cylindre,de frein continue encore et se maintient pendant un certain laps de temps, le nouvel accroissement de la pression dans le cylindre de frein n'ayant lieu qu'au bout de ce temps.
Le dispositif doit donc être perfectionne en ce sens que, tout en permettant de pousser rapidement la diminution de la pression du cylindre de frein jusqu'à ce que l'essieu se remette de nouveau en rotation, et tout en assurant que, aux petites vitesses également, le nouvel accroissement de la pression du cylindre de frein nè s'amorce pas trop tôt, pour laa causes déjà citées, afin d'éviter que l'essieu ne reste à l'état bloqué, ce dispositif agisse cependant de telle manière que l'accroissement de la pression du cylindre de frein ne soit pas inutilement retardé, car il pourrait en résulter un allongement de la distance da freinage.
Le moyen pennettant de réaliser ce perfectionnement consiste en la prévision d'un dispositif de désaérage contrôlé ou commandé, ce dispositif étant adjoint à la chambre dont la teneur en air comprimé influence le piston de commande pour la soupape à double siège qui, suivant la situation instantanée, décomprime le cylindre de frein ou le réunit à la source d'air comprimé. Le contrôle du dispositif de désaérage adjoint, suivant l'invention, à la chambre précitée, est assuré, d'une part, en faisant usage de la pression maintenue par le régulateur centrifuge en fonction de la vitesse, et, d'autre part, en appliquant un ressort de fermeture, ainsi qu'une pression qui ne peut s'équilibrer avec la dite pression déterminée par le régulateur qu'à travers un orifice d'étranglement ou ajutage.
Ce mode de réalisation est représenté à la Fig. 7.
Fig. 8 montre des diagrammes dont le supérieur représente l'allure de la rotation de l'essieu freiné considéré, à savoir, une rotation alternativement avec et sans patinage, tandis que le diagramme inférieur indique l'évolution de la pression du cylindre
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de frein. Ces diagrammes se rapportent au mode de réalisation suivant Fig. 4.
Fig. 9 montre un graphique correspondant à celui de la Fig. 8, mais tenant compte du nouveau perfectionnement apporté à l'objet de l'invention.
Fig. 10 représente un détail du dispositif, visant à la sim- plification du mode de réalisation suivant Fig. 7.
Dans le graphique montré à la Fig. 8, le point 1.0 pris sur l'axe horizontal désigne le début du freinage.
Le point 1.1 désigne, sur le diagramme supérieur, le début du patinage de l'essieu freiné qui, jusqu'alors, tournait, il est vrai, à une vitesse constamment décroissante, mais ne montrait pas une tendance au patinage. ts indique le début du désaérage du cylindre de frein. 1.3 désigne le point à partir duquel la pression réduite du cylindre de frein descend au-dessous de la valeur correspondant au coefficient de frottement. Le diagramme supérieur montre qu'à partir de ce moment, le patinage de l'essieu freiné diminue et que ce dernier tend vers la rotation exempte de patinage.
L'abaissement de la pression du cylindre de frein se poursuit cependant encore jusqu'à désaérage complet de ce cylindre (point t4), après quoi, et si l'essieu tourne librement, la pression du cylindre de frein recommence à croître au point t4 pour atteindre à nouveau, au point t5. une valeur suffisamment élevée. Cet accroissement de la pression est d'ailleurs nécessaire, car il est impossible de prévoir si le point 13 sera atteint pendant que la pression du cylindre de frein est encore en décroissance ou seulement après décompression complète de ce cylindre. L'emplacement de ce point sur le graphique sera toujours incertain; il dépena de conditions très variables, telles que la vitesse de marche, la température, l'état des rails, les conditions météorologiques, et analogues.
Donc, si le désaérage du cylindre de frein n'était pas suf-
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fisamment poussé en partant du point t2, il pourrait en résulter - dans le cas où la pression du cylindre de frein subirait prématurément un nouvel accroissement - un blocage de l'essieu pendant le restant du processus de freinage.
Comme il ressort du graphique de la Fig. 8, toute diminution ultérieure de la pression du cylindre de frein, depuis le point t3 jusqu'au point t4, signifie un allongement indésirable de la distance de freinage. Pratiquement, le nouvel accroissement de la pression du cylindre de frein pourrait commencer au point t3 ou. tout au moins à une faible distance en aval de ce point ; n'est pas nécessaire que le véhicule roule non freiné pendant le laps de temps limité par les points :!La et t4' et légèrement freiné pendant le laps de temps qui sépara les points et , si, dans un cas favorable, l'accélération de l'essieu se produisait déjà plus tôt.
Si l'on évalue trois secondes seulement l'espace de temps de t3 à t4 augmenté de la moiti,é du laps de temps qui sépare t4 de t5' on obtient, pour une vitesse de marche s'élevant à 180 Km/h. au début du freinage, un allongement de la distance de freinage, de 150 m. environ.
