Frein à fluide sous pression.
La présente invention a. pour objet un frein à fluide sous pression comportant une paire de leviers de freinage reliés ensemble par une tige de connexion et disposés pour pouvoir être commandés pa. r un cylindre à piston de frein principal et un cylindre à piston de frein auxiliaire, lequel est destiné à produire l'application des sabots de frein aux roues de véhicule lorsqu'il est alimenté de fluide sous pression, tandis que la pression de serrage des sabots de frein est provoquée par le cylindre à piston de frein principal, le piston du cylindre de frein auxiliaire étant raecordé à l'un des leviers de freinage en un point relativement rapproché de la tige de connexion,
de sorte qu'un mouvement de sortie relativement faible dudit piston peut occasionner le mouvement nécessaire a l'ap plication des sabots de frein aux roues, tandis que le piston du cylindre de frein principal est relié audit levier de freinage en un point plus éloigné de la tige de connexion, de sorte qu'on peut réaliser une pression de freinage élevée avec un mouvement de sortie relativement faible du piston du cylindre de frein principal.
Le dessin ci-annexé représente, à titre
d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention fonctionnant à l'air comprimé.
La fig. 1 est une vue schématique, partie en coupe, d'une première forme d'exécution, comportant des moyens pour amener de l'air comprimé aux deux cylindres de frein simul tanément ;
La fig. 2 est partiellement une vue, partiellement une coupe d'une triple valve employée, dans cette forme d'exécution ;
La fig. 3 est une vue schématique d'une seconde forme d'exécution, dans laquelle de l'air comprimé est amené d'abord au cylindre de frein auxiliaire et ensuite au cylindre de frein principal ;
La fig. 4 donne des coupes par un robinet de commande utilisé dans cette forme d'exé- cution, pour plusieurs positions différentes de la clé de ce robinet ;
La fig, 5 représente une troisième forme d'exécution, pourvue de moyens pour assurer une graduation de la. puissance de freinage en rapport avec la charge du véhicule ;
La fig. 6 montre par deux vues un dispositif permettant de manoeuvrer le robinet représenté en fiv. 5.
Les freins représentés comportent, comme éléments usuellement employés, la conduite générale de frein L, le réservoir d'air auxiliaire B, la triple valve S et la valve de desserrage A. Le tuyauu de branchement qui relie la conduite de frein, L à la, triple valve S est, comme d'habitude, pourvu d'un simple robinet d'arrêt, de sorte qu'en fermant ce ra binet, si cela est nécessaire, l'équipement de frein d'un véhicule quelconque d'un train peut être mis hors jeu sa. ns que pour eelz le fonctionnement des freins des autres véhicules du train soit affecté.
En se référa. nt a. ux fig. 1 et' 2, on vait en 1 un cylindre à piston de frein principal et en 2 un cylindre à piston de frein auxiliaire. 3 désigne la partie de tige du piston libre du cylindre principal, 4 la tige de pis- ton du cylindre auxiliaire, 5 un levier de freinage relié à ces deux tiges et couplé par une tige de connexion 5a à un contre-levier de freinage ainsi que cela, est bien eonnu, La tige de piston 4 du cylindre 2 est raccordée au levier de freinage 5 en un point relativement rapproché de ladite tige de connexion 5a, tandis que la tige de piston 3 est articulée audit levier 5 en un point plus éloigné de cette tige de connexion 5a..
La partie de tige de piston tubulaire 6 est solidaire du piston et renferme la partie de tige de piston libre, un cliquet d'enclanehement automatique 7 étant monté sur une tête 6a de la. partie de tige de piston 6 pour établir une liaison de couplage entre ces deux parties de tige. ainsi que cela est d'ailleurs bien connu, en dépen- dance d'une goupille 8 qui, pour une position relative déterminée des, deux parties de tige, produit le dégagement du cliquet d'enclanche- ment 7, en étant repoussée par son contact avec le chapeau la du cylindre 1. La triple valve S est reliée par un tuyau 9 au cylindre de frein principal 1 et par un tuyau 10 au ev- lindre de frein auxiliaire 9.
La partie de tige de piston 3 peut cou- lisser à l'intérieur de la. partie de tige tubulaire 6 et présente une série d'encoches consti- tuant une denture de-erémaillère d'enelanene- ment. Le cliquet d'enclanchement 7, qui est d'ailleurs de construction connue, tend à s'en- clancher sous l'action d'un ressort dans la. denture de la partie de tige de piston 3.
Mais, aussi longtemps que le piston du cylindre principal 1 est dans la position de desserrage représentée en fig. 1, le cliquet d'entraîne- ment 7 est maintenu par la goupille 8 dans la position de dégagement, permettant à la, par tie de tige 3 de glisser librement dans le sens de sa. longueur.
