Installation de frein sur véhicule. L'invention se rapporte aux installations de freins électropneumatiques et plus spécia lement mais non exclusivement aux freins électropneumatiques appliqués aux véhicules de chemins de fer dans lesquels des dispositifs sont prévus pour- remédier à l'enrayage des roues quand il se produit et pour commander la décélération du véhicule.
Il est connu que si les freins d'un véhi cule roulant sur rails sont trop serrés, l'in tensité du freinage peut dépasser le coeffi cient d'adhérence des roues sur les rails. Il en résulte que les roues commencent à pati ner, c'est-à-dire que leur vitesse de rotation diminue en dessous de la vitesse du véhicule et si la force de freinage n'est pas immé diatement réduite, les roues sont enrayées et ne tournent plus.
Non seulement l'enrayage des roues est préjudiciable parce qu'il donne lieu à des méplats sur les bandages nuisibles à un ser vice régulier mais encore parce que la décé- lération lorsque les roues sont enrayées est considérablement moindre que la décéléra tion produite par une roue en rotation. Il s'ensuit qu'il faut éviter l'enrayage des roues à un double point de vue d'abord pour éviter un effort de freinage dispendieux et ensuite pour arrêter le train sur la plus courte distance possible.
Le danger dû à l'enrayage des roues aug mente à mesure que la décélération du véhi cule augmente. Cela est dû au fait que pour obtenir une plus grande décélération il faut augmenter l'intensité du freinage. Dans les dispositifs pour supprimer l'enrayage des roues, il faut tenir compte du fait que ces dispositifs ne doivent entrer en action que lorsque les limites de décélération prédéter minées sont obtenues.
Dans le frein suivant l'invention, les dis positifs prévus pour supprimer l'enrayage des roues sont disposés pour entrer en action seulement lorsque la décélération a dépassé une valeur déterminée.
Pour supprimer rapidement l'enrayage des roues lorsque les conditions de la voie sont défavorables, il est désirable que le des serrage des freins soit effectué seulement quand une certaine valeur de décélération est atteinte. D'autre part, lorsque l'état de la voie est en bonne condition et que le risque d'enrayage est réduit. on peut tolérer une plus grande décélération. Cependant, même dans de bonnes conditions des rails, on doit limiter la décélération de façon à arriver dou cement à l'arrêt.
Les dispositifs qui limitent l'entrée en action du desserrage des freins lors du pati nage des roues comprennent de préférence un organe agissant par son inertie et qui fonc tionne comme on le décrira dans la suite.
Le dessin annexé montre. à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'objet de l'in vention.
La fi* 1 est un schéma montrant l'ap plication de celle-ci à un seul véhicule com portant quatre essieux.
La fi-. 2 est une vue partielle montrant une position de divers contacts du régula teur de décélération de la fig. 1 et que l'on désignera. dans la suite sous le nom de posi tion correspondant à la limite inférieure de décélération.
La fi-. 3 est une vue semblable à la fig. ? montrant une position des contacts du régulateur de décélération, position que l'on désignera sous le nom de position correspon dant à la limite supérieure de décélération.
La. fig. 4 est une vue en coupe montrant un commutateur électrique centrifuge monté sur l'essieu d'une roue.
La fig. 5 est une vue de détail en coupe suivant la ligne 5-5 de la fig. 4.
Sur ce dessin, on a représenté sous sa forme la plus élémentaire un équipement de frein à fluide sous pression. Cet équipement comprend un cylindre de frein 10, un robinet du mécanicien 11 et un réservoir d'alimen tation 12. Le réservoir 12 est maintenu chargé de fluide sous pression par les pro- cédés ordinaires. Le robinet 11 admet le fluide sous pression du réservoir 12 au cylin dre de frein 10 par le parcours suivant: ré servoir 12, conduite 13, robinet 11, électro- valve 15, conduite 16 et cylindre de frein 10.
Pour commander le fonctionnement de l'électro-valve 15, on a prévu un régulateur 17 de décélération et des commutateurs 18 actionnés par la force centrifuge et chacun de ces commutateurs est monté sur un essieu.
Le robinet du mécanicien 11 est d'un mo- déle connu. Dans l'exemple, le robinet du mécanicien est du type rotatif; toutefois, si on le désire, on pourrait employer un robi net du type à retenue automatique. Le ro binet est muni d'une poignée 20 au moyen de laquelle on a les positions usuelles: des serrage, serrage et retenue de la pression.
