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SOUPAPE DE COMMANDE POUR FREINS A AIR COMPRIME, AVANTSAGEUSEMENT DU TYPE A
USAGES.MULTIPLES POUR VEHICULES SUR RAILS.
Les soupapes de commande pour freins à air comprimépour véhicules de chemins de fer doivent être adaptées à plusieurs facteurs.tels que le gen- re du train et la grandeur du cylindre de frein et, jusqu'à présent, dès qu' un de ces facteurs variait, les soupapes devaient être changées en conséquen- ce. Pour pouvoir obtenir une certaine latitude dans l'application d'une sou- pape de commande., on a déjà proposé un robinet à positions multiples, au moyen duquel on peut intercaler dans le circuit,pour les divers genres de trains : train de marchandises, train de voyageurs train rapide et train ex- press des tuyères qui règlent l'accroissement et la chute de la pression de freinage de la manière voulue pour chaque genre de train.
Le champ d'applica- tion que l'on obtenait ainsi pour une soupape de freinage était cependant très limité, parce que les diverses tuyères qui pouvaient être mises en service ne convenaient chaque fois que pour une seule grandeur du cylindre de frein et devaient être échangées chaque fois que cette grandeur était modifiée. Plus le volume du cylindre de frein était grand, plus les tuyères mises en service devaient être grandes., et inversement.
Cette difficulté qui s'opposait à la réalisation d'une soupape de commande de type unifiée effectivement utilisa- ble pour tous genres de trains longueurs de trains etc.. 40 peut être écartée par l'introduction des soi-disant alésages de freinage et de desserrage de ty- pe unifiée qui coopèrent avec un réservoir de commande, constituant un volume d'air constant. Au moyen d'un tel dispositif? combiné avec le susdit robinet à positions multiples, il est déjà possible de contrôler de la manière voulue., par une soupape de commande, l'allure du freinage et du desserrage ou relâche- ment des freins pour tous genres de trains et toutes grandeurs de cylindres de frein.
Il convient de noter que de tels alésages de type unifié ont déjà été préconisés en tant que mesure individuelle dans la technique des comman- des, sans qu'on ait toutefois reconnu leur propriété de pouvoir être utilisés comme moyen auxiliaire pour la création d'une soupape. de type unifié dans le sens de la présente invention. La réalisation de ce but, à savoir une soupape de commande de type unifiée était jusqu'à présent contrariée, non seulement
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par les faits mentionnés ci-dessusmais aussi par le fait qu'un remplissage constant des réservoirs auxiliaires ou de réserve;, qui entrent en jeu lors du freinage ne, pouvait être réalisé que par l'échange des'tuyères de rem- plissage de ces réservoirs, pour les adapter au volume requis par la grandeur des cylindres de frein.
La constance de la caractéristique de remplissage de ces réservoirs est importante parce qu'un remplissage trop rapide influence défavorablement le desserrage uniforme des freins dans le cas de trains de grande longueur, étant donné que les premières voitures du train absorbent plus facilement l'air comprimé d'alimentation? et qu'un remplissage trop lent met en danger la sécurité d'action des freins, puisque les réservoirs ne peu- vent pas être remplis dans une mesure suffisante dans le cas où l'intervalle entre les opérations de freinage est court.
Dans le cas de soupapes de comman- de avec une chambre auxiliaire intervenant dans la commande,, la remplissage des réservoirs d'air est réalisé d'une façon indépendante de leur volume dans chaque cas particulier grâce au fait que l'allure du remplissage est rendue dépendante du remplissage de la chambre auxiliaire de commande par l'alésage de relâchement de type unifié. Si l'on a également recours à cette mesure pour résoudre le problème de la soupape de commande de type unifié elle constitue également un progrès dans le sens de la réalisation de ce but, Dans ce cas, les réservoirs sont toujours remplis selon la caractéristique correcte, indé- pendamment de leur grandeur dans chaque cas particulier.
Finalement pour la création d'une soupape de commande de type unifié, il est très utile, voire même indispensable, que le soutirage de la canalisation principale d'air de freinage, qui doit être effectué pour produi- re la pression minimum au début d'un freinage, soit effectué de telle façon que la pression minimum atteigne toujours la même valeur, indépendamment de 13. longueur ou du volume de la canalisation principale d'air. Si le soutirage de la canalisation principale d'air se fait dans une chambre ayant un volume dé- terminée le rapport entre ce volume constant et le volume de la canalisation principale d'air varie chaque fois que la soupape de commande est utilisée sur un véhicule avec une autre longueur de la canalisation principale d'air.
Avec une chambre de volume constant, la création correcte de la pression mini- mum. ne peut donc être obtenue que pour un volume déterminé de la canalisation principale d'air. Dans tous les autres cas le résultat est faussé. Une solu- tion utilisable pour contribuer à la création d'une soupape de commande de type unifié n'est possible qu'à l'aide d'un dispositif de commande par lequel la chute prescrite de la pression dans la canalisation principale est produi- te sous la dépendance de la pression., donc d'une façon complètement indépendan- te du volume.
