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KNORR-BREMSE G.m.b.H., residant à MUNICH (Allemagne).
SOUPAPE A TRIPLE REFOULEMENT AVEC CHAMBRE DE DISTRIBUTION A PRISE D'AIR LOCALE SUR LA CANALISATION PRINCIPALE POUR FREINS A AIR COMPRIME PARTICULIEREMENT DE.VEHICULES SUR RAILS.
L'invention concerne une soupape à triple refoulement avec cham - bre de distribution du type employé dans les trains.
Lorsqu'au début d9un freinage, l'air de la conduite principale qui parcourt le train est aspiré dans sa chambre de distribution encore ré- ceptive par la soupape à triple refoulement., ceci signifie une accélération de la chute de pression dans la canalisation., ce qui améliore à nouveau la sensibilité réactive de la soupape.
Après remplissage de la chambre de distribution, celle-ci tombe cependant pour le déroulement ultérieur du freinage et du desserrage jusqu'à nouveau freinage complet, ce qui peut être la cause par exemple que peu avant le desserrage complet., lorsque déjà l'ouverture dite de sensibilité commande à nouveau la sensibilité réactive de la soupape, cette sensibilité ne suffise plus pour permettre un déplacement correct du jeu du piston de la soupape pour un faible freinage intermédiaire.Cette situation instable signifie ce- pendant un danger d'épuisement pour le freinsétant donné que de l'air com- primé peut s'échapper dans la canalisation d'air principale,, hors de la cham- bre de commande de la soupapes où. il doit rester à pression constante.
Pour supprimer cet inconvénient nuisible au fonctionnement., la caractéristique de l'invention réside dans le fait que dans une soupape à triple refoulement du type précité, on prévoit un dispositif qui dans l'éta- pe où la chambre de distribution n'est pas réceptive, maintiendra la sensi- bilité réactive de la soupape à une valeur au moins approchante de celle ré- gnant dans la chambre de distribution$! au moment de l'aspiration d'air de la conduite principale.
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Le dessin représente schématiquement deux exemples d'exécution de l'invention.
Dans le dispositif de freinage représenté en figure 1, la sou- pape à trois refoulements 1, est munie d'un piston 3 qui regoit sur sa fa- ce supérieure (du dessin) la pression régnant dans la conduite d'air prin- cipale 5 s'étendant sur toute la longueur du train et sur sa face infé- rieure, la pression constante de la chambre 7. Le piston 3 est relié rigi- dement avec un organe tubulaire 9 muni d'une lumière d'échappement 11 et dont l'extrémité supérieure également ouverte 13 possède un siège pour une soupape 15.Cette dernière soupape est placée lorsque le frein est desser- ré par l'action du ressort 17 sur un siège 19 concentrique au siège 13.
L'or- gane tubulaire 9 porte un piston de renvoi 21 sur lequel agit un ressort 23 qui maintient le dispositif de pistons 21, 3, dans sa position inférieure ter- minale lorsque le frein est en état de desserrage complet. La soupape 15 con- trôle la canalisation 25 venant du réservoir d'air comprimé de réserve 24 (qui est rempli par une soupape de retenue non représentée, disposée sur la canalisation d'air principale 5), vis-à-vis de sa continuation 29 conduisant vers le cylindre de frein 27.
Le système mobile de la soupape à triple refoulement 1 composée de deux pistons 3 et 21 de la tubulure 9 et des organes de raccord, porte en outre un disque de soupape 31 qui coopère avec l'extrémité ouverte 33 d'un organe tubulaire 35. Cet organe tubulaire porte de son coté un plateau annulaire de soupape 37 qui a son siège en 39 dans le logement de la triple valve. Un ressort 41 a pour rôle de faire suivre à la tubulure 35, rendue étanche en 43, les mouvements du système de pistons jusqu'au moment ou l'an- neau 37 se place sur 39. Lorsque la soupape 37 est ouverte, la canalisation 45 est déchargée à l'air libre par la sortie 47, tandis que lorsque la sou- pape 37 est fermée, elle est soumise à la pression de la canalisation prin- cipale 5 par la tubulure 35 et l'étranglement 49, le disque 31 étant déga- gé de la tubulure 35.