Le corps de l'électro-valve 15 renferme une soupape d'admission 21 et une soupape d'échappement 22 reliées ensemble. Un ressort 23 tend à coller la soupape d'admission 21 sur son siège et à décoller la soupape d'échap pement 22, tandis que l'électro 24, quand il est excité, décolle la soupape d'admission 21 et colle la soupape d'échappement 22.
Les soupapes d'admission et d'échappe ment 21 et 22 occupent donc respectivement les positions montrées sur les dessins lorsque l'électro 24 est excité. Dans cette position, la soupape d'alimentation 21 établit la com munication entre les conduites 14 et 16 et la soupape d'échappement 22 coupe la com munication entre la conduite 16 et le trou calibré 25 d'échappement. Lorsque l'électro 24 est désexcité, le ressort 23 colle et décolle respectivement les soupapes d'admission et d'échappement.
La communication entre les conduites 14 et 16 est alors fermée et la con duite 16 est mise en communication avec l'atmosphère par l'ouverture de la soupape d'échappement \?\? et par le trou calibré 25.
Le régulateur de décélération comprend un pendule 27 dont la tige est articulée sur un axe antri-friction 28 fixé sur une partie fixe, telle que 29, du véhicule. Le pendule 27 porte une masse pesante 30 à son extré- mité inférieure et cette masse est isolée par une pièce isolante 31 de la tige du balancier.
Dans la position montrée sur la fig. 1, le pendule 27 est appliqué contre un arrêt 32 par un ressort 33 comprimé entre le pendule 27 et une pièce fixe 26. Dans cette position du pendule, la masse 30 relie les trois con tacts fixes 34 et 35 et 36. Ces contacts figes sont élastiques de façon à pouvoir céder fa cilement aux impulsions du pendule 27 sans lui opposer une résistance sensible.
Le régulateur de décélération est supposé monté sur le véhicule de telle façon que, lorsque la vitesse du véhicule diminue, le pendule oscille à gauche (véhicule marchant de droite à gauche dans le dessin). Le res sort 33 est taré de telle façon que l'élonga tion du pendule à gauche est en raison de la décélération du véhicule. Lorsque le véhicule a atteint ou a dépassé ce qu'on appellera limite inférieure de la décélération, le pen dule 27 peut prendre la position montrée sur la fig. 2 et, dans cette position, on re marquera que la masse 30 ne touche plus le contact fige 36, tandis qu'elle continue à tou cher les deux contacts fixes 34 et 35.
Lorsque l'oscillation du pendule 27 vers la gauche correspond à, ce qu'on appellera limite supérieure de la décélération, il prend la position montrée sur la fig. 3 dans la quelle la masse 30 a quitté les contacts fixes 35 et 36. On décrira dans la suite le fonc tionnement de ces contacts de réglage de la décélération.
Des commutateurs 18 actionnés par la force centrifuge et .installés sur chaque essieu d'un véhicule à quatre essieux sont indiqués en 42a,<I>42b,</I> 42c et<I>42d</I> sur la fig. 1. Un manchon 41 est fixé sur chaque essieu et tourne avec lui. Chaque manchon est soli daire d'un boîtier 40 dirigé radialement par rapport à l'essieu. Le manchon 41 et le boîtier 40 sont de préférence en matière non conductrice de l'électricité, par exemple l'une des matières. connues sous les désignations commerciales de micastite, bakélite ou ébo nite.
Le boîtier 40 comprend à l'intérieur deux contacts. fixes 45 et un contact mobile 46 réalisé sous forme d'une bille. Les contacts fixes 45 et la bille 46 sont disposés de telle façon qu'un ressort 47 exerce une pression sur la bille qui, lorsque l'essieu sur lequel ils sont montés est stationnaire, l'écarte des contacts fixes.
Toutefois, lorsque l'essieu tourne à une vitesse plus grande qu'une faible vitesse prédéterminée, correspondant par exemple à un déplacement du véhicule de 5 à 8 km à l'heure, la force centrifuge s'exerçant .sur la bille 46, celle-ci comprime le ressort 47 et vient toucher les deux con tacts fixes 45.
Un des contacts fixes 45 est connecté par un conducteur 49 (fig. 5) à une bague 48 fixée rigidement sur le manchon 41 dont elle est isolée. Un balai 50 frotte sur la bague 48 pour procurer une connexion élec trique à l'extérieur. De même, l'autre contact 45 est connecté par un conducteur 52 à une bague 51 sur laquelle frotte un balai 53. On remarquera que les contacts 45 et la bille 46 constituent un commutateur actionné par la force centrifuge et qui peut être connecté dans un circuit au moyen des balais 50 et 53.
