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La présente invention concerne un équipement de freinage à fluide sous pression, qui comporte un dispositif de service à valve, du type à recouvrement, pour commander le degré de serrage et de desserrage des freins sur un wagon de chemin de fer ou un véhicule analogue, en fonction, respective..Lent, du degré de réduction et de rétablissement de la pression du fluide dans une conduite générale, par rapport à une pression constante régnant dans un réservoir de ocmmande L'invention concerne plus particulière...:
lent un
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euqipement de ce genre, qui comporte une disposition perfectionnée permettant d'éliminer le retard existant jusqu'à présent dans l'établissement, à l'intérieur du cylindre de frein, d'une pres- sion proportionnée à la réduction de pression effectuée par l'opérateur dans la conduite générale, et permettant par consé- quent d'obtenir une -montée plus rapide de la pression dans le cylindre de frein que par le passé, pendant une application de service des freins, tout en donnant la possibilité d'augmenter cette pression par'petits paliers successifs.
Dans les équipements de freinage du\type précédent, on avait coutume jusqu'à présent de disposer l'orifice calibré d'alimentation du cylindre de frein, c'est-à-dire d'application des freins, (orifice qui commande la vitesse d'établissement de la pression dans le cylindre de frein), dans un canal de dis- tribution, partant de la soupape habituelle d'alimentation, qui' fait partie du dispositif de service à valve et alimente le cylin- dre, et aboutissant au cylindre de frein.
Avec cette disposition, puisque le dispositif de service à valve a tendance à passer en position de recouvrement et à osciller autour d'une position dans laquelle le débit du;,fluide à travers la soupape d'alimen- tation est égal au débit µ .travers l'orifice calibré d'applica- tion des freins, la pression différentielle régnant sur cet ori- fice calibré est plus faible que si la pression totale du réser- @ voir auxiliaire régnait constamment du côté haute pression de l'orifice calibré; il en résulte qu'un retard indésirable s'in- troduit dans l'établissement, à l'intérieur du cylindre de frein, d'une pression proportionnelle à la réduction de pression ef- fectuée dans la conduite générale par l'opérateur.
L'invention a donc pour but de changer l'emplacement de l'orifice calibré d'application des freins, en l'intercalant. dans le canal d'alimentation allant du réservoir auxiliaire à la soupape d'alimentation. Avec cette disposition, la chambre de.
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J021!)C.',oe G.' é111¯.;.G'IltG.':1.01^. restera toti.:le¯.ieiît'. ouverte j1.::scu' c.u =:.0: E)nt 0¯,. on aura 0tL.ïJli CtWS cette Cïle1:117r e, et par conspuent ds.ns le cylindre de frein, une pression correspondant , à 1C. réduction de pression effectuée .par 1-loperateur dans la
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conduite générale.
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Cependant, avec cette disposition, puisque 1-lorriv-e de l'sir du réservoir auxiliaire à lc: soupape d'ali¯¯teltation s'effectue avec un débit restreint CO.l1'.1G.ndf par l-'orifice calibré d' 21i.:¯eltation du cylindre de frein, tandis que l'écoulement du fluide à 1¯aiir de cette soupape jusque dans le cylindre de frein n'est pas sensiblement restreint, la soupape d' e.li¯::elltation est sensiblement déchargée dès c;u' elle s'ouvre.
Quand le dispositif de service à valve passe à sa position de recouvrejientj dans laquelle la soupape d-ali-,.e-ntation se férue de nouveau, le fluide du réservoir auxiliaire s'ccoule dans li chambre de la soupape d'alimentation avec un débit com-ande par l'orifice calibre c1' ali¯aellta tion du cylindre de frein;
par conséquente on ne peut effectuer un nouveau degré- d's.p-p¯ics.tiol7. des freins qu' en réduisant la¯ pression de conduite générale suffisam. ent pour surmonter 13cfiort exerce sur 1;. soupape d' E.li,::entéi.tion par la pression du réservoir auxiliriree pression qui s'est transmise entre-temps à la CiW¯¯bre de la soupape Gf'i.i¯1¯.1E3Y1'tctlOnj Àl en r<µsri.J-te eu'on ne peut pas ootenir des augmentations de li pression du cylindre de frein par paliers successifs tras petits, COI' J O on le C01111)rendrJ en lisant 1.L descri)tio11.
