Frein à fluide sous pression. On sait que, dans la descente de fortes et longues déclivités avec le frein automatique à air comprimé, il est nécessaire, pour assurer une réalimentation convenable des réservoirs auxiliaires, de procéder systématiquement à des serrages et desserrages alternés.
Cette manoeuvre est actuellement opérée par le mécanicien, mais il serait avantageux de la rendre automatique, tout en permettant au mécanicien d'en graduer les effets à vo lonté, suivant la nature du train, la varia tion des déclivités et des résistances (le la ligne, et même de la supprimer totalement de manière à reprendre en toute liberté la ma- naeuvre du robinet de frein.
La présente invention a pour objet un frein à fluide sous pression pour véhicules de chemin de fer et autres, présentant la parti cularité qu'un mécanisme de commande est prévu pour provoquer automatiquement un cycle de serrages intermittents des freins lorsqu'une action de freinage doit être pro duite et permettre ainsi aux réservoirs auxi liaires d'être rechargés, comme cela peut par exemple être nécessaire dans la descente de fortes et longues déclivités.
Ce mécanisme de commande peut être éta bli de façon à provoquer et à entretenir auto matiquement une suite ininterrompue de cy cle de serrages et de desserrages dès que la vitesse du train atteint une valeur donnée, et tant qu'elle reste supérieure à cette valeur, tandis que, partir du moment où les freinages ainsi opérés se trouvent être suffisants pour réduire la vitesse du train au-dessous de -la valeur donnée, ledit mécanisme de commande cesse d'agir jusqu'au moment où la vitesse reprend cette valeur. Si, au contraire, les freinages ainsi opérés sont insuffisants, la vitesse du train augmenterait, mais dès qu'elle atteint une limite maxima fixée, ledit mécanisme provoque automatiquement un ser rage d'urgence et, par suite, l'arrêt du train.
Le mécanisme de commande précité peut être actionné pneumatiquement ou électrique ment. Il peut par exemple comporter un ap pareil lié au mouvement des roues, actionnant pour la vitesse limite, et au delà de celle-ci, un interrupteur dans le cas de la commande électrique avec ou sans relais, ou provoquant le déplacement d'une commande mécanique dans le cas d'une commande mécanique, cet appareil déterminant un envoi d'air comprimé dans l'appareil de manoeuvre proprement dit.
Ce dernier a pour but, sous l'effet d'une ad mission d'air, de provoquer alternativement les opérations suivantes: a) Isolement de la conduite générale et, en même temps, évacuation d'une certaine quan tité d'air de la conduite pour réaliser le ser rage; b) Réalimentation de la conduite générale pour réaliser le desserrage et la recharge (les réservoirs auxiliaires.
L'évacuation de l'air de la conduite géné rale peut être faite de manière à produire dans cette dernière une dépression faible, mais très brusque: soit par un orifice de grande section, ouvert pendant un temps re lativement court, soit par la mise en relation de la conduite générale avec une poche de volume donné, soit encore par un échappe ment à travers un dispositif qui ferait cesser l'écoulement de l'air de la conduite, dès que la dépression désirée serait atteinte (déten deur différentiel, limiteur de dépression).
L'appareil de manoeuvre peut être com mandé par un régulateur automatique de pression à maximum et minimum réglable, disposé sur une capacité dont le temps de remplissage et le temps de vidange sont égale ment réglés. Ce régulateur peut provoquer le serrage dès que la pression atteint une valeur maximum dans cette capacité et réaliser le desserrage dès que la pression dans cette ca pacité atteint une valeur minimum.
Par le réglage de la dépression, il est donc possible de faire varier l'intensité du freinage et par le réglage de la différence des pres sions, il est possible de faire varier la fré quence des serrages, c'est-à-dire la durée des desserrages et, par suite, la durée de la réali- mentation des réservoirs auxiliaires.
Le dessin schématique annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention en tant. que cela, est né-. cessaire pour faire comprendre celle-ci.
La fig. 1 est un schéma d'un mécamrne à commande électrique; La fig. r est un schéma d'un mécainsiiie à commande mécanique; Les fig. 3, 4 et 5 montrent la position de clapets prévus dans les valves et de réglettes destinées à les commander à différentes pha ses du freinage.
Qu'il soit à commande électrique ou à commande mécanique, le mécanisme est prévu pour réaliser le programme suivant: 10 Serrage modéré à partir d'une vitesse critique, ce freinage étant obtenu par une suc cession de serrage et de desserrages comme le fait le mécanicien. Ces serrages et ces desser rages peuvent être gradués, le serrage s'arrê tant pour une pression maximum donnée dans un cylindre de frein, et reprenant pour une valeur minimum de cette pression; <B>20</B> Serrage à fond sans desserrage si la vi tesse, continuant à s'accélérer, atteint une va leur considérée comme dangereuse; 30 Mise hors de service de la commande automatique ci-dessus, si le mécanicien ma- n#uvre son robinet. Le mécanisme automati que ne fonctionne donc qu'en position de marche.