Le dispositif suivant Fig. 7 permet d'éviter cet allongement.
Outre las éléments représentés à la Fig. 4, ce dispositif comporte : une soupape 36 contrôlant un orifice amplement calculé pour le désaérage de la chambre 21, un piston de commande 37 actionnant cette soupape, et un ressort de charge 38 pour ce piston.
Le dessin indique les chambres sous pression qui communiquent respectivement avec les espaces du cylindre situés de part et d'autre du piston 37.
Ce dispositif fonctionne comme suit :
A mesure que la vitesse de rotation- de l'essieu augmente, la pression déterminée par la régulateur 1 dans l'espace situé au-dessus du piston 12a et dans celui situé à gauche du piston 37 s'accroît. Passant à travers l'ajutage 8, la pression se commu-
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nique également à l'espace situé au-dessous du piston 12a et, de ce fait, règne également dans la chambre située à droite du piston 37. La soupape 36 est donc fermée sous l'action du ressort 38.
Si, lors du freinage, l'essieu se met à patiner, la pression dans la chambre située au-dessus du piston 12a baissé très fortement, de sorte que l'air comprimé qui se trouve sous ce piston soulève ce dernier, ce qui a pour effet d'ouvrir la soupape 19 et de faire agir l'air comprimé sur la face de droite du piston 17.
La soupape 18 à double siège se trouve de ce fait actionnée de telle manière qu'elle interrompt l'arrivée de l'air comprimé au cylindre de frein C par la conduite 22, et met ce cylindre en com- rnunication avec l'orifice 23 s'ouvrant à l'atmosphère. Lorsque l'essieu se remet à tourner, la pression déterminée par le régulateur 1 augmente; vu la présence de l'ajutage 8, le piston 12a est refoulé vers le bas, tandis que le piston 37 est repoussé vers la droite ; la soupape 36 s'ouvre, et la pression agissant sur la face de droite du piston 17 s'échappe très rapidement. La soupape 18 à double siège est renversée de manière à venir occuper la position représentée au dessin ; lecylindre de frein C est mis en communi- cation avec la conduite 22 et se remplit à nouveau d'air comprimé.
Ce processus est représenté par le diagramme supérieur de la Fig. 9, en ce qui concerne le roulage, la patinage et la reprise du roulage. L'évolution de la pression du cylindre de frein, qui correspond à ce processus, est représentée par le diagramme inférieur de cette Fig. Les points t1' t2' t3 et t5 correspondent aux mêmes points du graphique de la Fig. 8. On constate que les divers points du graphique de la Fig. 9 sont sensiblement plus rapprochés que les points correspondants de la Fig. 8, ce qui indique une plus courte durée du processus, et par conséquent, l'absence d'un allongement indésirable de la distance de freinage.
La soupape 36 peut être remplacée par un canal coudé 39 pratiqué dans l'extrémité supérieure de la tige du piston 12a,
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comme montré à la Fig. 10, la descente du piston s'effectuant dans ce cas contre l'antagonisme d'un ressort 40.
Afin de réduire le risque d'un nouveau freinage à bloc après un déblocage de l'essieu, consécutif à un patinage, l'installation suivant l'invention peut être combinée avec un dispositif dont le rôle consiste à interrompre, pendant un certain temps, l'arrivée de l'air comprimé au réservoir d'air de freinage, lors de l'intervention de la dite installation, de sorte que le freinage qui se produit après le déblocage de l'essieu atteint une intensité maxima inférieure à celle du freinage initial.
Si, conformément à la Fig. 11, le dispositif montré dans la Fig. 7 est modifié en ce sens que la face inférieure du piston 12a. est pourvue d'une tige 43 dont l'extrémité inférieure présente un canal coudé 44, on obtient un fonctionnement amélioré comme suit :
Dans le cas où l'essieu à frein se met à patiner lors du freinage, le régulateur centrifuge entraîné par cet essieu détermine une décompression de la conduite 42 et, par conséquent, de l'espace situé au-dessus du piston 12a, de sorte que ce dernier est refoulé vers le haut et ouvre la soupape 19, permettant ainsi à l'air comprimé, venant de la conduite 41, de pénétrer dans la chambre 21 et de déplacer vers la gauche le piston 17, qui ouvre alors la soupape de décompression du cylindre de frein.
De ce fait, la pression dans la chambre située au-dessous du piston 12a, et donc aussi la pression régnant dans l'espace situé à droite du piston 37 et dans le réservoir 9, pression qui, jusqu'à ce moment, ne pouvait s'équilibrer avec la pression - abaissée lors du patinage - de l'espace situé au-dessus du piston 12a, qu'à travers l'ajutage 8, subit désormais une diminution supplémentaire par le canal 44 pratiqué dans la tige de piston 43.
