Dispositif à. valve de réglage pour appareils de freins à fluide. L'invention se rapporte à un dispositif à valve de réglage pour appareils de freins à. fluide, destiné à être monté entre les valves de distribution de fluide, telles que triple-valve, et les cylindres de frein et qui .ont pour but de régler le serrage des freins suivant les conditions de service requises et au moyen du quel l'écoulement de l'air sous pression au cy lindre de frein pendant le serrage des freins est automatiquement modifié dès qu'une pres sion déterminée a été obtenue dans le cylin dre de frein.
Les triple-valves avec dispositif du genre indiqué sont bien connues; elles comportent une soupape normalement ouverte intercalée dans un conduit destiné à être relié au cylin dre de frein et la fermeture de cette soupape qui restreint l'écoulement de l'air au cylin dre de frein .est opérée par im piston ou autre pièce de commande équivalente disposée pour .être soumise d'un côté à la pression du cylin dre de frein.
Afin d'assurer impérativement le rapide déplacement du piston pour fer mer la soupape. :on a recours de préférence à une disposition telle que la surface efficace de la face du piston destinée à être soumise à la pression du cylindre de frein, lorsque la soupape .est entièrement ouverte, soit sensible ment inférieure à la surface efficace du pis ton destinée à être soumise à la pression du cylindre de frein quand le piston a commencé à se déplacer pour fermer la soupape.
Des essais de freinage effectués sur des véhicules ou convois légers à grande vitesse équipés de freins à fluide à haute pression, essais qui avaient pour objet de déterminer la valeur limite de la pression sabots-bandages des roues sur rail humide non-sablé, ont mon tré, d'une part, qu'en appliquant brusque ment la pression des sabots sur les bandages,
avec toute la rapidité que permettent d'obte nir les relais pneumatiques à grand -débit assurant le remplissage du cylindre de frein en une seconde au plus, il était impossible de dépasser une pression de 110% dit poids de véhicule sans provoquer l'enrayage.
Mais. par contre, si l'on applique pendant un temps très court la, pression jusqu'à cette valeur de 110%, puis on réduit la. rapidité d'application jusqu'à atteindre un temps de l'ordre de 6 à 8 secondes, il est possible, sans provoquer d'en rayage. d'utiliser une pression d'une valeur de l'ordre de 150 à. 160 'r.
L'invention a pour objet un dispositif de réglage du genre mentionné plus haut. qui permet de communiquer, d'abord brusque ment, au cylindre de frein une pression cor respondant à une pression de<B>110%</B> des sabots de frein sur les bandages des roues et de ré duire ensuite la, rapidité de serrage pendant plusieurs secondes. L'invention permet donc d'obtenir le serrage des freins dans les condi tions indiquées par les essais dont on a donné plus haut les résultats.
Une forme d'exécution d'un dispositif de réglage suivant l'invention est montrée, à titre d'exemple, sur le dessin annexé dont la fi,-. 1 la. montre en coupe et établie pour être incorporée à un appareil de frein à fluide sous pression, tandis que la fig. ' montre gra phiquement l'allure du serrage des freins ré glé par le dispositif de réglage.
Sur la fig. 1, on n'a. représenté ni le e.-- lindre de frein, ni les distributeurs ou triple- valves, ces dispositifs étant considérés suffi samment connus pour qu'il soit inutile de les décrire.
On supposera, toutefois, dans l'exemple dé crit, que le dispositif de réglage représenté est appliqué à. une triple-valve.
Ce dispositif comporte un corps 1 com portant une canalisation 9- destinée à, être rac cordée à la, triple-valve et une autre canalisa tion 3 destinée à. être mise en communication avec le cylindre de frein. Un piston 4 se dé plaçant dans un cylindre 5 et sollicité par un ressort taré 6 est solidaire d'une tige 7 com portant une soupape ou clapet 8.
Le fond du piston comporte à sa partie supérieure une surface garnie d'un joint d'étanchéité laquelle s'applique contre un siège annulaire 9. Cette surface est donc divisée ainsi, à l'état soulevé (lu piston 4, en deux sections annulaires 10 et 11 dont la première est soumise à la pres sion de la canalisation 3 et dont l'autre est exposée par la canalisation 12 et la cavité 13 aux conditions d'un conduit 14 mis à l'at mosphère.