Dans la commande électrique du freinage ainsi que dans la commande mécanique, la succession de serrages et de desserrages néces saires pour obtenir un freinage modéré est ob tenue par le moyen d'un régulateur de pres sion en relation avec une capacité-témoin re liée à la conduite de frein. Ce régulateur agit pour provoquer les desserrages dès que la pression dans cette capacité dépasse une valeur maximum, et pour provoquer le ser rage dès que cette pression tombe au-dessous d'une valeur minimum. Ce régulateur est un simple coupe-circuit automatique pour la commande électrique; pour la commande mécanique, c'est un dispositif autorisant ou . interdisant mécaniquement le serrage auto matique.
En se référant d'abord à la fig. 1, le mécanisme à commande électrique comporte l'aiguille 1 d'un indicateur de vitesse pou vant venir en contact électrique avec les plots de contact 2 ou 21, une résistance 3, un organe de contact actionné par un régula teur de pression 4 en relation avec la capa cité-témoin lorsque la pression descend au- dessous d'une valeur fixée, une valve à com mande électromagnétique 5 commandant à la fois les deux clapets 9 et 10, un organe de contact 6 commandé par le robinet du mécanicien en position de marche, une pile électrique 7 pour alimenter les circuits né cessaires, une deuxième valve à. commande électromagnétique 8 commandant les cla pets 11 et 12.
lâ est la chambre centrale de la valve 5 en communication permanente par une tu bulure 14 avec un distributeur décrit plus bas. En 15 se fait l'arrivée d'air au clapet 11, venant du robinet de mécanicien R.
Le distributeur précité comprend un corps 16 dans lequel un piston 17 peut se mouvoir sous l'action combinée de l'air ve nant de la chambre 1<B>3</B> et du ressort 18, d'une part, et de l'air venant du robinet R par la tubulure 19, d'autre part.
Le piston 17 commande un tiroir 20 qui peut mettre en relation la conduite générale 21, soit avec le robinet R par 19 et 15, soit avec l'atmosphère par la tubulure 22 et un limiteur de dépression 2'3.
Ce limiteur de dépression comprend un corps 23 dont l'intérieur est séparé en deux chambres superposées par un piston 24 La chambre supérieure peut être mise en rela tion par les clapets 11 et 12, soit avec le ro binet R, soit avec l'atmosphère. La chambre inférieure est normalement à l'atmosphère par 25. Le ressort 26 est taré pour permet tre la fermeture de l'orifice 25 par le tiroir 27 pour une dépression donnée.
Dans le tiroir 20, un autre canal peut #. mettre en relation un réservoir \?8 soit avec le robinet par 19, le trou 29, la tubulure 30, le clapet 31 et le canal 32, soit avec l'at mosphère par le canal 32 seul, la tubulure 30, le tiroir et l'orifice 33. Le réservoir 2<B>K</B> est, d'autre part, en relation permanente avec le régulateur de pression 4 par la tu bulure 34.
Le fonctionnement du mécanisme est le suivant: 10 Normal: La valve 5 à commande élec tromagnétique n'est pas excitée; le clapet 9 est fermé, le clapet 10 ouvert. Le piston 17, dont la face supérieure est à l'échappement, est repoussé vers le haut par l'air venant du robinet R par 19; la conduite générale 21 est alimentée, et les freins sont desserrés.
D'autre part, le tiroir 20 dans sa posi tion haute met le réservoir 28 à l'échappe ment par 32, 30, 33. Le régulateur de pres sion 4 a donc son organe de contact fermé.
La valve 8 à commande électromagnéti que n'est pas excitée non plus, le clapet 11 est ouvert et l'air du robinet R arrive sur le piston du limiteur 23.
20 Freinage automatique modéré pour une vitesse donnée: L'aiguille 1 ferme le circuit de la valve 5 par l'aiguille 1, le plot 2, la résistance '3, le régulateur de pression 4, la valve 5, l'organe de contact 6 du robinet R, la pile 7. Le clapet 9 s'ouvre; le clapet 10 se ferme.
Le piston 17 descend; le tiroir 20 coupe l'alimentation de la conduite 21, la met à. l'échappement par 22 et le limiteur de dé pression, et met le réservoir 28 en communi cation avec le robinet par 29, 30, 31, 32.
Une dépression a lieu dans la conduite 21; lorsqu'elle a atteint une valeur fixée, la pression d'air régnant dans la conduite 15 repousse le piston de 23 vers le bas et ferme l'orifice d'échappement 25 par le tiroir 27.
D'autre part, au bout d'un temps fixe, le réservoir 28 est rempli à une pression pour laquelle est réglé le régulateur de pres sion 4; à ce moment, l'organe de contact de celui-ci s'ouvre; la valve 5 est désexcitée, le piston 17 remonte; la conduite 21 est de nou veau alimentée.
Ce mouvement de va-et-vient se conti nuera ainsi jusqu'à, ce que, la vitesse dimi nuant au-dessous de la valeur critique, l'ai guille 1 coupe le contact afférent. On règle ainsi la valeur de la dépression dans la conduite par le ressort 26, et le temps de serrage et de réalimentation dans chaque manoeuvre, par les canaux 29 et 32.