On obtient ainsi que la pression qui, après la remise en rotation de l'essieu qui a patiné, s'établit, grâce à. l'action du régulateur entraîné par cet essieu, dans l'espace situé au-dessus du piston 12a, et partant
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dans la chambre située à gauche du piston 37, sunmonte rapidement la pression antagoniste qui aurait pu encore s'exercer sur ce piston, de sorte que la soupape 36 s'ouvre, après quoi le piston 17 retourne à la position représentée au dessin et le cylindre de frein peut se remplir à nouveau, ce qui constitue une garantie que l'essieu remis en mouvement sera, sans retard, freiné à nouveau. la Fig. 12 montre un autre exemple de réalisation.
Ici, le piston 12a,en remontant, entraîne une soupape 45 qui en est solidaire, ce qui a pour effet d'ouvrir une chambre 46, qui abaisse rapidement, d'une certaine quantité, la pression qui règne au-dessous du piston 12.
Afin que le dispositif ainsi modifié puisse se déclencher avec la même certitude que les modes de construction précédents, il y a lieu de veiller à ce que le canal 44 suivant Fig. 11 ou la soupape 45 suivant Fig. 12, n'intervienne qu'après l'ouverture de la soupape 19.
Dans le mode de réalisation suivant Fig. 13, le relais à temps suivant Fig. 7 est amélioré en ce sens qu'il déclenche toujours pour un mêma ralentissement, et cela dans toute la gamme des vitesses du véhicule. Ceci n'est pas le cas dans le relais suivant Fig. 7, qui comporte les éléments 8, 9, 12a, 47, étant donné que, lors de l'ouverture de la soupape de désaérage, également commandée par le régulateur centrifuge, de la conduite 42, l'air - dont la pression dans les espaces situés de part et d'autre du piston 12a s'établit, sous l'action du régulateur centrifuge, en fonction de la vitesse (grande vitesse - pression élevée, petite vitesse - faible pression) - s'échappe plus rapidement de l'espace situé au-dessus du piston 12a, lorsqu'il est sous une forte pression, que lorsqu'il est légèrement comprimé.
Comme il a été démontré par les essais, le relais retardateur, qui est réglé pour un ralentissement de 1,5 par exemple à la vitesse de marche d'environ 120 Km/h., ne réagit, à la vitesse de 80 Km/h.,
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que pour un ralentissement d'environ 2,5.
Pour remédier à cet inconvénient, la force de retenue du relais retardateur est rendue dépendante de la vitesse, en ce sens qu'on réunit au piston 12a un piston 48, qui exerce un plus grand effort aux vitesses élévées qu'aux vitesses réduites, assurant ainsi la compensation nécessaire, de sorte que le relais retardateur 8,9, 12a, 47,48 réagit pour un même ralentissement dans toute la gamme des vitesses.
Suivant le mode de réalisation montré dans la Fig. 14, le dispositif de déblocage représenté dans la Fig. 7 est spécialement adapté en vue de son emploi dans les locomotives et les automotri- ces, et cela grâce à l'adjonction d'un dispositif anti-patinage permettant d'éviter le patinage sur place des roues motrices, qui se produit, conne on le sait, non seulement au démarrage, mais en général à toutes les vitesses dès que la limite d'adhérence est dépass ée .
Suivant l'invention, le dispositif pour empêcher le patinage sur place est commandé par le même régulateur centrifuge qui commando le dispositif connu servant à débloquer les essieux freinés à bloc, dorte que le but poursuivi est atteint avec un petit nombre d'organes supplémentaires..
Les éléments qui viennent s'ajouter au dispositif connu sont les suivants : le piston 49 pourvu d'un ajutage 50, le ressort 51, le réservoir 52, la double soupape 53, 54 et la soupape de commande 55.
Le dispositif anti-patinage sur place fonctionne comme suit :
Lors des accélérations normales, qui sont d'environ 0,5 m/sec.2 l'espace situé à droite du piston 49, y compris le réservoir 52, se remplit,à travers l'ajutage 50, avec de l'air à la méme pres- sion que celle qui règna sur la face de gauche du piston 49, ce remplissage se faisant avec une régularité telle que, grâce au ressort 51, le prston 49 maintient la soupape 54 fermée et la sou-
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pape 53 ouverte.
Toutefois, si l'accélération dépasse la valeur précitée (par exemple a,u début du patinage sur place), le piston 49 se déplace vers la droite sous l'effet de l'élévation brusque de la pression sur sa face de gauche, élévation provoquée par la soupape 4a qui, dans ce cas, s'ouvre largement sous l'action du régulateur 1, le déplacement de ce piston ayant pour effet d'ouvrir la soupape 54, après avoir préalablement déterminé la fermeture de la soupape 53, de sorte que l'air sous pression peut pénétrer dans la soupape de commande 55. Cette dernière actionne le sablier ou élimine la force motrice de la manière connue en soi, selon les circonstances.