La triple valve *S'est du type Westing- house bien connu a chambre d'accélération de freinage. Sa construction est toutefois simplifiée, comme représenté en fig. 2. en ce sens que la valve qui est généralement employée pour régulariserl'admissiond'aircomprimé au cylindre de frein (la, valve réglage") est ici omise. Cette construction sera bien comprise par le. fonctionnement du frein qu'on va décrire maintenant.
L'air comprimé passe de la manière con- nue de la conduite générale L par la triple valve S au réservoir d'air auxiliaire 2 ?, ou il s'accumule en réserve pour le fonctionnement du frein. Une. diminution de la pression dans la conduite L fait fonctionner la triple valve ) S de façon que de l'air comprimé s'écoule du réservoir B par le tiroir principal 11 (fig. 9) de la triple valve a la chambre 12 celle- ci. Cette chambre 12 est reliée par l'orifice 13 et le tuyau 10 (fig. 1) au eylindre de frein auxiliaire 2 et aussi, par un orifice ré tréci 14 et de tuyau 9. au cylindre de frein principal 1.
La section relativement large de l'orifice 13 communiquant avec le cylindre de frein auxiliaire permet un échappement rapide d'air sous pression de cette chambre au cylindre de frein 2 et le piston de ce cy lindre de frein sera par suite rapidement refoulé vers la gauche par la. pression de l'air admis, amenant par là le levier de freinage 5 en position convenable pour appliquer les sabots s de frein contre les roues de roulement du véhicule, un mouvement relativement faible de ce piston étant suffisant, grâce à la position de son point de connexion avec le levier 5, pour déterminer le mouvement d'ap- plication des sabots de frein.
Dans cette opé- ration, le levier 5 déplace en même temps la partie de tige de piston 3 vers la gauche.
De la chambre 12, de l'air sous pression passe aussi par l'orifice rétréci 14 dans le cylindre de frein principal 1 et comme la eapacité de ce cylindre est considérablement plus grande que celle du cylindre de frein auxiliaire 2, le piston du cylindre de frein principal 1 ne devient opéra. tif qu'a. près que le piston du cylindre de frein auxiliaire 2 a agi pour amener la partie de tige de piston 3 depuis la position représentée vers la gauche.
Si, alors, le piston du cylindre die frein principal est refoulé par l'air admis à celui-ci, la partie de tige de piston 6 sera déplacée v-ers la gauche, la goupille 8 perd son appui sur le eha. peau la dès que le piston principal s'est déplacé légèrement, et il en. résulte que le cliquet d'enclanchement 7 sera ramené en prise sur la. partie de tige de piston 3 pour s'enclancher dans une encoche de celle-ci et coupler ainsi la partie de tige de piston tu bulaire 6 avec la p, a. rt. ie cl'e tige clc piston 3, de sorte que le mouvement du piston du eylindre principal sera.
alors reporté par les parties 7 et 3 sur le levier de freinage 5 pour lui faire exercer une pression de serrage élevée sur les sabots de frein, une relativement faible course du piston principal étant suffisante pour réaliser cette pression de serrage élevée, grâce à la. position du raccordement de la partie de tige de piston 3 au levier de freinage 5.
Au desserrage du frein, le tiroir de commande 11 de la triple valve agit de la manière connue pour relier le conduit 15 (fig. 2) avec l'atmosphère extérieure. Dans ce cas, l'air comprimé dans le cylindre de frein principal 1 s'échappe rapidement par le tuyau 9 (fig. 1) et le conduit 15 à l'atmosphère, tandis. que de l'air sous pression du cylindre de frein auxiliaire 2 retourne par le tuyau 10 à la chambre 12 de la triple valve pour s'é- chapper aussi par les passages 14 et 15 à l'atmosphère. Les pistons'des'deux cylindres de frein 1 et 2 seront alors amenés à leur position de desserrage par l'action de leurs ressorts de rappel respectifs.
Au retour de la partie de tige de piston 6, la goupille 8 vient de nouveau heurter contre le chapeau la et. en étant repoussée, produit le dégagement, du cliquet de couplage 7, comme représenté en fig. 1, le cliquet étant ainsi maintenu hors de prise avec la. denture de la partie de tige de piston 3, laquelle peut alors être ramenée avec le levier 5 à la position représentée au dessin.
Au lieu du cliquet d'enclanehement 7 tel que représenté, on peut employer tout autre moyen de couplage approprié qui remplirait les mêmes foneiions. Le ehoix du diamètre du cylindre de frein auxiliaire 2 dépend de la pression prédéterminée qu'on veut faire exercer sur les sabots de frein pour leur application aux roues au début de l'opération de freinage, et le développement résultant de la pression utile sur le piston du cylindre de frein principal dépend de la section de passage de l'orifice 14 (fig. 2) de la triple valve.