La présente invention a pour but de créer., par la combinaison ju- dicieuse des particularités individuelles mentionnées ci-dessus, une soupape de commande qui est utilisable pour tous les genres de trains., toutes les grandeurs des cylindres de frein, toutes les grandeurs des réservoirs d'air, ainsi que tous les volumes de canalisation possibles dans la pratique., sans devoir modifier ou échanger ses organes individuels.
Ce but est atteint par la combinaison rationnelle des mesures techniques individuelles suivantes
Ouverture unifiée de freinage, ouverture unifiée de desserrage., robinet à positions multiples pour le genre de train., de préférence remplis- sage uniforme du réservoir d'air.\) ainsi que la production de la pression mini- mum uniforme par la diminution de la pression dans la canalisation principale d'air sous la dépendance de la pression.
La réunion de ces particularités, produisant un effet dépassant largement la simple addition des effets individuels, conduit à la réalisation d'une soupape de commande qui peut., pour la première fois? être réellement qualifiée de soupape universelle de commande de type unifié. Le dessin anne- xé montre le schéma de montage d'une telle soupape de commande. La dispositi- on et le fonctionnement des divers éléments de la combinaison selon l'inventi- on seront décrits ci-après avec référence à ce dessin.
L'installation à soupape de commande., représentée au dessin anne- xé, se compose d'une soupape de commande préalable 1, connue en soi, et une
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soupape de commande principale 5, contrôlant la pression dans le cylindre de frein 3, de construction également connue. La chambre de commande auxiliaire 7 est montée entre ces deux soupapes et est reliée par des conduites à l'espa- ce 9 de la soupape principale 5 et à l'espace 11 de la soupape de commande pré- alable 1.
Dans l'espace.11 de la soupape de commande préalable débouche, en outre,, une conduite 15 qui est munie d'une soupape de retenue 13 et dont l'au- tre extrémité est raccordée à la canalisation principale d'air 14, dans laquel- le conduite 15 est intercalé un robinet à positions multiples 17 qui compor- te les alésages de desserrage de type unifié pour les divers types de trains.
Pour la simplification du dessin, on n'a montré qu'un alésage 19 pour trains de marchandises et un alésage 21 pour trains de voyageurso Un piston 23 qui actionne deux soupapes 25 et 27 est monté à coulissement dans la soupape de commande préalable 1, La soupape 25 contrôle un échappement 29 qui conduit à une chambre 31 à laquelle se raccorde la conduite 33. Dans cette dernière est également monté un robinet à positions multiples 35 qui contient les alésages de type unifié 37 pour trains de marchandises et 39 pour trains de voyageurs.
Les deux robinets 17 et 35 sont réunis par un accouplement mécanique (en 41) et peuvent être manoeuvrés simultanément. Par ailleurs,deux dérivations 43 et 45 vont de la canalisation principale d'air 14 à la soupape à deux pres- sions 1, la soupape 27 contrôlant la communication entre la conduite 45 et son prolongement 47. Cette dernière conduite 47 débouche dans un dispositif à soupape 49, où elle est contrôlée par une soupape 51 située en aval de la soupape 27. La soupape 49 est actionnée par un piston 53, contre l'action an- tagoniste du ressort 55 et obture la conduite 47 ou met celle-ci à l'atnosphè- re par l'échappement 57. Sur sa face de gauche, selon le dessin annexé, le piston 53 est soumis à la pression constante de la chambre de commande 59 de la soupape de commande principale 5. par la conduite 61.
Sur sa face de droi- te,ce piston 53 subit la pression du ressort 55 et celle régnant dans la ca- nalisation principale 14, cette dernière pression étant amenée par la condui- te 63.Une des parois de la chambre de commande 59 dans la soupape de comman- de principale 5 est formée par un piston 65 qui présente une ouverture de rem- plissage 67 de la chambre 59, cette ouverture étant contrôlée par une soupape 69.Cette soupape est accouplée à un organe tubulaire 71 qui présente un échap- pement 73 et porte, en outre, un piston 75. L'extrémité supérieure de l'orga- ne 71 sert de siège à un plateau de soupape 77 qui est accouplé à un autre pla- teau de soupape 79. Ce dernier contrôle la conduite 82 allant du réservoir 81 au cylindre de frein 3.
En outre, la conduite 33 est raccordée au cylindre de frein 3, en passant par la soupape principale de commande 5de la manière montrée au dessin. Une conduite 839 allant à un espace 85 d'un dispositif à soupape 87 , débouche dans le réservoir 81, Par un piston 88, l'espace 85 est séparé d'un autre espace 89 qui communique avec la chambre de commande auxili- aire 7. Le piston 88 actionne une soupape 91 et un ressort 93 agit sur ce pis- ton dans le sens de la fermeture de cette soupapeo Lorsqu'elle est famée, la soupape 91 sépare la conduite 83 d'une conduite 95 qui est reliée à la canali- sation principale 14,
Pour autant qu'il intéresse la présente invention, le fonctionne- ment du dispositif décrit ci-dessus est le suivant.