Pouvant être réglé pour une.accélération déterminée, ce dispositif peut intervenir assez tôt au début du patinage, pour que le phénomène du patinage sur place ne puisse pas atteindre son plein développement.
Pour faciliter la compréhension des courbes de la Fig. 15, on se référera une fois de plus à la Fig. 7.
La. valeur de la pression dans les espaces situés de part et d'autre du piston de commande 12 est déterminée par le régulateur centrifuge 1 en fonction de la vitesse, étant donné que la pression qui s'établit agit également contre le piston commandé par le régulateur et que l'énergie de déplacement du régulateur centrifuge, qui aumente avec la vitesse, peut toujours faire face à une pression antagoniste croissante.
comme on le sait, l'énergie motrice d'un régulateur centrifuge n'atteint une valeur appréciable que dans la gamme des vitesses moyennes} il peut donc se produire que, dans le cas d'un freinage à bloc des essieux, survenu aux faibles allures, la différence de pression agissant sur le piston 12,-), du dispositif de déblocage, soit insuffisante pour vaincre les efforts antagonistes (ressort 47, soupape 19), de sorte que le piston de commande 12a n'effectue aucun déplacement, et que les essieux restent bloqués.
D'autre
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part, on a réussi, il est vrai, à abaisser cette limite d'interven- tion inférieure du dispositif de déblocage au moins au-dessous de la vitebse à laquelle correspond un abaissement de l'intensité de freinage de 220% à 80% du poids du véhicule, c'est-à-dire la vitesse à laquelle le risque d'un blocage est atténué.
Cependant, si le véhicule comporte des freins pourvus non pas d'une garniture dont-le coefficient de friction varie avec la vitesse, mais d'une garniture à coefficient de friction à peu près indépendant de la vitesse, le risque du blocage susbiste encore également aux petites allures.
Il est donc nécessaire d'abaisser davantage la limite d'inter- vention du dispositif. Comme on ne peut pas rendre plus sensible la partie pneumatique, avec piston de commande, etc.., de ce dispositif, car, dans ce cas, ce dernier réagirait également à la suite de freinages normaux, on établit le régulateur du dispositif de déblocage, conformément à l'invention, de telle manière que la courbe de pression déterminée par ce régulateur présente, dans la gamme des petites vitesses, une pente plus raide que celle à laquelle on pourrait normalement s'attendre dans le cas d'un régulateur centrifuge.
Le diagramme pression-vitesse suivant Fig. 15 montre la courbe X, telle que déterminée jusqu'à présent par le régulateur et qui est corrigée par le régulateur perfectionné, pour former la courbe X1. La courbe X2, qui est située,, dans son ensemble, plus haut que la courbe x, est obtenue moyennant une autre modification du régulateur.
La Fig. 16. montre le régulateur perfectionné. Comme on le sait, le piston 56, pourvu d'un canal de désaérage 57, se déplace vers la gauche sous l'action des poids centrifuges du régulateur, pendant la rotation de l'essieu, ce déplacement ayant pour effet de fermer la soupape 4b et d'ouvrir la soupape 4a, de sorte que
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l'air sous pression afflue du réservoir d'air vers la chambre située au-dessus du piston 12a. La pression qui s'établit alors également dans la chambre 58,' tend à repousser le piston 56 vers la droite, ce qui aurait pour effet-de refermer la soupape 4a.
Toutefois, aussi longtemps que cette pression antagoniste est absorbée par les ressorts 59 du piston 60, qui entoure le piston 56, son effet reste peu important, étant données les petites dimensions de la surface du piston 56 sur laquelle cette pression s'exerce. La pression dans la chambre 58 n'atteint son plein effet que lorsque le piston 60 vient s'appliquer contre l'épaulement 61 du piston 56. Cette disposition pennet de réaliser le but visé, à savoir, l'obtention, même aux faibles vitesses, d'une énergie de commande élevée, comme représenté par la courbe x1 de la Fig. 15.
Une solution équivalente consisterait à prévoir des arti- culations destinées à modifier, en fonction du nombre de tours, le rapport de transmission des bras de leviers sur lesquels agissent les poids centrifuges, la disposition étant par exemple telle qu'aux faibles allures, les centres de pivotement sont situés aux points 62, tandis qu'aux grandes vitesses, ils viennent se placer aux points 63.
Une autre solution du même problème est représentée par la courbe x2 de la Fig. 15. Cette courbe est obtenue grâce au ressort 64, dont la tension initiale détermine, dès le début de la rotation, la pression p1 correspondant à la courbe x2.
Les deux pistons 56, 60 qui entrent en action successivement, peuvent être remplacés, par un piston dont la surface active augmente avec la pression. Le brevet allemand ? 639.201 montre des exemples de réalisation d'un tel piston.