qui VL' suivre.' En d'autres termes,
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l'efle '. de sollicitation exerce par la pression du réservoir sur la soupape d'alimentation dispoarit quand cette soupape s'ouvre et réapparaît d'une manière indésirable du fait rue la pression du réservoir auxiliaire s'établit dans la chambre de la soupape (par l'imtermédiaire de l'orifice calibré) quand la soupape s'est refermée
L'invention a donc pour but de réaliser dans un équipement de freinage du type général précédente qui comporte un orifice calibré d'alimentation du cylindre de frein, intercalé dans le canal d'alimentation de la soupape d'alimentation de ce cylindre (et non dans le canal de distribution partant de cette soupape),
un dispositif pour maintenir une charge constante sur la soupape d'alimentation, et par conséquent sur le dispositif de service à valve, depuis l'instant où cette soupape se ferme;, pendant un serrage de service, jusqu'au moment où elle s'ouvre pour effectuer une application des freins d'un degré plus élevé.
Avec ce dispositif de charge constante, l'équilibre du dispositif de service à valve, du type à recouvrement est rompu à la suite d'une nouvelle réduction légère de la pression de¯conduite générale, pendant une application de service des freins, et on peut doncaugmenter la pression du cylindre de frein par paliers successifs très petits.
Conformément à l'invention, l'orifice calibré d'alimen- tation du cylindre de frein est intercalé dans le canal d'alimentation allant du réservoir auxiliaire à la chambre d'alimentation contenant la soupape d'alimentation; en outre, l'invention prévoit une butée mobile, qui est soumise, d'un côté, à la pression régnant dans ladite chambre et à la force d'un ressort de rappel prenant appui sur la soupape pour la solliciter vers son siège; cette butée mobile est soumise, sur sa face opposée, à la pression régnant dans une chambre qui communique sans aucune restriction avec le réservoir auxiliaire.
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Avec cette disposition perfectionnée, quand la soupape d'alimentation s'ouvre par suite du passage du dispositif de service m valve à Sa position d'application des freins, la pression régnant dans la chambre d'alimentation s' éte.blit repidement dans le cylindre de frein, par suite du débit important de l'écou- lement à travers l'orifice calibré d'alimentation Soumis à une pression différentielle élevée; par suite de la rupture d'équilibre se produisant ainsi entre les pressions s'exerçant sur les deux faces de la butée mobile, cette butée exerce sur la valve de service, par l'intermédiaire de la soupape d'alimentation, une force de pression qui constribu.e à faire passer le dispositif de service à valve dans sa position de recouvrement.
Bien que la valeur de cette force varie pendant l'ouverture de la soupape d'alimentation, par suite des changements de la pression du cylindre de frein, cette force conserve cependant la valeur qu'elle possède au moment où la soupape d'alimentation se fermer par conséquent, dès qu'on effectue une légère réduction de pression dans la conduite générale, l'équilibre du dispositif de service à valve est immédiatement rompu et la soupape d'alimentation s'ou- vre rapidement.
D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre. Cette description se réfère au dessin annexé, sur lequel la figure unique est une vue schématique d'un équipement de freinage conforme à l'invention..
- DESCRIPTION -
Comme on le voit sur le dessin, le dispositif de con mande de freinage, conforme à l'invention, co prend .un support de conduites 1, auquel sont connectés la conduite génerale habituelle 2, un réservoir de commande 3, un réservoir auxiliaire 4 et un cylindre de frein 5. un carter 6 en plusieurs parties est
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monté sur une face du support 1.
Ce carter 6 contient un dispositif
7 de service à valve, un clapet 8 de charge du réservoir auxiliaire et un clapet 9 de-charge du réservoir de commande Le dispositif de service à valve diffère des dispositifs proposés jusqu'à pré- sent par certaines caractéristiques que l'on va décrire à présent.