Lorsqu'on emploie une triple valve de construction différente, ou qua, nd on fait arriver l'air comprimé aux cylindres de frein direetement depuis, la conduite générale, on peut obtenir sans. difficulté un réglage approprié du passage de fluide. comprimé au cylindre de frein principal. L'action combinée des cy- lindres de frein principal et auxiliaire permet de se dispenser de l'emploi d'un régulateur de pression spécial.
Pour simplifier davantage la construction du frein, le cylindre de frein auxiliaire peut être utilisé aussi comme chambre accélératrice pour accélérer l'opération du freinage de véhicule en véhicule, en ce sens que ce cylindre est rem. pli, au début d'une opération de freinage, entièrement ou partiellement de fluide comprimé depuis la conduite générale et que le cylindre de frein principal est alimenté de fluide depuis le réservoir auxiliaire.
Dans ce cas, dans la triple valve représentée en fig. 2, la chambre d'accélération qui pré- sente une forme sphérique sera. supprimée et le tuyau 10 conduisant au cylindre de frein auxiliaire sera. relié au conduit 16 (fig.2) qui, au début de l'opération de freinage, est chargé, par le tiroir 11, d'air comprimé depuis la conduite générale, lequel s'écoule alors dans le cylindre de frein auxiliaire 2. La pression dans la conduite générale est par là réduite rapidement et l'opération de freinage s'accé- lère sur toute la longueur du train.
La fig. 3 montre une forme d'exécution dans laquelle le fluide comprimé est amené aux deux cylindres de frein non pas par deux tuyaux séparés, mais pa, r un tuyau unique 17. La chambre 12 de la triple valve (fig. 2) est reliée par un large passage au tuyau 17 et l'orifice 13 de la triple valve est supprimé.
Le tuyau 17 conduit de la. chambre 12 de la triple valve au cylindre de frein auxiliaire 2, de sorte que ce cylindre sera toujours le premier mis en action. Le cylindre de frein auxiliaire 2 est relié au cylindre de frein principal 1 par un tuyau 18 renfermant un robinet de commande à plusieurs voies 19. Ce robinet, qui est représenté à la fig. 4 dans trois positions différentes de sa clé, permet d'établir, dans chacune de ces trois positions, une communication de section de passage dif Lérente, en raison du fait que les conduits transversaux de la clé de robinet ont des sections de passage différentes. On sait que pour obtenir un serrage sans choc des sabots de frein, plus le train est long et plus sa vitesse moyenne est petite, plus le développement de la puissance de freinage effective devra être lent.
En ajustant convenablement le robinet 19, la durée du développement de pression dans le cylindre de frein principal peut être amenée à s'accomoder à la longueur et à la vitesse de marche moyenne du train. Pour de longs trains de marchandises, il est préfé- rable de se servir du conduit le plus étroit du robinet, la position de la poignée de celuici étant en III à la fig. 4. La. position 11 convient pour des trains de longueur moyenne, tandis que pour des trains courts de voyageurs et des trains rapides, on mettra le robinet à la position I correspondant à l'usage du conduit le plus, large de la clé de robinet.
Un robinet de commande de ce genre pourrait aussi être intercalé dans le tuyau 9 de la première forme d'exécution, si l'on désire, là aussi, régler le développement de la pression dans le cylindre de frein principal 1. Dans ce cas, l'orifice 14 (fig. 2) de la, triple valve devra, être élargi de sorte qu'il présente une section de. passage au moins aussi grande que celle du conduit le plus large du robinet.
Dans cette disposition, les deux cylindres de frein sont séparés, permettant de raccourcir la tige de piston 4 et dans certaines circonstances de simplifier le montage des cy- lindres sur les véhicules.
La fig. 5 montre une forme d'exécution qui, tout en offrant tous les avantages des dispositions décrites, donne encore subsidiai- rement la possibilité de graduer la. puissance du freinage pour des véhicules lourdement chargés et vides, comme on l'a déjà prévu dans d'autres dispositions connues. A cet effet, le tuyau 20,21. reliant la triple valve S'a, u-eylindre de frein auxiliaire 9 est pourvu d'un robinet de commande 22 qui. dans une position, relie directement les tronçons de tuyau 20.
21 l'un à l'autre Cfig. 5) et, dans une autre position, intereeptc-cette c-ommu- nication et conduit le fluide comprimé depuis la triple vaRve S pa, r le tron, eon de tuyau 20, un régulateur de pression 23 et les tronçons de tuyau 24-et et 21 au cylindre de frein auxi liaire. Une chambre 25 est raccordée au tron- Qon de tuyau 24.