La partie inférieure du cylindre 5 comporte une plaque d'obturation 15 compor tant un joint d'étanchéité 16 sur lequel s'ap plique, en sa position basse, la partie infé rieure du piston 4. Dans cette plaque 15 est vissée une pièce 17 supportant le ressort 6 et bloquée par un écrou 18. Cette pièce 17 com porte en 19 un carré qui permet de la visser plus ou moins à l'intérieur de la cavité 13 pour régler la compression du ressort 6, l'é crou 18 permettant la fixation de la pièce 17 dans une position convenable.
Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant: Lorsqu'on désire obtenir le freinage par une manoeuvre convenable du robinet du mé canicien et par l'intermédiaire de la triple valve, on met brusquement en communica tion un réservoir avec le cylindre de frein par les canalisations 2 et 3.
La pression du fluide agit sur la section de surface 10 du pis ton 4 et le décolle du siège 9, lorsque la pres sion aux sabots de frein sera de l'ordre de 110%.
Dès que le piston 4 est décollé du siège 9, toute sa surface supérieure 10 et 11 est soumise à la pression régnant; dans les canalisations 2 et 3, ce qui accélère brusquement la descente du piston 4, lequel vient obturer le trou 20.
Lorsque le piston 4 est en fin de course. la soupape 8 s'applique complètement sur son siège et la pression de la canalisation 2 ne peut se communiquer à la canalisation 3 et par conséquent au cylindre de frein que par un orifice calibré 21 relativement étroit prévu à. cet effet. Le serrage des freins continue, mais à, allure retardée.
Lors du desserrage des freins, lorsqu'on supprime la pression du fluide dans la, cana lisation 3, le piston 4, sous l'action du ressort 6 revient à sa position initiale. Il s'applique sur le siège 9 et met de nouveau en communi cation avec l'atmosphère la cavité située au- dessus de la section de surface annulaire 11, par la canalisation 12, l'orifice 20, la cavité 13 et le conduit 14.
Il est avantageux, conformément à ce qui a été dit au début, que, dès que la pression de l'ordre de<B>110%</B> est atteinte aux sabots de frein, la vitesse d'application diminue nette ment et monte ensuite lentement. Pour cela, il est nécessaire que le piston 4, dès qu'il a dé collé de son siège 9, descende aussi brusque ment que possible, et pour cela il ne faut pas que le fluide pénétrant par la canalisation 2 dans la canalisation 3, lors d'une descente ini tiale faible de la soupape 8 pour faire dé coller le piston 4 de son siège 9,
subisse un étranglement du fait de la diminution brus que du passage entre la soupape et son siège. Cet espace doit donc être calculé de manière que sa surface extérieure soit sensiblement égale à la section de l'orifice 22 qui communi que la pression de la canalisation 3 à la sec tion de surface annulaire 10 du piston 4.
Il est utile de remarquer que la canalisa tion 12 est prévue pour éviter le décollage du piston 4 de son siège 9 en cas d'une fuite entre ce siège et son joint. En effet, la pres sion qui s'exercerait sur la section de surface 11 est annulée en mettant à l'atmosphère l'es pace situé au-dessus de cette surface. D'au tre part, le conduit 14 doit être de dimensions suffisamment importantes pour permettre <B>l'é-</B> vacuation de l'air emprisonné à l'intérieur du piston 4 lors de sa brusque descente.
On comprend que toutes ces conditions opératoires dépendent essentiellement du choix de la distance entre la tête de la sou pape 8 et son siège, de l'aire de section trans versale de l'ouverture de soupape et de l'aire superficielle active du piston 4, ce choix de vant être fait de façon que le mouvement ini tial du piston de commande et de la valve entraînant l'augmentation de l'aire superfi cielle active du piston de commande n'im plique sensiblement pas d'étranglement du conduit de communication entre le distribu teur de fluide et le cylindre de frein, afin d'assurer le déplacement rapide du piston de commande et une fermeture rapide de la valve.