Le dispositif 7 de service à valve comprend deux butées mobiles 10 et 11, qui sont coaxiales et écartées l'une de l'autre; ces deux butées possèdent des surfaces efficaces différentes et sont reliées l'une à l'autre, non pas positivement, mais de manière à coopérer; elles forment ainsi ce que l'on appelera une "série" de butées. La butée mobile la plus grande 10 est soumise sur sa face inférieure (en regardant le dessin) à la pression.du fluide régnant dans une chambre 12, qui communique constamment par un canal 13 avec le réservoir de commande 3 ; cette butée 10 est soumise sur sa face opposée à la pression régnant dans une chambre
14 en communication constante pas un canal 15 avec la conduite .générale 2.
La butée mobile 10 est reliée à la butée mobile plus .petite'11, de manière à coopérer avec celle-ci, par l'ttermédiaire d'une tige-poussoir cylindrique 16, qui est coaxiale par rapport aux butées etqui peut coulisser d'une manière étanche dans un alésage aligné traversant une cloison 17 du carter; cette cloison 17 sépare la chacabre 14.d'une chambre 18 à la pression atmosphérique située d'un côté de la butée mobile 11; cette tige-poussoir 16 est engagée respectivement par ses extrémités contre les butées mobiles 10 et
11. Sur l'autre face de la butée mobile 11 se trouve une chambre
19, qui communique constamment sans aucune restriction, conformément à une caractéristique de l'invention, avec le cylindre de frein 5 par un canal 20.
La butée mobile 11 est reliée positivement à une valve ou tiroir cylindrique de service 21, qui est coaxial par rapport
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àd cette butée et qui peut coulisser' d'une manière étanche, dans un alésage aligne 22 ouvert sur la chambre 19. Près de son extrémité libre, le tiroir de service 21 possède un diamètre réduit de manière à définir, en; coopération avec 1''alésage 22 environnant, une chambre annulaire 23 constataient ouverte sur une branche du canal 20 du cylindre de frein.
Un alésage 24 s'étend vers l'inté rieur du tiroir cylindrique 21 et suivant l'axe de ce tiroirà partir de l'extrémitéd libre .de ,celui-ci; cet .alésage 24 communique cons par l'intermédiaire d'orifices radiaux appropriés, avec une gorge annulaire allongée 25 prévue dans le tiroir entre les extrémités de celui-ci. Une soupape 26 d'alimentatin du cylindre de frein est disposée coaxialement par rapport au tiroir de service 21; cette soupape 26, ayant de préférence la forme d'un disque, est contenue dans une chambre 27.
La soupape 26 dcommande l'écoulement du fluide entre les chambres 27 et 23; elle est soumise à Inaction d'un ressort hélicoidal 28, qui est disposé dans la chambre 27; ce ressort pousse la soupape 26 contre un siège annulaire constitué par une nervure -entourant une extrémité de l'alésage 22.
Conformément à l'invention, une butée mobile constituée par exe ple par un piston 29, est disposée coaxialement par rapport à la soupape d'alimentation 26 et peut coulisser dans un alésage séparant la chambre 27 d'une autre chambre 30, communi quant sans aucune restriction par un canal 31. avec le réservoir auxiliaire 4; la chambre 27 coin. unique constamment avec une branche du canal 31 par un orifice calibré 32 d'alimentation du cylindre de frein; le piston 29 comporte une tige coaxiale 33 qui s'étend à travers la chambre 27, vers la soupape d'alidentatin 26 ; un ressort 28 est interpose::
entre le piston 29 et la soupape 26, pour pousser celle-ci au contact de son siège tout en minte mant la tige 33 dégagée de la soupape 26 tant que la pression dans
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la chambre 27 est sensiblement égale à la pression du réservoir auxiliaire régnant dans la chambre 30.
