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Une exigence fondamentale à laquelle doit répondre un frein à air comprimé pour wagons à marchandises, est que lors du serrage et du desserra- ge du frein le temps nécessaire pour l'élévation et la diminution de la pression dans le cylindre de frein soit fixé de façon assez exacte (environ 35 secondes pour le remplissage de zéro à 95%. de la pression maximum , et 60 secondes pour la vidange depuis la pleine pression jusqu'à 0,3 kg/om2).
Avec les distributeurs à orifices calibrés il est important, pour obtenir exactement les temps désirés, que les quantités d'air utilisées aient une valeur relativement fixe, c'est-à-dire que lors du freinage la course du pis- ton dans le cylindre de frein soit maintenue à une longueur voulue sensible- ment constante.Comme l'usure des sabots tend à augmenter la course du pis- ton,les régleurs automatiques de timonerie se sont révélés de très avantageux moyens pour assurer un fonctionnement correct du frein.
Afin d'obtenir une force de freinage plus grande pour les wagons chargés que pour les wagons vides,les freins ont été pourvus d'un disposi- tif de réglage de la force de freinage à deux positions ("vide" et "chargé").
On a d'abord utilisé avec ce dispositif un cylindre de frein additionnel qu'il fallait mettre en action àu moyen d'un robinet lorsque la charge du wagon dépassait une valeur déterminée.La manoeuvre du robinet changeait éga- lement le calibrage du distributeur par la mise en circuit d'autres orifices,
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de sorte que les temps de remplissage et <ïë" décharge restaient les mêmes en dépit des quantités d'air considérablement plus grandes amenées aux deux cylindres.Vu la nécessité d'utiliser deux cylindres de frein au lieu d'un seul et la construction plus compliquée du distributeur,
le prix de revient de ce dispositif était relativement élevé.Un appareil considérablement meil- leur marché est le dispositif de changement de régime qui est décrit dans le brevet belge N 406.011 et qui est constitué par deux tiges de liaison arti- culées en différents points des leviers de frein et comportant une certaine course à vide, et une butée escamotable diminuant la course à vide de la ti- ge de liaison déterminant le petit rapport de transmission des leviers de frein.Cependant,il était nécessaire,pour éviter la construction compliquée mentionnée plus haut du distributeur, de donner au piston des courses aussi voisines que possible pour les deux rapports de transmission.Dans ce but,la course à vide de la tige de- liaison déterminant le petit rapport de trans- mission devait être exactement réglée,
au moyen d'une butée à position variable, de sorte que, dans la position active de la butée escamotable, les deux butées se rencontrassent au moment précis où, lors du freinage, la course de piston déterminée par le régleur automatique de timonerie corres- pondait à l'applioationLdes sabots contre les bandages des roues et au dé- but de l'effort de freinage.Pour que cela soit toujours possible,le régleur automatique devait être du type à double effet et être commandé directement d'après le mouvement du piston (voir le brevet belge ? 372.704) pour que l' application des sabots contre,; les roues ait lieu effectivement après une course déterminée du piston, quel que soit le rapport de transmission choisi.
Mais la pratique a montré que si l'on pouvait bien compter sur un ajustage suffisamment exact du mécanisme de commande du régleur de tomonerie selon la valeur désirée de la course du piston,il était loin d'en être ainsi pour le réglage correspondant de la butée mobile sur la tige de liaison correspondant au petit rapport de transmission.En dépit d'instructions clai- res et manifestement simples sur la manière d'effectuer le réglage de la position de la butée mobile sur la tige de liaison,les cas de mauvais réglage étaient par trop fréquents.