Lorsque, pour amorcer une opération de freinage, la pression di- minue dans la canalisation principale 14, cette chute de pression agitpar la conduite 43, sur le piston 23 de sorte que, par suite de la surpression dans l'espace 11, ce piston peut, de la façon connue en soi, se déplacer contre l'action du ressort 97,en ouvrant les soupapes 25 et 27. Par la soupape 27, de l'air comprimé passe de la canalisation principale 14 dans la conduite 47 et ensuite dans l'atmosphère,, par la soupape ouverte 51 et l'échappement 57.
Cet écoulement se poursuit jusqu'à ce que la pression sur la face droite du piston 53.qui tombe avec la pression dans la canalisation principale 14,soit diminuée, par rapport à la pression constante de la chambre de commande 59, agissant sur la face gauche dudit piston, à un point tel que la force du res- sort 55 soit vaincue et la soupape 51 fermée. Par conséquent, la pression de la canalisation principale est toujours diminuée de la même valeur, qui est seulement déterminée par la différence de pression nécessaire pour vaincre le
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ressort 55,donc indépendamment du volume des canalisations dans chaque cas particulier.
La rapide chute de pression, produite par l'écoulement de l'air de la canalisation principale par l'échappement 57, provoque une force d'ouver- ture correspondante de la soupape 25, de sorte que l'air comprimé de l'espace 9 et de la chambre de commande auxiliaire 7 peut passer dans l'espace 31.
Ce- la se traduit par une brusque diminution de pression dans l'espace 9 de la soupape de commande principale ce qui a pour effet que, de la manière con- pue en soi, cette dernière soupape, en fermant la soupape 69 et l'échappement 73, ouvre la soupape 79 pour l'alimentation du cylindre de frein 3 depuis le réservoir d'air 81, L'air comprimé pénètre dans le cylindre de frein en en- gendrant la pression minimum qui atteint toujours la même valeur, tout à fait indépendamment du volume de la canalisation principale du véhicule grâce au fonctionnement du dispositif à soupape 49, lequel assure donc la création d' une pression minimum uniforme., Apres avoir atteint la pression minimum? la chambre 31 étant alors remplie, l'alésage de freinage de type unifié 37 ou 39,
qui a été mis en service, détermine l'écoulement ultérieur de l'air comprimé des espaces 7 et 9. Cet alésage coopère avec l'espace 7 de volume constant, et la soupape de commande principale 5 réagit alors de telle façon que, dans le cas d'un grand cylindre 3, elle ouvre largement la soupape 799 tandis qu' elle l'ouvre moins largement dans le cas d'un petit cylindre, d'où il résulte que le temps nécessaire pour atteindre le degré de freinage voulu est toujours le même. Par les alésages de freinage de type unifié, qui peuvent être mis en service au moyen du robinet à positions multiples 35, selon le genre de train, on réalise donc le processus de freinage désiré, indépendamment du volume du cylindre dans chaque cas particulier.
Lors du desserrage du frein, la pression dans la canalisation principale 14 est augmentée., ce qui provoque une augmentation correspondante de la pression dans la chambre de freinage auxiliaire 7 et dans 1'espace 9 de la soupape à trois pressions, par la communication établie par la conduite 15 et l'alésage de desserrage 19 et 21 qui a été mis en service. Cette augmenta- tion de pression détermine l'allure du desserrage du frein., la soupape de com- mande principale 5 fonctionnant de nouveau de telle façon qu9on obtient le mê- me temps de desserrage pour tous les volumes du cylindre. Par conséquent, la coopération de l'alésage de desserrage de type unifié 19 ou SI? qui a été mis en service dans chaque cas particuliers avec la chambre 7 de volume constant, assure également pour l'opération de desserrage la complète indépendance de 1'installation.
Pendant l'opération de desserrage? il faut rétablir, non seulement dans la chambre de commande auxiliaire 7, mais aussi dans le réservoir d'air 81la pression correspondant à la pression maximum de réglage de la canali- sation principale d'air 14. Le dispositif à soupape 87 est prévu à cet effet.
Lorsque la pression est plus forte dans la chambre 7 que dans l'espace 81, le piston 88 est déplacé contre l'action de son ressort 93, en ouvrant la soupape 91. De ce fait,de l'air comprimé passe par la conduite 95 et la sou- pape 91 dans le réservoir 81. Lorsque la pression remonte dans ce réservoir, laquelle pression règne également dans l'espace 85 du dispositif 87, la sou- pape 91 est de nouveau fermée et reste dans cette position jusqu'à ce que la surpression requise existe de nouveau dans la chambre de commande auxiliaire.
Indépendamment du volume du cylindre de frein et aussi de la grandeur du ré- servoir 81,ce dernier est donc toujours rempli de la manière correcte,, sous le contrôle de la pression dans la chambre de commande auxiliaire 7.
11 résulte des considérations ci-dessus que., grâce aux alésages de desserrage ou de freinage de type unifiés combinés avec les robinets à po- sitions multiples 17 et 35, au dispositif à soupape 49 pour réaliser la pres- sion minimum uniforme et au dispositif à soupape 87 pour le remplissage uni- forme du réservoir d'air 81, on a créé une soupape de commande qui peut tou- jours être utilisée dans la même exécution, en raison de son indépendance de toutes les grandeurs variables dans une installation de freinage.