Si l'on désire inclure, dans l'équipement perfectionné conforme à l'invention, un dispositif à valve d'admission dans le cylindre de frein, on peut adopter par exemple un dispositif du type représenté sur le dessin et désigné par le nombre de réfé- rence 34. Ce dispositif à valve 34 comprend un tiroir 35 compor- tant entre ses extrémités une cavité annulaire allongée 36 ; tiroir est poussé vers une position normale ou position d'ouverture par un ressort hélicoïdal régulateur 37 monté dans une chambre
38 à la pression atmosphérique.
Dans cette position d'ouverture, la cavité 36 fait comauniquer une branche du canal 31 du réservoir auxiliaire avec un canal 39, débouchant dans la chambre 27 et court-circuitant l'orifice calibré 32 d'alimentation du cylindre de frein. Le tiroir 35 est soumis, en opposition à la force du ressort 37, à la pression du cylindre de frein régnant dans une chambre 40, qui communique constamment par un orifice calibré à chicane 40a avec une branche du canal 20 du cylindre'de frein ; 'quand la pression du cylindre de frein régnant dans la chambre 40 dépasse une valeur choisie, égale par exemple à 0,7 kg/cm2 et déterminée par'la force du ressort 37, le tiroir 35 passe à une position de fermeture; dans cette position, le canal 31 ne communi que plus avec le canal 39;
il en résulte que le fluide sous pres- sion arrive alors dans la chambre 27 uniquement par l'orifice calibre
32 et avec un débit commandé par cet orifice.
Pour expliquer le fonctionnement, on va supposer que l'équipement de freinage est d'abord vide de fluide sous pression.
Dans ces conditions, un ressort hélicoïdal 41 disposé dans la chambre 19 du dispositif 7 de service à valve, agit sur la butée mobile 11 et aussi sur la butée mobile 10 par l'intermédiaire de la tige 16, de manière à pousser l'ensemble de ces deux butées jusqu'à la position représentée sur le dessin. Cette position est
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définie par le contact de la. butée mobile 10 avec une butée fixe appropriée forcée dans la paroi d'extrémité de la chaubre 12; cette butée fixe définit ainsi une position de desserrage du tiroir de service 21. Ce tiroir se trouvant dans cette position, son extrémité est dégagée de la soupape d'alimentatin 26 et la gorge 25 se trouve en regard d'un orifice calibré 42 d'évacaution du cylindre de frein.
Le cylindre de frein 5 est alors ouvert à l'air libre par le canal 20, la chambre 23, l'alésage 24, la gorge 25 et l'orifice calibré 42; d'autre part, la soupape 26 est maintenue fermée par le.ressort 28, qui maintient en même temps la tige 33 du piston 29 à une certaine distance de la soupape 26.
Par ailleurs, l'équipement évant vide de fluide, le tiroir 35 est maintenu dans sa position d'ouverture par la force du ressort 37; cette position est représentée sur le dessin,
Pour charger initialement l'équipement, on fait arriver le fluide sous pression, d'une manière bien connue:, dans la conduite générale 2, sur la locomotive.
Sur un wagon particulier, une partie de ce fluide s'écoule par une branche du . canal 15 de conduite générale dans la chambre 14 du dispositif 7 de service à valve, pour maintenir le tiroir 21 dans sa position de desserrage-dés freins ; une autre fraction de ce fluide s'écoule par une autre branche du canal 15 jusque à la face inférieure du clapet 8 de charge du réservoir auxillaire ouvre ce clapet, et s'écoule au-delà de celui-ci., avec un débit commandé par un orifice calibré 43 de charge, jusque dans une branche du canal 31 du réservoir auxiliaire 4, de manière à charger celui-ci;
une autre partie de ce fluide s'écoule par une autre branche du canal 15 jusqu'à la face inférieure du clapet 9 de charge du réservoir de commande, ouvre ce clapet et passe dans une branche du canal 13 du réservoir de commande 3, de manière à charger ce réservoir, en même temps que la chambre 12 du dispositif 7 de service à valve.