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Cela suffit pour' 6'ofuprl'utre :qu'un' g,randi5rogrèswserait réalisé' si ,dans la pra- #tiqûenenJ pouvMi f:H3:is:penEm' Men toi .mates 3nrlcriu1 de la course â.nv:de.de 1..:;tigssuoirespbndant au'freinage du wagon vide.La Demanderesse a déjà proposé -un dispositif dé'frein'permettant 'C!évi1:.er ce dans la demande de
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brevet français No 687.507 déposée le 14 Mars 1955, pour :
"Dispositif de frein pour véhicules ferroviaires".Le dispositif décrit dans ce brevet est constitué de telle sorte que les courses du piston de frein correspondant aux freinages "vide" et "chargé* sont notablement différentes,et par con- séquent ce dispqsitif ne peut être appliqué que si les freins sont équipés d'un distributeur spécial, pouvant être appelé "distributeur à fonctionne- ment uniformq", qui rend indépendants de la course du piston les temps de remplissage et de décharge du cylindre de frein.
La présente invention, au contraire, concerne un dispositif de frein qui n'est pas lié à l'utilisation d'un tel distributeur spécial. Se- lon l'invention, on peut aussi utiliser un distributeur simple de construc- tion usuelle,avec cependant l'avantage de supprimer la nécessité d'un réglage individuel de la course à vide de la tige de liaison correspondant au freinage du wagon vide.
La fig 1 est une vue schématique des parties de l'équipement de freinage à air comprimé d'un wagon de chemin de fer qui sont nécessaires à la description de l'invention avec dispositif de changement du régime de freinage du type décrit dans le brevet belge ? 406.011 précité.
La fig 2 est une coupe longitudinale du dispositif de change- ment du régime de freinage.
Le cylindre de frein 1 est rempli ou vidé d'air comprimé pour le serrage ou le desserrage des freins par un distributeur ,non représenté, qui avec le dispositif selon l'invention peut être d'un type quelconque sans aucune restriction spéciale.Les balanciers 3 et 4 du cylindre sont liés entr 'eux en des points différents par des tiges de liaison 5 et 6 ayant chacune une certaine course à vide.La tige de liaison 5 (freinage "chargé") détermine pour les balanciers 3 et 4 un rapport de transmission plus grand que celui que détermine la tige de liaison 6 (freinage "vide").Le petit rapport de transmission est mis en action par l'introduction d'une butée 11 dans la trajectoire d'une butée 12 portée par la tige 6,de façon à li- miter la course à vide de celle-ci.La butée escamotable 11 peut,
comme dans le brevet français N 764.913 précité, être placée dans un carter 9 qui, au moyen d'un axe 8 traversant un trou allongé 7 de la tige 6 ,est articulé sur le balancier de point fixe 4 Iie carter 9 est guidé par un prolongement de la tige 6 qui pénètre dans ce carter et la butée 12 est fixée sur ce prolongementoLé dispositif de changement du Régime de freinage constitué par cette butée 12 et la butée escamotable qui collabora avec lui dans le carter 9 diffère du mode de réalisation décrit dans le brevet belge ? 406.011 par le fait que la butée 12 n'est pas réglable mais fixée, avant le montage du dispositif dans la timonerie de frein,dans une position correc- tement choisie et invariable sur le prolongement de la tige 6.Autrement dit,la distance s indiquée sur la fig 2,
mesurant la course à vide de la tige 6 et qui, lorsque la butée 11 est dans sa position active et le frein entièrement desserré sépare les deux butées coopérantes 11 et 12 a une valeur fixe, que même il ne doit pas être possible de modifier ni lors du montage du dispositif de changement de régime dans la timonerie de frein d'un wagon particulier ni plus tard lors des' vérifications qui ont lieu à intervalles de temps réguliers .Afin que la position de la butée 12 sur la ti- ge 6 ne puisse pas être modifiée, cette butée 12 peut être formée d'une seule pièce avec la tige 6.