Le régulateur de pression 23 sert a inter cepter automatiquement l'admission de fluide comprimé aussitôt qu'une pression prédéter minée. pour laquelle le régulateur est ajusté, s'établit dans le cylindre de frein auxiliaire.
Des régulateurs de ce genre sont connus : ils comprennent généralement un piston qui est influencé, sur un côté. par la, pression du fluide passant par le régulateur et, sur l'au- tre côté, par la pression d'un ressort réglable.
Si la for, ce due à la, pression du fluide sur ce piston surmonte celle due au ressort, le piston est déplacé et ferme pa. r là une soupape obturatrice du régulateur.
Dans cette construction, les dimensions du cylindre de frein principal 1 et du réservoir auxiliaire B sont telles que la pleine puissance de freinage obtenue par r le fonetionne- ment normal des parties de freinage soit suffis, ante pour freiner le poids net et une'charge relativement grande du véhicule, c'est-à-dire, la totalité de la charge. Si 1 & véhicule est lourdement chargé, le robinet de commande 22 est amené à la position de la fig. 5 et après avoir effectué cet ajustement, l'opération de frein est la.mêmequedansl'exemple de la fig. 3 et les parties 23,24 et 25 restent hors d'action.
Si le véhicule n'est que faiblement chargé ou est tout à fait vide, le robinet de commande 22 est amené a sa seconde position de travail, clans laquelle il conduit l'air comprimé venant de la triple valve S, pendant le serrage du frein, par le tronçon de tuyau 20, le régulateur de pression 23 et les tron çons de tuyau 24 et 21 au cylindre de frein auxiliaire, d'où il passe aussi au cylindre de frein principal 1.
En même temps, la chambre 25 est encore alimentée d'air comprimé du tronçon de tuyau 24 ; elle constitue de la sorte, suivant ses dimensions, un élargissement d'espace plus ou moins grand de ce tron çon de tuyau, affectant aussi le volume des chambres à piston, de façon à donner lieu à une diminution dans la pression d'air s'éta- blissant dans les cylindres 1 et 2. Aussitôt que le fluide admis au cylindre de frein auxiliaire 2 a atteint une certaine pression, adap- tée au poids d'un véhicule non chargé, le régulateur de pression 23 intercepte automati- quement l'admission ultérieure de fluide comprimé.
De cette façon, la pression la plus élevée dans les cylindres de frein 1 et 2 et par conséquent aussi la diminution de pression dans le cylindre de frein auxiliaire à la suite d'un serrage des freins est définitivement limitée. En ajustant le régulateur 23, cette limitation de la pression peut être ajustée de façon qu'au plein serrage du frein la même diminution de pression ait lieu dans le réservoir d'air auxiliaire B pour l'une e) t l'autre position du robinet 22. Ces moyens permettent de réaliser sur un train un desserrage simultané. des freins pour toutes les méthodes d, e serrage, que les chambres de pression 25 soient reliées au circuit ou ne le soient pas sur les différents véhicules du train.
Les freins sur des véhicules chargés et vides seront par suite toujours, desserrés simultanément, comme c'est le cas dans les freins ordi naires a. chambre unique.
Si l'on ne fait pas usage du régulateur de pression 23, on peut combiner une simple soupape de relâchement, de pression avec la chambre de pression 25 de façon que la pression d'air obtenue dans eette chambre et dans les deux cylind, res d'e frein soit restreinte à une certaine valeur voulue,
La manoeuvre du robinet 22 peut être effectuée au moyen du dispositif de ma- oeuvre représenté en fig. 6. Ce dispositif f comporte un arbre à bras 27, une bielle 28 reliant ce bras à la clé du robinet et une poignée 26 fixé sur l'arbre 27 en dehors. du châssis. du véhicule et indiquant sur un plateau 29 la position du robinet pour des véhicules vides et chargés.
Lorsque les deux cylindres de frein sont alimentés de fluide comprimé séparément, comme dans l'exemple de la fig. 1, le robinet 22 représenté en fig. 5, avec le régulateur de pression 23, pourraient être reliée au tronçon de tuyau 24 et la chambre de pression 25 pourrait être reliée au tuyau d'admission d'air 9 du cylindre de frein principal 1, tandis que le cylindre de frein auxiliaire 2 serait ali- menté, indépendjammen. t de ces parties, de fluide sous pression par le tuyau 10.
L'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution sus décrites. Ainsi, l'emploi. d'une triple valve n'est pas absolument nécessaire et le fluide sous pression requis, pour alimenter les cylindres de frein pourrait aussi être fourni directement par la conduite généra. l'e L, comme c'est le cas dans les freins à action directe.