Pour effectuer une application des freins, on réduit
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d'une manière bien connue la pression du fluide dans la conduite générale 2, sur la locomotive. Quand la pression de conduite générale régnant dans la chambre 14 du dispositif 7 de service à valve d'un wagon particulier a été réduite suivant un degré prédéterminé, par exemple jusqu'à une valeur inférieure d'environ 0,21 kg/cm2 à la pression du réservoir de commande régnant dans la chambre 12, la butée mobile 10 est entrainée vers le haut et entraîne, par l'intermédiaire de la tige 16, la butée mobile 11 et par conséquent le tiroir 21 jusqu'à une position d'application des freins, malgré la résistance combinée opposée par les ressorts 41,
28 et par la pression du réservoir auxiliaire qui règne dans la chambre 27 et agit sur la soupape d'alimentation 26. Pendant le passage du tiroir 21 à sa position d'application des freins, l'extrémité de ce tiroir's'appuie d'abord contre la soupape 26, puis l'ouvre pour permettre au fluide.du réservoir auxiliaire de s'écouler par le canal 31, la cavité 36 du tiroir 35 en position d'ouverture, le canal 39 et la soupape 26 ouverte, en court-circuitant l'orifice calibré 32, dans le canal 20, dont les branches aboutissent respectivement au cylindre de frein 5 et à la chambre 19 du dispositif 7 de service à valve.
Tant 'que le tiroir 35 reste dans sa position normale, le piston 29 tend à rester dans la position représentée parce que la pression régnant dans la chambre 27 est sensiblement égale à la pressionrégnant dans la chambre 30, du fait que le réservoir auxiliaire alimente sans aucune restriction la chambre 27 en court-circuitant l'orifice calibré 32.
Cependant, quand la pression du cylindre de frein dépasse la valeur de 0,7kg/cm2 choisie à titre d'exemple et quand le tiroir 35 passe ainsi en position de fermeture, les pressions dans les chambres 27 et 23 tombent en dessous de la pression du réservoir auxiliaire régnant dans la chambre 30, parce que les chambres 27 et 23 se trouvent en aval
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de l'orifice calibré 32 et. communiquent sans. aucune restruction avec le cylindre de frein 5, qui setrouve initialement tout au moins, à une pression considérablement inférieure à celle du ré- servoir auxiliaire.
Quand la pression dans la chambre 27 diminue ainsi jusqu'en dessous de la pression du réservoir'auxiliaire, par suite de cet écoulement restreint à travers l'orifice calibré 32, le piston 29 se déplace, malgré la résistance du ressort 28, et applique une force à la soupape d'alimentation 26 (qui est alors maintenue ouverte par lé tiroir 21) par l'intermédiaire de la tige 33 ; cetteforce est,appliquée également au tiroir 21.
Tant que la soupape 26 est ouverte, la pression du réservoir- auxiliaire régnant dans la chambre 30 diminue par suite de l'écou- lement de l'air du réservoir auxiliaire dans le cylindre de frein
5; la pression du cylindre de frein, régnant dans les chambres 27 et 23, augmente par conséquent. La force exercée par lé piston 29 est égale à la pression différentielle agissant sur la surface efficace de ce piston, cette surface étant égale à la surface .efficace de la soupape d'alimentation 26.
Pendant ce temps, le fluide sous pression continue à s'écouler à' partir du réservoir auxiliaire 4 par l'orifice calibré 32 et au-delà de la soupape d'alimentation 26 ouverte jusque dans le cylindre de frein 5. La surface efficace de la butée mobile 10 est de préférence égale sensiblement à 2,9 fois la surface efficace de la butée mobile 11;
ainsi, quand la @ pression de conduite générale, régnant dans la'chambre 14 est réduite de 1 kg/cm2 en dessous de la pression;du réservoir de commande régnant dans la chambre 12, la pression du cylindre de frein régnant dans la chambre 19 augmente de 2,9 kg/cm2, Quand l'effet combiné de la pression du cylindre de frein régnant dans la chanbre 19, de la pression du réservoir auxiliaire régnant dans la chambre 30, des forces des ressorts 23 et 41, et enfin de-la
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pression de conduite générale régnant dans la chambre 14, surmonte. légèrement l'effet opposé exercé sur la série des butées mobiles par la pression du réservoir de commande régnant dans la chambre 12,
le tiroir 21 se déplace vers le bas jusqu'à une position de recouvrement, dans laquelle la soupape d'alimentation 26 est fermée par le ressort 28 et l'extrémité libre du tiroir 21 est appliquée hermétiquement contre la soupape 26 pour empêcher le fluide sous pression du canal 20 du cylindre de frein de spéculer dans l'at- mosphère par l'orifice calibré 42 d'évacuation. Le fluide est donc maintenu dans lé cylindre de frein 5, à une pression qui est égale à 2,9 fois la réduction de pression effectuée par l'opérateur dans la conduite générale.
