Triple valve pour frein à fluide sous pression. L'objet de la présente invention est une triple valve qui, par le déplacement de deux pistons opposés, commandant chacun un ti roir, règle complètement la pression du cylin dre ou des cylindres de frein et, par consé quent, le freinage du véhicule commandé par ladite triple valve. Ces pistons sont soumis respectivement l'un à l'action des pressions de la conduite générale et du réservoir auxi liaire et l'autre à celles du réservoir auxi liaire et du réservoir secondaire.
Les tiroirs peuvent être placés l'un sur l'autre ou l'un dans l'autre et se mouvoir sur une glace unique.
Pour l'application au freinage de trains (le marchandises, cette triple valve pos sède avantageusement une boite de réglage. Celle-ci peut être composée d'un piston annulaire, d'un ressort et d'un dispositif de verrouillage bloquant partiellement ce piston dans une -de ses positions, boîte de réglage permettant un remplissage ra pide du cylindre de frein jusqu'à une pression déterminée; au-dessus de cette pression, le remplissage se faisant normale ment selon un régime lent, cette boîte de ré glage peut en outre mettre en; service un !deuxième cylindre lors du freinage supplé mentaire de la charge du véhicule.
Afin d'assurer une concordance suffisante entre les pressions aux .cylindres de frein @de tous les. véhicules. d'un train, la triple valve peut être munie -d'une valve d'équilibrage fonctionnant pendant le desserrage et ayant pour but -de ne laisser échapper l'air des cy lindres de frein au-dessous d'une pression dé terminée que - lorsque le réservoir auxiliaire a atteint une valeur minimum déterminée d'avance.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple,- une forme d'exécution de l'objet ,de l'invention.
La fig. 1 représente un schéma général de la triple valve proprement dite, de la boîte de réglage, de la valve d'équilibrage et des cylindres de frein montrant la liaison des di- vers organes entre eux; la triple valve étant en position d'armement et -de desserrage fi nal;
Les fig. 2, 3, 4 et 5 donnent les positions respectives des tiroirs et -de la glace dans les positions suivantes: préparation au serrage (fig. 2), serrage (fig. '3), neutre -de serrage et,dedesserrage (fig. 4) et desserrage mo:dé- rable (fig. 5); Les fig. 6 et 7 représentent la partie infé rieure de la boîte de réglage montrant plus en détail le dispositif de verrouillage partiel du piston.
La triple valve se compose d'un. corps, cy lindrique en fonte manchonné intérieurement de bronze, à l'intérieur duquel sont logés les deux pistons et leurs tiroirs; le piston 3 est -du type communément employé dans. les ap pareils de ce genre, le piston 12 est creux, et contient deux ressorts; l'un 15 s'appuie contre des butées 14 fixés dans le corps et l'autre 16, au repos, contre la paroi du piston 12, ou en service, contre la tige du piston 3. Le tiroir 10 est encastré dans la tige du pis ton 12 et se déplace avec lui.
Le tiroir 11, encastré dans la tige du piston 3, se déplace sur le tiroir 10 et suit son piston dans ses dé placements.
Les deux tiges de pistons sont verrouil- lées après. montage par une goupille trans versale 21, interdisant aux deux pistons 3 et 12 un écartement supérieur à une valeur dé terminée correspondant à la position des ti roirs (fig. 2).
Une poche d'accélération divisée en deux chambres- 39, 42 communiquant dans un sens par un petit trou calibré 40, et par une sou pape 41 et dans l'autre par le petit trou seul, est reliée directement à. la chambre des tiroirs 7 en dessous, de la glace.
Le canal '22 amenant l'air du réservoir auxiliaire, à partir du tiroir 10', aux cylin dres de frein arrive à la partie supérieure de la boîte de réglage composée d'un corps 9,4 cylindrique en fonte et divisé en deux com partiments 43 et 48 séparés par un clapet 49, l'air peut passer d'un compartiment à l'au tre par le siège ,du clapet et les trous 50.
Le compartiment 48 renferme un piston 51, qui; dans sa position supérieure, maintient le cla pet 43 levé; le piston 51 est maintenu dans cette position par un ressort. 53 ne s'affais sant que sous une pression déterminée agis sant sur la face supérieure du piston 51; la tige -du piston 51 porte .à son extrémité un renflement composé d'une partie conique et d'une partie cylindrique.