Dans la timonerie de frein avec changement de régime mécanique et régleur automatique de timonerie à double effet décrite dans le brevet belge ? 372.704 précité, ce régleur est commandé sous la dépendance direc- te des mouvements du piston, afin qu'outre sa fonction normale de compen- sation de l'accroissement du jeu des sabots par usure,il puisse effectuer
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automatiquement lors du changement du rapport de transmission de la timo- nerie une modification correspondante de l'amplitude du jeu des sabots, de sorte que la partie de la course du piston de frein qui lors du freinage correspond à J'application des sabots, c'est-à-dire est utilisée pour amener les sabots contre les,roues en parcourant l'espace du jeu,peut être maintenue constante.Dans le dispositif selon l'invention,
il existe également un régleur automatique à double effet, désigné par 20 sur la fig.1, commandé sous la dépendance directe du mouvement du piston de frein.Cependant, tandis que le régleur automatique de timonerie à double effet du dispositif décrit dans le brevet belge ? 372.704 n'augmente le jeu des sabots que pas à pas par de petits déplacements successifs et qu' ainsi l'opération traîne en longueur,de même que dans le réglage automati- que à double effet décrit dans le brevet belge ? 406.011, également avec une timonerie de frein équipée d'un changement de régime mécanique,le régleur de timonerie 20 du dispositif selon l'invention doit être d'un ty- pe connu en soi à action rapide,
c'est-à-dire comporter un organe de com- mande déplaçable directement dans la direction axiale par le mécanisme de commande agissant sous la dépendance directe du mouvement du piston de frein,pour régler à chaque desserrage du frein l'amplitude du jeu des sabots à la valeur correspondant à la longueur constante désirée de la partie de la course du piston utilisée pour l'application des sabots.Quel- ques types de réglage rapide,avec organe de commande déplacé axialement directement par le mécanisme de commande,qu'on peut utiliser dans l'inven- tion sont décrits dans les brevets belges Nos 435.107 et 502.708.
On a représenté sur là fig.1 une forme d'exécution particulièrement appropriée au but de l'invention du mécanisme de commande du régleur de timonerie à action rapide 20,ce régleur de timonerie présentant comme d'ordinaire les deux tringles de frein principales reliant les balanciers des cylindres 3 et 4 aux organes de freins situés aux deux extrémités du wagon.Dans cette forme d'exécution,le mécanisme de commande se compose d'un levier de com- mande 21, qui, lorsque le frein est desserré, est à peu près parallèle au balancier 3 actionné par la tige de piston 2 et qui, à son extrémité voisine de la tige de piston, est relié par une biellette 23 à un point fixe 22.Le levier de commande 21 est relié par une biellette 24 articulée,
en un point plus rapproché de son autre extrémité par laquelle il actionne directement l'organe de commande déplaçable axialement du réglage de timo- nerie 20, au levier de frein 3, de préférence au même point où celui-ci est articulé avec la tige 5 correspondant au freinage "chargé".
Les progrès obtenus par le dispositif décrit ci-dessus résident dans le fait qu'on peut toujours, en utilisant un type usuel simple de distributeur qui, pour maintenir les durées correctes d'élévation et d' abaissement de la pression dans le cylindre de frein lors du serrage et du desserrage du frein nécessite une valeur prédéterminée de la partie de la course du piston du frein utilisée pour amener les sabots en contact avec les roues,fixer la distance s représentée sur la fig 2 à une valeur inva- riable,
que de préférence il est même impossible de modifier soit lors du montage du -dispositif de changement du régime de freinage dans la timonerie de frein d'un wagon particulier soit plus tard lors des vérifications pério- diques.La fixation invariable de la distance s élimine la nécessité qui exis- tait jusqu'ici d'un réglage individuel de cette distance s et les difficultés que ce.-' réglage entraînait lors du montage du dispositif de changement de régime dans la timonerie de frein et plus tard lors des vérifications.Cepen- dant,pour permettre une fixation invariable de la distance s,il faut que le dispositif dans son ensemble soit constitué de telle façon que la sécurité de fonctionnement des freins soit assurée constamment dans chaque cas parti- culier.Selon l'invention,
il est nécessaire pour cela qu'en association avec le régleur de timonerie 20 à action rapide commandé sous la dépendance directe