La canalisation 45 porte un embranchement 51 qui retourne vers la soupape 1 et par lequel est influencé un piston 53 pouvant se déplacer par lui-même sur la tubulure 9. Le piston 53 porte un ressort 55 et sa cour- se est limitée par une butée 57. La canalisation 45 débouche dans une anti- chambre 59 de la soupape de contrôle 61, pour la chambre dite de distribu- tion 63. Cette chambre est reliée de façon permanente avec l'air extérieur par une ouverture étranglée 65. La liaison entre les chambres 59 et 63 est contrôlée par une soupape 67 qui est fermée par un piston 69 à l'encontre d'un ressort 71. Le piston 69 est soumis à la pression régnant dans le cy- lindre de freinage 27, par la canalisation 29 et son embranchement 73.
Un embranchement 75 de la canalisation d'air principale 5 se dirige vers un dispositif de contrôle 77 et plus loin vers la chambre 7 à pression con- stante de la soupape 1.
Le dispositif de contrôle 77 comprend une soupape 81 tenue ou- verte par un ressort 79 qui actionne un piston 83 à l'encontre de ce ressort.
Ce piston est soumis à la pression du cylindre de freinage 27 par l'inter- médiaire de la canalisation 29. La canalisation 75 comprend l'ouverture de sensibilité 85 qui commande la sensibilité réactive de soupape à triple re- foulement 1, pendant l'ouverture de la soupape 81.
Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant:
En état de non-freinage, les organes prennent la position repré- sentée au dessin.
Le système de pistons dans la soupape 1 est maintenu dans sa po- sition terminale inférieure par le ressort 23, tandis que la soupape 15 re- pose sur le siège 19 sous l'influence du ressort 17 et sépare ainsi le ré- servoir d'air de réserve 24 du cylindre de freinage 27. Ce dernier est dé- chargé à l'air libre par la sortie 11. Sur la face supérieure du piston 3
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règne la pression de réglage la plus élevée de la canalisation d'air prin- cipale et l'espace 7 en-dessous du piston 3 est aussi rempli à la même pres- sion par l'ouverture de sensibilité 85, la soupape Si et la canalisation 75.
L'ouverture de sensibilité 85 a des dimensions telles que pour des variations de pression dans la canalisation d'air principale 5 qui ne dépassent pas une vitesse-limite, elle rend possible une compensation entre la canalisation d'air principale et la chambre 7, empêchant ainsi un déclan- chement non voulu du frein. Les soupapes de contrôle 67 et 81 sont ouvertes, lorsque la canalisation 29 ainsi que le cylindre de freinage 27 sont dé- chargés.
La tubulure 35 dans la soupape à triple refoulement est maintenue à l'encontre de la poussée du ressort 41 dans une position où la soupape 31 est fermée et la soupape annulaire 37 ouverteoEn même temps, l'antichambre 59, la canalisation 45 ainsi que la canalisation 51 sont reliées à l'air ex- térieur, de sorte que le piston 53 prend sa position inférieure finale indi- quée, dans laquelle le ressort 55 n'exerce pas d'effort sur le piston 21.
Si par suite du commencement d'un freinage, la pression est di- minuée dans le conduit d'air principal 5 par le conducteur de la locomotive, le système de pistons 3, 21, se déplace vers le haut par suite de la surpres- sion créée dans la chambre 7. La tubulure 35 suit en même temps le mouvement sous l'action du ressort 41 jusqu'à la fermeture de la soupape 37 - 39 et l'ouverture de la soupape 31 - 33. L'air comprimé pénètre par cette dernière soupape et est dirigé temporairement par l'étranglement 49 hors de l'espace de la soupape à triple refoulement reliée à la canalisation d'air principa- le 5 par la canalisation 45, dans l'antichambre 59 et plus loin par la sou- pape ouverte 67 dans la chambre de distribution 63 qu'il remplit.