Dans la position su périeure du piston 51 (fig. 6), la partie cy lindrique -de la tige maintient 'Les billes 57 écartées, dans la position inférieure (fig. 7), le ressort 53 s'est affaissé sous la pression ré gnant en 48, la. partie conique de la tige est venue en face -des billes 57 qui, sous l'action des ressorts 58, se sont rapprochées. D'autre part, le piston 51 est venu en contact avec le joint 59 et par sa pression a. fait fléchir la rondelle élastique G0.
Un robinet 92 avec sa clé 91 est repré senté fig. 1 selon deux coupes parallèles. Ce robinet sert à mettre les cylindres de frein 66- et<B>69'</B> en communication par la boîte de ré glage ou au contraire à. isoler le cylindre de frein "charge" du reste de l'installation. Il sert également à. augmenter le débit d'air -du réservoir auxiliaire vers les cylindres de frein lorsque le cylindre 69 est en service.
La valve d'équilibrage comporte un corps circulaire 9,5 qui renferme un diaphragme 71 séparant la chambre 84, reliée par le canal 70 -du réservoir auxiliaire 9, de la. chambre 83 reliée au cylindre de frein en position -de des serrage. Un ressort 73 tend à contrebalancer la pression agissant en 84, la tige de la butée 72. :du ressort 79 aboutit immédiatement au -dessus d'un piston 75 jouant entre deux siè ges. 81 et 8'2. Lorsque le diaphragme 71 est dans sa position inférieure, la tige 72 force le piston 85 à descendre. L'espace 86 est tou jours en communication avec l'espace 83.
Un ressort 79 appuie normalement le pis ton 75 sur son siège supérieur 82; ce ressort s'affaisse sous une pression déterminée d'a vance agissant en 86. Le fonctionnement de cette triple valve est le suivant: Considérons tout -d'abord la. triple valve dans la position de la. fig. 1 qui est sa po sition d'armement et de desserrage final.
<I>Armement:</I> Lorsque par l'intermédiaire du robinet de mécanicien l'air est envoyé dans la. conduite du train, il pénètre dans la triple valve par le canal 1, la chambre 2 du piston 3; passe par le canal 4, la buse -d'ali mentation 5, le canal 6, la chambre -les ti roirs 7, le canal 8 et le réservoir auxiliaire 9, l'air passe en. outre dans la. chambre 13 du piston 1'2 le canal 17, la buse 18, la chambre 87 sur la face opposée,du piston 12, le canal 19 et le réservoir secondaire 20. Les pistons 3 et 12 sont dans leur position extrême de gauche.
En même temps, le cylindre de frein 66 est mis à l'atmosphère par le canal 46, le ca- na-1 29, le canal 3,0 du tiroir 10 et le canal 31 faisant communiquer la glace du tiroir avec l'extérieur. Le cylindre de frein "charge" 69, s'il est en service, est réuni à. l'atmo sphère par le canal 68, le canal 67 du robi net 92-, le canal .54, le canal 55 de la. boîte de réglage, la chambre 96 et le canal 56. Si le cylindre 69 est an repos; il est mis à l'atmo sphère par le même canal 68, le canal 67 et le canal 90 (la clé 91 du robinet est tournée de 90 par rapport à. la figure). Les freins sont donc desserrés.
Les chambres 42et 39 de la poche accé lératrice sont mises à l'atmosphère par le ca nal 36, le canal 35 du tiroir 10, le canal 33 du tiroir 11, le canal 32 du tiroir 10 et le ca nal 31.
<I>Préparation</I> ai- <I>serrage:</I> Pour provoquer le serrage des freins, le mécanicien actionne son robinet de façon à produire une dépres sion dans la conduite du train. A ce moment- là la pression baisse -dans la chambre 2 en communication .directe avec la conduite du train. Par la différence -le pression régnant sur les deux faces du piston 3, celui-ci se dé place vers la droite entraînant le tiroir 11 jusqu'à ce que la goupille 21 vienne buter contre l'extrémité de la tige,du piston 12.
Ce déplacement a eu pour effet -de séparer la conduite du train du réservoir auxiliaire, l'ouverture du canal 4 se trouve maintenant débouchée du côté gauche du piston 3.