30 Freinage d'urgence. Si néanmoins la vitesse continue à s'accroître, au delà d'une valeur considérée comme dangereuse, le mé canisme produit un serrage à fond sans des serrage. A ce moment l'aiguille 1 ferme, par le plot 2,, le circuit: valve 8, valve 5, contact & et pile 7. La valve 8 est donc ex citée; le clapet 11 fermé, le clapet 12 ouvert.
Comme précédemment, le piston 17 des cend, et met par le tiroir 20 la conduite 21 à l'échappement; mais la dépression n'est plus limitée, car le dessus du piston de 23 est à l'échappement par le clapet 12 ouvert.
D'autre part, l'organe de contact du ré gulateur de pression 4 n'est plus dans le cir cuit; le freinage 'a fond continue donc, lus- qu'à ce qu'on l'arrête à la main.
On voit par ce qui précède que le régula teur de pression 4 qui est associé au réser voir 28 est sert à commander le serrage in termittent des freins, est mis hors du cir cuit de la valve à. commande électromagné tique 5 lorsque les véhicules atteignent une vitesse maximum prédéterminée, la valve 5 étant alors reliée en circuit avec la valve à commande électromagnétique 8. Il en ré sulte que le serrage intermittent des freina est supprimé et remplacé par un serrage continu.
En se référant maintenant aux fig. %'3, 4 et 5, on va décrire le mécanisme à com- mand, mécanique dont le principe est le même que pour la commande électrique:
Au moment où la vitesse atteint la pre mière valeur critique, un distributeur isole la conduite de frein du robinet en la mettant à l'échappement; cet échappement est inter rompu automatiquement dès que la dépres sion atteint une certaine valeur;
de plus, au bout d'un temps donné, le serrage cesse, le distributeur est renversé et le desserrage commence, en même temps que la réalimen- tation. En se référant à la fig. 2, 41 désigne un régulateur centrifuge, 42 un levier commandé par ce régulateur, 48 une réglette à cames commandant une valve 44 de serrage mo déré, commandant le distributeur, et une valve 45 de serrage d'urgence, en relation avec le dessus du piston du limiteur de dé pression; 46 est une valve d'interception, commandée par la poignée du robinet R en position de marche et autorisant l'admission aux valves 44 et .45 dans cette position seu lement;
47 est une réglette à came à va-et- vient, commandée par un régulateur de pres sion 48 relié au réservoir témoin 28 (voir plus haut pour la commande électrique) .
Les organes désignés par les autres signes de référence sont les mêmes que ceux de la fig. 1.
Le fonctionnement est le suivant: 1o Normal (voir fig. 2).
Au-dessous de la vitesse critique, la ré glette 43 est vers la gauche; le clapet 10 de la valve 44 est soulevé et le dessus du piston 17 du distributeur .à l'échappement.
Dans cette position, la conduite générale est alimentée par la soupape d'alimentation montée sur le robinet.
D'autre part, le réservoir 28 est à l'échap pement et le piston du régulateur 48 à fond de course à droite.
Le clapet 11, 12 de la valve 45 est abaissé, admettant de l'air du robinet sur la partie supérieure du piston 24.
20 Freinage modéré (voir fig. 2 et 3). Lorsque la vitesse atteint la valeur cri tique, le régulateur 41 fait glisser la réglette 43 vers la droite, abaisse le clapet 10 de la valve 44, admettant ainsi de l'air au-dessus du piston 17. De ce fait, la conduite 21 est isolée du robinet et mise à l'échappement par 22, 25.
Pour une valeur de dépression fixée, le piston 24 poussé par l'air admis par le cla pet 11 de la valve 45 vient fermer l'échap pement 25.
Pendant ce temps, l'air venant du robi net par 29, 30 remplit le réservoir 28, par les canaux 31,132. Au bout d'un temps fixé, la pression dans ce réservoir atteint une va leur suffisante pour pousser vers la gauche le piston du régulateur 48, et la réglette 47, ce qui ferme le clapet 10 de la valve 44, renverse le distributeur et son tiroir 20 et réalimente la conduite (fig. 4).
Le va-et-vient s'établit donc.
<B>30</B> Freinage d'urgence (voir fig. 5). Pour une valeur dangereuse de la vitesse, le mécanisme produit un serrage .à fond sans desserrage. A ce moment, la réglette 48 est à fond vers la droite et vient pousser la ré glette 47 (reliée élastiquement au piston de 48). L'action du régulateur 48 se trouve ainsi annulée.
D'autre part, le clapet 12 de la valve 45 est levé par la came de gauche de la réglette 43 et le dessus du piston 24 mis à l'échappe ment laissant ainsi en permanence la, con duite générale 21 à l'échappement par 22, 25. Le freinage intermittent est donc remplacé par un serrage continu.
40 Dans les positions du robinet R au tres que la position de marche, la valve 46 interdit l'admission d'air sur le piston 17 du distributeur et, par conséquent, le freinage.