Le tiroir 21 se trouvant en position de recouvrement, dès que la soupape d'alimentation 26 se ferme, l'effet produit sur la série des butées mobiles par la pression, régnant dans la chambre 27 et agissant sur la soupape 26, est compensé par l'effet opposé exercé sur le piston 29 par cette même pression (comme on l'a déjà dit, la surface efficace du piston 29 est la même que ,celle-de la soupape 26); par conséquent, la force efficace appliquée alors à la série des butées mobiles est égale à la pression du réservoir auxiliaire régnant dans la chambre 30 et agissant sur le piston 29.
Après que la soupape 26 s'est fermée, la pression dans la chambre 27 s'égalise rapidement avec la pression du réservoir auxiliaire par l'intermédiaire de l'orifice calibré 32 et applique alors directement la charge de la pression du fluide à la soupape 26 ; la force indirecte de sollicitation-appliquée initialement à la soupape par la pression du réservoir auxiliaire, régnant dans la chambre 30, et par l'intermédiaire du piston 29 et de la tige 33 disparaît; le piston 29 n'exerçant aucune force sur la soupape 26, quand les pressions sont sur le point de s'égaliser dans les chambres 27 et 30, le ressort.20 entraîne alors le piston 29 vers le haut de manière à dégager de la soupape 26.la tige 33.
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On voit donc qu'à partir du moment où le tiroir 21- passe à sa position de recouvrement, la charge de pression appli- quée à la soupape d'alimentation 26, et par conséquent à la série des butées mobiles du dispositif de service 7, est maintenue constan- te. Par conséquente si on réduit alors très légèrement la pression de conduite générale, de manière à augmenter le degré de serrage des freins, la série des butées mobiles du dispositif de service 7 se trouve immédiatement déséquilibrée et le tiroir 21 passe rapide- ment à sa position d'application des freins; ensuite, l'équipement fonctionne, comme on comprend d'après la description précédente, pour effectuer une augmentation correspondante de pression dans le cylindre de frein.
Puisque la forcede sollicitation appliquée à la soupape d'alimentation 26 est ainsi maintenue constante, après que le tiroir 21 est passé à sa position de recouvrement et jusqu'au moment où la soupape 26 passe à sa position de serrage des freins, i on comprend que la pressin du cylindre de frein peut être augmen tée par petits paliers successifs, en réponse à.de légères réduc- tions successives de la pression de conduite générale.
Pour effectuer un desserrage des freins, on augmente d'une manière bien connue la pression de conduite générale,, sur la locomotive. Sur un wagon particulier, cette augmentation de la pression de conduite générale, régnant dans la chambre 14, permet à la série des butées mobiles du dispositif de service 7 d'entraî- ner le tiroir 21 jusqu'à sa position de desserrage des freins; dans cette position représentée sur le dessin, le fluide sous pression s'échappe du cylindre de frein 5 dans une mesure correspondant au degré d'augmentation de la pression de la conduite générale.
Ainsi, si l'on rétablit partiellement la pression dans la conduite géné- rale, le tiroir 21 passe à sa position de recouvrement, quand la pression du cylindre de frein, régnant dans la chambre 19, a étc réduite dans une mesure correspondant à l'augmentation de pression effectuée par l'opérateur dans la conduite générale; si l'on réta-
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blit totalement la pression de conduite générale, le tiroir de service 21 est maintenu dans sa position de desserrage des freins, de manière à vidanger completement le cylindre de frein 5.