En outre, par le déplacement,du tiroir 11, on obtient la. position représentée en fig. 2. Dans cette figure, le canal 33 est venu relier ,les canaux 38 et 35 mettant ainsi en commu nication la conduite générale et la poche accé- lératrioe 39 par le chemin: chambre 2, canal 37, 38, 33, 35 et 316.
D'autre part, le canal 32 est obstrué par le tiroir 11 et la communication entre la po che 39 et l'atmosphère est coupée. Ce rem plissage de la poche auma accentué la dépres sion dans la conduite du train 1 et dans la chambre 2, de sorte que ,la différence @de pres sion entre les deux faces,du piston 3 est suf fisante pour que celui-,ci, grâce à la goupille 21, entraîne le piston 12 et vainque le res sort 1.5.
Le :serrage proprement dit -commence au moment où le piston 12 -et .son tiroir 11 sont entraînés par le piston 3. Le piston 12 vient à, fond,de -course vers la. droite et s'applique contre son siège 97. Toute communication en tre le réservoir auxiliaire et le réservoir se condaire est alors coupée puisque le canal 17 se trouve maintenant,du côté gauche .du pis ton 12. D'autre part, les tiroirs 10 et 11 occu pent la position représentée à la fig. 3.
Dans cette position, l'air de la chambre 7 et par conséquent,du réservoir auxiliaire 9 peut pé nétrer dans le ou les cylindres de frein par le canal 2.44u tiroir 11, le canal 23 ,du tiroir 10, le canal 22, la chambre 43, les canaux 50, la chambre 48, le canal 46; l'air passe en ou tre idu canal 22 au canal 46, par le canal 44 et la buse 45.
Dès que l'air (du réservoir auxi liaire peut s'écouler,dans le cylindre de frein, la pression diminue en 7 et en 9 et le piston 12 jse trouve appliqué fortement contre son siège 97 .sous l'effet,de lia pression restée in- changée en 87, 19 et 20.
Il faut environ 0,2 kg de différence de pression entre les ré- servoirs auxiliaire et secondaire pour que le piston 12 vainquant la pression @du ressort 15 reste dans sa position droite.
L'air continuant à s'écouler du réservoir auxiliaire dans le -cylindre -de frein, il arrive que la pression soit assez forte en 48 pour vaincre la poussée idu ressort 15,3 & la boîte -de réglage, le piston<B>51</B> descend et vient s'appli quer sur son siège @59 comprimant en outre 1a rondelle élastique 60,
les billes,67 viennent en contact avec la partie conique de la tige du piston et célui-ci se trouve verrouillé .dans sa pofsition inférieure. Le mouvement du piston 51 a provoqué la fermeture idu clapet 49 qui est retombé sur sou siège, l'air idu canas 22 ne passe plus alors que par le canal 44 et .la buse 45.
Si l'on suppose le cylindre "charge" 69 en service, la 01é 91. du robinet 92 sera dans la position fig. 1.
L'air se rendant au canal 46 emprunte, en plus,de ,ceux indiqués, 2e ,chemin 61; 62, 63, 64 et 65 par une buse calibrée @destinée à ac croître le idébit d'une -valeur correspondante<B>à</B> l'augmentation de volume des cylindres de frein. En outre, et à partir -de l'instant où le piston 51 est descendu à sa position infé rieure, l'air du canal 46 passe en 47,
arrive .dans la chambre annulaire 52 du piston 51, de là passe dans le canal 54, le canal<B>67 du</B> robinet 92, le -canal 68 et arrive su cylindre 69. La position supérieure -du piston<B>51</B> donne le premier temps -de remplissage rapide des. cylindres de frein ;de trains de marchandises; dans la position inférieure, ce piston met eu service "les Cylindres tare et charge -et par suite de sa fermeture, le clapet 49 provoque le deuxième temps de remplissage lent.