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de la course du piston de frein, la distance sfixée de façon invariable soit choisie correctement, et cela en tenant compte des conditions qui découlent de celles qui s'appliquent au réglage individuel de la 'butée 12 sur la tige 6 dans le dispositif décrit dans le brevet belge ? 406.011 précité et qui vont être expliquées ci-après.Dans ce dispositif,il est no- tamment absolument impossible de fixer la distance sà une valeur invari- able qui soit la même pour tous les types de wagons existant dans un parc,
car lesvaleurs théoriquement correctes de la distance spour les divers types de wagons sont par trop différentes et que par suite cette distance s doit être déterminée individuellement pour chaque wagon en réglant la position de la butée 12 sur la tige 6 correspondant au freinage du wagon vide.La distance sest alors théoriquement correcte lorsqu'elle a juste une valeur suffisante pour que la butée 12,lors de l'application des freins dans le cas où le dispositif de changement de régime est dans la position correspondant au freinage du wagon vide,
vienne rencontrer la butée 11et ainsi mette en action la tige 6 correspondante juste au moment où le piston de frein s'est déplacé dans le cylindre d'une distance telle que les sabots sont venus s'appliquer sur les roues et qu'un effort de freinage commence à se développer dans la timonerie de frein.On cherche à obtenir cette valeur de la distance s parce que, au cas où. cette distance serait plus petite, le régleur de timonerie entrerait en action de la façon prévue dans le brevet belge ? 406 011pendant un freinage de wagon vide de façon à' augmenter le jeu des sabots, ce qui constituerait un inconvénient car, après* que le dispositif aurait été mis dans la position correspondant au freinage du wagon chargé,
la course du piston de frein resterait sensible- ment trop longue pendant un nombre trop grand de freinages du wagon chargé avant que le régleur de timonerie à action lente ait ramené le jeu des sabots à l'amplitude correspondant à la longueur désirée de la partie de. la course du piston de frein utilisée pour l'application des sabots.Si au con- traire la distance s était plus grande,le freinage,même si le dispositif était réglé pour le freinage du wagon vide, serait effectué par la tige 5 correspondant au freinage du wagon chargé, ce qui est encore plus grave à cause du danger d'enrayage des roues qui en résulterait.
Grâce ou fait que dans le dispositif selon l'invention le régleur automatique de timonerie à double effet et à action rapide 20 commandé sous la dépendance directe de la course du piston de frein assure que le jeu des sabots, au cas où il serait devenu trop grand, est ramené dès le premier freinage à la valeur correspondant à la longueur constante désirée de la partie de la course du piston de frein utilisée pour l'application des sabots,la distance sfixée selon l'invention à une valeur invariable égale pour les divers types de wagons du parc doit,pour éviter que le freinage d'un quelconque des divers wagons ait lieu accidentellement par l'intermédiaire de la tige de liaison correspondant au wagon chargé bien que le dispositif de changement de régime ait été mis dans la position correspondant au freinage du wagon vide,
être au plus égale à sa valeur théoriquement correcte pour le type de wagon du pare pour lequel cette valeur théoriquement correcte est la plus petite.
Cependant, la distance s invariablement fixée doit être plus grande que la valeur minimum qu'elle doit avoir pour permettre le changement de régime, c'est-à-dire l'introduction et l'escamotage de la butée mobile 11, lorsque les freins sont entièrement desserrés.
Alors que jusqu'ici il était d'usage et considéré comme nécessaire ou avantageux pour diverses raisons de constituer la timonerie de frein de telle façon que les balanciers divergent à partir du cylindre de frein lors- que les freins sont entièrement desserrés et soient parallèles lors du frei- nage avec une course de piston normale,la timonerie de frein est établie de telle façon dans le mode de réalisation représenté sur la fig.1 que les ba- lanciers 3 et 4 soient parallèles, ainsi que représenté, lorsque les freins
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sont entièrement desserrés.On obtient ainsi l'avantage que la timonerie de frein peut petre normalisée même en ce qui concerne les tiges de liaison
5 et 6 des balanciers,
sans avoir à tenir compte du fait que les points d'articulation de ces tiges sur les balanciers sont d'ordinaire déplacés suivant le type de wagon.Cette nouvelle possibilité de normalisation consti- tue un avantage qui, comme des expériences pratiques le montrent, peut être obtenu avec le dispositif décrit ci-dessus,et cela grâce au fait que ce dispositif rend impossible qu'au cours d'un freinage le piston de frein pren- ne une course anormalement longue qui risquerait d'empêcher les freins de fonctionner correctement.