Cette prise d'air locale de la canalisation d'air principale opérée à chaque soupape de manoeuvre accélère la chute de pression dans cette canalisation et relève ainsi la sensibilité de réaction de la soupape dont l'ouverture 85 qui réglait jusqu'à présent sa sensibilité est fermée par la soupape 81 que le piston 83 actionné par la pression croissante du cylindre de freinage presse sur son siège contre l'action du ressort 79.
L'accroissement de la pression dans le cylindre de freinage 27 et aussi dans la canalisation 29 est conditionné par la fermeture des soupapes d'échappe- ment 15 - 13 et l'ouverture des soupapes d'entrée 15 - 19 de la soupape à triple refoulement. L'accroissement de pression du cylindre de freinage pousse également la soupape 67 sur son siège à l'encontre du ressort 71 ce qui a pour effet de séparer l'antichambre 59 de la chambre de distribution 63 pendant les étapes suivantes du freinage et du desserrage du frein. La chambre de distribution n'est en conséquence plus réceptive jusqu'à nouveau desserrage complet et se vide lentement par la conduite 65.
La surpression produite dans l'antichambre 59 qui est maintenue, a déplacé le piston 53 représenté au dessin, vers le haut, de sorte que le ressort 55 exerce son action sur le piston 21. Rien ne se modifie à la pres- sion aussi bien du piston 53 que des pistons 69 et 83 des dispositifs de contrôle 61 et 77 pendant les étapes suivantes du freinage ou du desserrage et après contrôle de ces étapes de la manière habituelle par la soupape à triple refoulement 1; il devient superflu de décrire ces opérations connues.
Si, cependant, par desserrage du frein peu avant le desserrage total, la pression du cylindre de frein est tombée à une petite valeur, la soupape 81 s'ouvre à nouveau sous l'effet du ressort 79 et la liaison entre la chambre 7 et la conduite d'air principale 5 se rétablit par la canalisa- tion 75 et l'ouverture de sensibilité 85. Par contre la pression régnant avant et après dans l'antichambre 59 maintient la soupape 67 sous sa pous- sée de sorte que malgré la surpression plus faible sur son piston 69, elle reste fermée.
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La surpression dans la canalisation 45 maintient aussi la pous- sée du ressort 55 sur le piston 21. Si maintenant on produit un faible freinage intermédiaire, une sensibilité réactive de la soupape 1, détermi- née par l'ouverture de sensibilité 85 et dont le jeu de pistons s'oppose à la pression totale du ressort 23 et de la pression restant dans le cy- lindre de freinage 27, ne se déclancherait pas et la pression dans la cham- bre 7 s'abaisserait par la canalisation 75 et la soupape 81 déjà ouverte vers la canalisation principale 5. Un épuisement du frein en serait la con- séquence. La chambre de distribution 63 n'est pas réceptive et ne peut par conséquent pas relever la sensibilité réactive de la soupape à triple re- foulement.
C'est pourquoi, selon l'invention, le ressort 55 se trouve en contact avec le piston 21 et soutient ainsi la tendance à monter du systè- me de pistons à l'encontre du ressort 23 et de la pression restante du cy- lindre de freinage, dans une mesure telle que la sensibilité réactive de la soupape à triple refoulement correspond au moins de façon approchante, à celle qui existe au moment de l'envoi de l'air de la canalisation princi- pale dans la chambre 63 qui est réceptive au début d'un freinage. Cette sen- sibilité réactive suffit alors pour faire déclancher la soupape à triple re- foulement également dans le cas décrit en dernier lieu, jusqu'à l'ouvertu- re de la soupape 15-19 et la fermeture de la soupape 15-13,
ce qui occasion- ne une pression renouvelée dans le cylindre de freinage 27 et une fermetu- re de la soupape 81.