Il pourrait arriver qu'au moment de la mise en communication des cylindres 66 et 69 par l'espace annulaire 52 du piston 51, la pression en 48 baisse légèrement;
.à ce mo ment, le piston 51 ne peut plus remonter, car par l'action des billes 57, la poussée horizon tale,des ressorts 58 donne (fig. 7) une com posante verticale tendant à tirer le piston 51 vers le bais. Le joint 59 .repose sur une ron delle élastique ayant pour but,de rattraper le jeu @du dispositif de verrouillage 57, 58, car pour que l'action,des. billes 57 se fasse sentir sur la tige de piston 51,
il faut que celle-ci remonte d'une quantité très petite; dans ce mouvement, le joint 59 et la rondelle 60 sui vent le piston 51 et l'étanchéité est assurée. L'application @du piston .51 sur son joint 59 a pour but de couper la communication existant auparavant entre le cylindre de charge 69 et le icanal,56 par l'orifice<B>55.</B>
Le cylindre de frein 66 qui était égale ment à l'atmosphère s'en trouve isolé par le déplacement @du tiroir 10; c'est le canal 27 qui est venu en face -du canal 29 et ce canal 27 se trouve obstrué par le tiroir 11.
D'autre part, la communication entre la conduite générale et les poches accélératrices 39, 41 a été maintenue, mais par un autre ,chemin; les icanaux 36 et 37 sont directement reliés par le canal 34 .du tiroir 10.
Cette der nière communication est nécessaire .du fait que la position @de préparation @de serrage n'est qu'une position ide passage et il se pour rait que 1a poche n'ait pas -eu le temps- ide se remplir complètement.
Si la @dépression dans la conduite générale provoquée par le mécanicien a été très forte (plus de 1;5 kg/cm@), l'écoulement .d'air vers les cylindres @de frein se fera jusqu'à ce qu'il y ait équilibre entre le réservoir auxiliaire et lesdits cylindres, c'est ce qu'on appelle un serrage complet. Les freins agissent au maxi mum de leur effort.
<I>Serrage gradué:</I> @Si le mécanicien a voulu provoquer un serrage partiel,.c'est,à-dire s'il ne demande à ses freins qu'une partie de l'ef fort qu'ils sont susceptibles ide donner, il fera -dans la conduite générale une légère dépres sion, disons pour fixer les idées 0,5 kg par exemple.
La triple valve agira comme précé- idemment, c'est-à-dire -que l'on passera succes- sivement des positions d'armement à la pré paration -du serrage, puis au serrage, mais cette fois par l'écoulement d'air vers les<B><I>cy-</I></B> lindres @de frein, le réservoir auxiliaire verra sa pression baisser jusqu'au niveau de celle de la conduite idu train,
il arrive même qu'elle deviendra plus faible que celle-ci d'une quantité très petite, juste -suffisante pour que le piston 3 se ,déplace vers la gau che, jusqu'à ce que l'extrémité,de sa tige bute contre la plaque butée,du ressort 16.
Dans ce mouvement vers la gauche, les tiroirs 10 -et 11-ont pris des positions respec- tives représentées à la fig. 4. On s'aperçoit que le tiroir 11 a obstrué le canal 23 du ti roir 10 coupant ainsi toute communication entre le réservoir auxiliaire 9 et les cylindres de frein, la pression de ce réservoir 9 se main tient donc pratiquement au niveau de celle de la conduite fdu train: il y a équilibre.
La pression des cylindres de frein se trouve sta bilisée à une valeur inférieure à la valeur maximum, n'étant en réalité qu'une fraction de cette dernière. Les cylindres de frein sont toujours isolés de l'atmosphère, car le canal 27 du tiroir 11 4ébouche maintenant .dans la cavité 28 du tiroir 11, laquelle n'a pas d'autre issue.
Il se pourrait que ce serrage partiel ob tenu, le mécanicien juge que l'action. des freins est insuffisante. Il créera alors une nouvelle dépression dans la conduite du train, cette dépre3sion rompra l'équilibre entre les faces du piston 3 et -celui-ci reprendra sa po sition extrême -de droite correspondant à la position de serrage. La pression- du réservoir auxiliaire baissera à nouveau jusqu'à nouvel état d'équilibre avec la conduite du train qui ramènera à nouveau le piston 3 et son tiroir 11 dans la position de la fig. 4.
Le mécani cien pourra faire ainsi varier la. pression des freins en plusieurs étages successifs de zéro à la valeur maximum.
<I>Desserrage total:</I> Après un serrage com plet ou partiel lorsque le mécanicien veut des serrer les freins, il fait monter la pression dans la conduite générale du train.