Le graphique de la fig. 2 montre approxi- inativement l'allure du serrage obtenu à l'aide du dispositif décrit conformément aux essais mentionnés plus haut.
On a porté en ordonnées la valeur du frei nage et en abscisses les temps. La courbe a correspond au commencement brusque du ser rage. Lorsque :celui-ci atteint la valeur d'en viron<B>110%</B> qui correspond au point d'in flexion b,etlorsqu'à ce moment le piston 4 dé colle de son siège 9 et ferme la soupape 8, le serrage ralentit. Il augmente plus lentement en suivant la courbe c jusqu'à une valeur de l'ordre de 150 à 160 % qu'il atteint au point d.
Le dispositif décrit peut trouver son ap plication aussi bien sur les véhicules de che mins de fer que sur les véhicules automobiles routiers à grande vitesse. Un dispositif du genre décrit dans lequel on provoque d'abord un écoulement rapide du fluide sous pression au cylindre de frein en étranglant ensuite brusquement cet écoulement pour ne laisser la pression se communiquer au cylindre de frein. que lentement, peut s'appliquer également à des appareils de frein à fluide gazeux ou à liquide.
Device to. adjustment valve for fluid brake devices. The invention relates to an adjusting valve device for brake devices. fluid, intended to be mounted between the fluid distribution valves, such as triple-valve, and the brake cylinders and which are intended to adjust the brake application to the required service conditions and by means of which The flow of pressurized air to the brake cylinder while applying the brakes is automatically changed as soon as a determined pressure has been obtained in the brake cylinder.
Triple-valves with a device of the type indicated are well known; they include a normally open valve interposed in a duct intended to be connected to the brake cylinder and the closing of this valve which restricts the flow of air to the brake cylinder. is operated by a piston or other control part. equivalent arranged to be subjected on one side to the pressure of the brake cylinder.
In order to ensure the rapid movement of the piston to close the valve. : preference is given to an arrangement such that the effective surface of the face of the piston intended to be subjected to the pressure of the brake cylinder, when the valve is fully open, is appreciably less than the effective surface of the udder intended to be subjected to the pressure of the brake cylinder when the piston began to move to close the valve.
Braking tests carried out on high-speed light vehicles or convoys equipped with high-pressure fluid brakes, tests which were intended to determine the limit value of the shoe-tire pressure of the wheels on wet unsanded rail, have my Tré, on the one hand, that by suddenly applying the pressure of the hooves on the bandages,
with all the rapidity that can be obtained by high-flow pneumatic relays ensuring the filling of the brake cylinder in one second at most, it was impossible to exceed a pressure of 110% said vehicle weight without causing the clutch to engage.
But. on the other hand, if the pressure is applied for a very short time up to this value of 110%, then the pressure is reduced. application speed up to a time of the order of 6 to 8 seconds, it is possible without causing scratching. to use a pressure of the order of 150 to. 160 'r.
The subject of the invention is an adjustment device of the type mentioned above. which makes it possible to communicate, at first suddenly, to the brake cylinder a pressure corresponding to a pressure of <B> 110% </B> of the brake shoes on the tires of the wheels and then to reduce the speed of tightening for several seconds. The invention therefore makes it possible to apply the brakes under the conditions indicated by the tests the results of which were given above.
An embodiment of an adjustment device according to the invention is shown, by way of example, in the appended drawing, the fi, -. 1 the. shown in section and drawn up to be incorporated into a pressurized fluid brake apparatus, while FIG. 'graphically shows the speed of the brake application adjusted by the adjuster.
In fig. 1, we did. represented neither the brake e .-- linder, nor the distributors or triple-valves, these devices being considered sufficiently known so that it is unnecessary to describe them.
It will be assumed, however, in the example described, that the adjustment device shown is applied to. a triple-valve.
This device comprises a body 1 com carrying a pipe 9- intended to be connected to the, triple-valve and another pipe 3 intended for. be placed in communication with the brake cylinder. A piston 4 moving in a cylinder 5 and biased by a calibrated spring 6 is integral with a rod 7 com carrying a valve or flap 8.