Seulement lorsque par un desserrage complet du frein, la pres- sion atteint de nouveau sa plus haute valeur de réglage dans la canalisa- tion d'air principale, le piston 3 atteint également sa position terminale inférieure et la tubulure 35 est retenue dans sa position de départ par le plateau de soupape 31 la soupape 37 étant ouverte. L'air peut ainsi égale- ment sortir de l'antichambre 59 et la soupape 67, qui jusque maintenant était retenue sous une pression unilatérale est également ouverte par le ressort 71. Ainsi la surpression sur le piston 53 tombe également et la pression du ressort 55 sur le piston 21 disparait.
La sensibilité de la sou- pape à triple refoulement déterminée par le ressort 55 est alors remplacée pendant l'état de repos par la sensibilité plus petite déterminée par la section de l'ouverture 85 qui protège le frein contre des déclanchements non voulus, lors de variations de pression dans la canalisation d'air prin- cipale 5.
Après que la chambre de distribution 63 se trouve à nouveau dis- ponible pour la réception, il se produit immédiatement à nouveau à l'entrée de l'air de la canalisation dans cette chambre, au moment d'un nouveau freinage, l'élévation décrite de la sensibilité réactive, qui après élimi- nation de la chambre de distribution par le dispositif objet de l'inven- tion, se maintient jusqu'à desserrage complet renouvelé.
Le dispositif de freinage représenté en figure 2 se différencie de celui de la figure 1 par le fait qu'au lieu d'un ressort additionnel 55 actionné par le piston 53 on prévoit sur la soupape 1 un piston 90 coaxial au piston 3 et qui, sous certaines conditions déterminées, exerce à l'en- contre d'un ressort 92 une poussée par sa tige de piston 96 rendue étanche en 94, sur le piston 3. Sur le piston 90 règne la pression de la canalisa- tion 45 ou de l'antichambre 59 par l'intermédiaire de la canalis ation 98.
Les autres parties du dispositif de freinage représenté en figure 2 sont les marnes que celles du dispositif représenté en figure 1.
Dès qu'il se produit dans la canalisation 45, lorsque les cham- bres 59 et 63 sont pleines, une surpression qui s'exerce sur le piston 90, ce dernier se déplace vers le haut à l'encontre de l'action du ressort 92 et exerce une poussée par sa tige 96 sur le piston 3. Le piston 3 est ain- si,pendant la période où la chambre de distribution 63 n'est pas récepti- ve, appuyé par le piston 90 en vue d'obtenir le déclanchement de la soupape
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1, avec le résultat que, pour le cas déjà décrit où la soupape 81 s'est à nouveau ouverte peu avant le desserrage complet et qu'un freinage intermé- diaire est encore désiré, sa sensibilité réactive suffit pour exécuter ir- réprochablement ce freinage intermédiaire et obtenir une nouvelle fermeture de la soupape 81 à titre de protection contre les signes d'épuisement du frein.
C'est seulement lorsque l'antichambre 59 se vide à nouveau après desserrage complet du frein, que la poussée sur le piston de soutien 90 ces- se et la sensibilité réactive de la soupape est à nouveau ramenée, pendant l'état de repos, à la valeur déterminée par l'ouverture 85.
Au lieu du dispositif décrit on pourrait aussi par exemple, pen- dant que la chambre de distribution 63 n'est pas réceptive, et grâce à une diminution de l'ouverture 85, au moyen d'une pointe d'étranglement, attein- dre le résultat que la sensibilité réactive de la soupape à triple refoule- ment soit maintenue à une valeur suffisante pour toutes les conditions du fonctionnement.
Il rentrerait également dans le cadre de l'invention, de faire agir sur le piston 3, à des instants déterminés, d'autres poussées addi- tionnelles au lieu de se servir de l'appui obtenu par le piston 90.
REVENDICATIONS.
1. Soupape à triple refoulement munie d'une chambre de distribu- tion à prise d'air locale sur la canalisation principale pour freins à air comprimé, spécialement de véhicules sur rails, caractérisée par le fait qu'on prévoit pour ladite soupape des dispositifs qui, dans l'étape opéra- tive où la chambre de distribution n'est pas réceptive, maintiennent la sen- sibilité réactive de la soupape au moins à une valeur approchante de celle qui règne dans la chambre de distribution au momentde la prise d'air dans la canalisation principale.