S'il fait monter la pression jusqu'au point où elle était avant le serrage et que cette pres sion se maintienne, il obtiendra. un desserrage total.
Rue le piston 3 de la triple valve soit dans la position -de serrage (fi-. 3) ou dans la po sition neutre ou d'équilibre (fig. 4), la consé quence d'une augmentation de pression dans la conduite -du train et par conséquent dans la chambe 2 sera la même, le piston 3 partira. dans sa position extrême,degauche à l'instant où. la pression en 2 sera quelque peu plus forte qu'en 7; en pratique, cette différence de pression sera d'envirou 0,2 kg.;\emz, pres sion suffisante pour vaincre le ressort 16 du piston 12.
Le piston 12 reste en place, son tiroir 10 également, la position respective des tiroirs 10 ,et 11 :devient donc celle de la fig. 5. Le piston 3 a, dans ce mouvement vers la gauche, découvert le canal 4, l'air de la conduite du train va donc passer par 2, 4, 5 et 6 dans l'es pace 7 et le réservoir 9 dans lesquels la pres sion va monter.
En même temps, la commu nication entre .le réservoir auxiliaire et les cylindres de frein est coupée, le canas 2,3 étant obstrué par le tiroir 11, mais, .d'autre part, la .cavité 28 du tiroir il met en commu nication les canaux 25 et 27 du tiroir 10 et par suite les,canaux 26 et 29.
L'air des cylindres de freins 66 et 69 (ceux-ci sont en communication par 68 et 67, 54, 52, 47 et 46) va passer par les canaux 29, 27, 28, 25 et 26 pour arriver dans la cham bre 83 de la valve d'équilibrage toujours en communication avec la chambre 86. De la chambre 86, l'air s'échappe à l'atmosphère par la chambre 76, le canal 77 et la .cartouche d'échappement "(8 si l'une -des -deux condi tions .suivantes sont remplies 1o Lorsque l'air du cylindre de frein et par conséquent -de la chambre 86 a une pression suffisante pour vaincre le ressort 79 du pis ton laissant échapper l'air 4e 86 comme ci- & ssus;
20 Lorsque la pression du réservoir auxi liaire 9 régnant dans la chambre 84 située au- dessus .du diaphragme 71 est suffisante pour vaincre l'action des ressorts 73 et 79, .de sorte que 1a tige de butée 72 presse alors sur le pis. ton 75 et permet à l'air ,de 86 de s'échapper à l'atmosphère.
A l'action des ressorts. 73 et 79 s'ajoute celle de la contre-pression agissant en 83 et 86, et les conditions d'ouverture selon 20 sont exprimées par les relations ci-dessous: rpi <I>></I> pl .+ 1,2 + (r -<I>f)</I> p2 ,dans lesquelles F est la surface utile du diaphragme, t la, surface -du piston 75,
pl la pression unitaire au-dessus du dia phragme 71, p2 la pression unitaire dans les chambres 83 et 86, P,. la force du ressort. 73, P2 la force -du ressort 79.
Si l'on choisit f = F, on s'aperçoit immé diatement que l'action de la pression p, de vient nulle sur l'ensemble, le cas -de p2 <I>f ></I> P2 étant celui -de 10.
La condition f = F n'est pas nécessaire pour le fonctionnement -de la valve d'équili brage puisque son but est,de ne pas laisser échapper d'air ,des cylindres de frein au- dessous dune pression déterminée
EMI0006.0020
tant que la pression au réservoir auxiliaire n'aura pas atteint une autre valeur que celle déterminée par l'équation p,
F <I>=</I> Pl + p= F. En particulier, pour F <I>= f,</I> on aura p1F - Pl + PZ.
Pour simplifier la description, on suppo sera que les conditions 1o et 20 sont remplies. Pendant le desserrage, on assiste donc à deux faits simultanés, recharge du réservoir auxiliaire et vidange,des cylindres de freins, la buse. calibrée -5 et 'la cartouche d'échappe ment 78 sont réglées de façon que les mouve ments de pression du réservoir auxiliaire et des cylindres de frein se fassent dans des proportions déterminées.