The bottom of the piston has at its upper part a surface furnished with a seal which is applied against an annular seat 9. This surface is therefore divided thus, in the raised state (read piston 4, into two annular sections 10 and 11, the first of which is subjected to the pressure of the pipe 3 and the other of which is exposed by the pipe 12 and the cavity 13 to the conditions of a pipe 14 placed in the atmosphere.
The lower part of the cylinder 5 comprises a closure plate 15 comprising a seal 16 on which is applied, in its lower position, the lower part of the piston 4. In this plate 15 is screwed a part 17. supporting the spring 6 and locked by a nut 18. This part 17 comprises a square 19 at 19 which allows it to be screwed more or less inside the cavity 13 to adjust the compression of the spring 6, the nut 18 allowing fixing the part 17 in a suitable position.
The operation of the device described is as follows: When it is desired to obtain braking by a suitable operation of the valve of the mechanic and by means of the triple valve, a reservoir is suddenly put in communication with the brake cylinder by means of the pipes 2 and 3.
The pressure of the fluid acts on the surface section 10 of the pin 4 and releases it from the seat 9, when the pressure at the brake shoes will be of the order of 110%.
As soon as the piston 4 is detached from the seat 9, its entire upper surface 10 and 11 is subjected to the prevailing pressure; in pipes 2 and 3, which suddenly accelerates the descent of piston 4, which closes hole 20.
When the piston 4 is at the end of its stroke. the valve 8 is applied completely on its seat and the pressure of the line 2 can only be communicated to the line 3 and therefore to the brake cylinder only through a calibrated orifice 21 relatively narrow provided at. this effect. The brake application continues, but at a delayed rate.
When the brakes are released, when the pressure of the fluid in the pipe 3 is removed, the piston 4, under the action of the spring 6, returns to its initial position. It is applied to the seat 9 and again puts the cavity located above the annular surface section 11 into communication with the atmosphere, via the pipe 12, the orifice 20, the cavity 13 and the duct 14. .
It is advantageous, in accordance with what was said at the beginning, that, as soon as the pressure of the order of <B> 110% </B> is reached at the brake shoes, the application speed decreases markedly and then slowly rises. For this, it is necessary that the piston 4, as soon as it has unstuck from its seat 9, descends as suddenly as possible, and for this it is not necessary that the fluid entering through the pipe 2 into the pipe 3, during a slight initial descent of the valve 8 to release the piston 4 from its seat 9,
suffers a constriction due to the sudden reduction in the passage between the valve and its seat. This space must therefore be calculated so that its outer surface is substantially equal to the section of the orifice 22 which communicates the pressure of the pipe 3 to the section of the annular surface 10 of the piston 4.
It is useful to note that the pipe 12 is provided to prevent the piston 4 from taking off from its seat 9 in the event of a leak between this seat and its seal. In fact, the pressure which would be exerted on the surface section 11 is canceled by venting the space located above this surface to the atmosphere. On the other hand, the duct 14 must be of sufficiently large dimensions to allow <B> e- </B> evacuation of the air trapped inside the piston 4 during its sudden descent.
It will be understood that all these operating conditions depend essentially on the choice of the distance between the head of the valve 8 and its seat, on the cross-sectional area of the valve opening and on the active surface area of the piston 4. , this choice must be made so that the initial movement of the control piston and of the valve leading to the increase in the active surface area of the control piston does not substantially imply any restriction of the communication duct. between the fluid distributor and the brake cylinder, in order to ensure rapid movement of the control piston and rapid closing of the valve.
The graph of fig. 2 shows approximately the shape of the tightening obtained using the device described in accordance with the tests mentioned above.
The value of the braking is plotted on the ordinate and the times on the abscissa. Curve a corresponds to the sudden onset of tightening. When: this reaches the value of around <B> 110% </B> which corresponds to the point of inflection b, and when the piston 4 releases from its seat 9 and closes the valve 8 , the tightening slows down. It increases more slowly following the curve c up to a value of the order of 150 to 160% which it reaches at point d.
The device described can find its application both on railroad vehicles and on high-speed road motor vehicles. A device of the type described in which first a rapid flow of the pressurized fluid to the brake cylinder is caused by then abruptly throttling this flow so as not to allow the pressure to communicate to the brake cylinder. that slowly, can also be applied to gaseous fluid or liquid brake devices.