La pression montant toujours dans le ré servoir auxi-Uaire, i4 arrive que la différence de pression entre les réservoirs 20 et 9 n'est plus assez forte pour maintenir le piston 12 dans sa position de droite, sous l'action de son ressort 15, celui-ci retourne dans sa posi tion de la fig. 1, c'est la fin du desserrage, si les cylindres de freins ne sont, à ce moment- là, pas tout à fait vidés,
il se vident par les chemins décrits dans le paragraphe "arme- ment". La poche accélératrice est mise à l'at mosphère et se vide par le chemin décrit dans ce même paragraphe.
Grâce au ressort 15, on arrive donc à la position,de ,desserrage final alors que la pres sion du réservoir auxiliaire n'est pas encore arrivée à sa pression initiale, cette propriété est avantageuse dans le cas de longs trains dans lesquels il est très difficile de revenir intégralement à cette pression.
Il faut remarquer, d'autre part, que la pression de la. conduite générale pendant toute la durée du desserrage peut être quelconque, pourvu qu'elle soit plus élevée -d'au moins 0,2 kg environ que celle du réservoir auxi liaire. Cette triple valve convient donc parti culièrement bien dans le cas où la montée en pression dans la conduite du train se fait par à-coups successifs.
Desserrage <I>gradué:</I> Le mécanicien après serrage complet ou partiel peut avoir l'inten tion de diminuer l'intensité -du freinage sans pour cela vouloir .desserrer complètement les freins. Il provoquera alors une augmentation de pression dans la conduite -du train, mais limitera cette augmentation ià une valeur in férieure à la pression régnant avant le ser rage.
La triple valve agira tout d'abord comme décrit dons 1e paragraphe "desserrage complet", jusqu'au moment où la pression étant remontée dans le réservoir auxiliaire 9 à une valeur suffisamment voisine de celle ,de la conduite du train;
le ressort 16 du pis ton 12 poussera le piston 3 et son tiroir vers la droite -dans une position montrée à la fig. 4, le piston 3 se trouvant au milieu de la chambre 2, le canal 4 n'est plus relié à la -con duite générale, la cavité 28 ne fait plus com muniquer les cylindres de fretins avec la valve d'équilibrage et l'atmosphère, il y a donc ar rêt dans le remplissage du réservoir auxi liaire et arrêt dans la vidange des cylindres de freins. Si, après cette diminution de puis- sance defreinage le mécanicien veut encore diminuer -cet effort,
il fera remonter encore quelque peu la pression dans la conduite du train, le piston 3 ira à nouveau dans sa po sition de gauche comprimant le ressort 16 et le même phénomène -de desserrage se, produira comme décrit plus haut. Le mécanicien pourra répéter cette maneeuvre autant de fois qu'il voudra jusqu'à ce que la, pression du réservoir auxiliaire soit suffisamment remon tée pour que, le ressort 1:5 aidant, le piston 12 revienne à sa position de gauche ramenant la triple valve dans sa position d'armement ou de desserrage final.
Il est bien évident que lors d'un palier de desserrage, c'est-à-dire lorsque le piston 3 est dans la position d'équi libre au milieu de la chambre 2 et .les tiroirs conformément à la fig. 4, on peut passer in différemment à un serrage ou à un desser rage. A partir de cette position (fig. 4), on peut donc modérer le freinage tant au des serrage qu'au serrage. La pression au cylin dre de frein suit en quelque sorte en sens in verse les variations de pression -de la conduite -du train.
Tant dans le paragraphe de desserrage complet que dans celui du desserrage gra dué, on n'a pais encore décrit ce qui se pas sait dans la boîte de réglage 9-4. Le piston 51 reste pressé sur son siège inférieur tant que la pression dans les cylindres -de frein est supérieure à la, force -du ressort 53 diminuée de l'effort transmis par les billes 57 à la tige dudit piston. Les ressorts 5-8 sont réglés, par exemple, pour que le piston 51 remonte lors que la pression en 48 est environ la moitié de ce qu'elle était lors du mouvement descen dant du piston.
Au moment où le piston 51 remonte, la communication entre les deux cy lindres de frein est coupée, l'espace 52 ne se trouvant plus en face -de l'ouverture 54. Le cylindre<B>6,6</B> continue à se vider comme dé crit plus haut alors que le cylindre 69 finit de se vider par le canal 55, la chambre 96 et le canal 56.