Chacun des essieux du véhicule comporte deux roues 43 qui roulent chacune sur le rail 44. De ce qui a été dit il s'ensuit que, lorsqu'une paire de roues montées sur le même essieu tourne en dessus d'une faible vitesse déterminée, la bille 46 relie les con tacts fixes 45, mais lorsque la vitesse des roues diminue en dessous de cette valeur dé terminée, la bille 46 se sépare des contacts fixes 45.
Dans l'explication du fonctionnement, on supposera que le véhicule marche à une vi tesse suffisante pour que la bille 46 de cha que commutateur centrifuge 18 touche les deux contacts figes 45.
Maintenant, si le véhicule est muni d'un trolley 55 se déplaçant sur un fil conducteur 56 alimenté par un courant électrique, deux circuits peuvent être établis entre le trolley et l'électro-valve 15. Un premier circuit par- tant: du trolley 55 comprend une résistance 57 de réduction du courant, un conducteur 58, des contacts 36, 30 et 35 du régulateur de décélération, un conducteur 59, un signal indicateur 60 (décrit. en détail plus loin) et un conducteur 61.
Si la source du courant d'alimentation du fil conducteur est. connec tée à la terre, le circuit passant par l'électro- valve 15 peut être complété par une connexion à. la masse en 62.
Maintenant en admettant que le véhicule marche à la vitesse indiquée, le second cir cuit partant du trolley comprend une résis tance 63, un fil conducteur 64, des commu tateurs centrifuges 18 montés chacun respec tivement sur chaque essieu 42a, 421), 42e et 42d connectés en série (comme montré claire ment fie. 1) conducteur 65, contacts 34, 30 et 35 du régulateur de décélération et, de là, en suivant le parcours précédemment décrit.
On remarquera qu'entre le trolley 55 et le régulateur de ralentissement, il y a deux circuits indépendants disposés en parallèle., l'un de ces circuits comprend la résistance 57 et le conducteur 58, tandis que l'autre circuit comprend la résistance 63 (de même valeur en ohms que la résistance 57) et le dispositif en série des quatre commutateurs centrifuges 18.
Avec le circuit établi de la. source de courant à. l'électro-valve 15, comme on l'a décrit, l'électro 24 sera excité et les soupapes d'admission 21 et d'échappement 22 occupent les positions montrées à la fie. 1.
Si maintenant on désire serrer les freins, la poignée 20 du robinet 11 est tournée à la position de serrage et laissée dans cette po sition jusqu'à, ce que le fluide sous pression admis au cylindre de frein lui ait donné la pression désirée. Alors on tourne la poignée 20 à la. position de retenue.
Comme il a été dit, un indicateur 60 est intercalé dans le circuit allant à l'électro- valve 16. Lorsque l'électro 26 de cette valve est excité, le courant passe aussi par l'indi cateur 60. Cet indicateur avertit que l'élec- tro 24 est excité et que la communication avec le cylindre de frein est ouverte. Lorsque les freins sont serrés et que le véhicule commence à ralentir, la force d'inertie s'exerçant sur le. pendule 27 le fera dévier à gauche.
En supposant que la décé lération soit équivalente ou plus grande que la limite inférieure de ralentissement, comme indiqué plus haut, le pendule prendra la po sition indiquée sur la fie. 2. Dans cette posi tion du pendule, la. masse 30 a quitté le con tact fixe 36 et il y a ouverture du circuit allant du trolley 55 à l'électro-valve 15 en passant par la résistance 57 et le conducteur 58. Cependant, il y a maintien du circuit qui comprend la résistance 63 et les commuta teurs centrifuges 18 connectés en série, parce que le contact 30 du régulateur de décélé ration touche encore le contact 35.
En consé quence, on voit que l'électro-valve 15 est maintenant commandée à la fois par les quatre commutateurs centrifuges 18 et le ré gulateur 17 de décélération.
On supposera maintenant que la force de freinage est telle qu'une paire de roues 43 montées sur un des essieux commence à glis ser. Lorsqu'une roue commence à glisser, sa vitesse diminue par rapport à. celle du véhi cule dans une proportion correspondant au degré d'enrayage de, la roue. Lorsque la vi tesse de rotation de la roue est réduite en dessous d'une faible vitesse déterminée (5 à 7 km à l'heure), la bille 46 montée sur l'es sieu quitte les contacts 45.
Puisque tous les commutateurs centri fuges 18 sont montés en série, il s'ensuit qu'il y aura ouverture du circuit aboutissant à l'électro 24 de l'électro-valve 15, lorsque l'un des contacts des commutateurs centri fuges sera ouvert.
En conséquence, le ressort \?3 de l'électro-valve remontera les deux sou papes 21 et 22, ce qui collera la soupape 21 sur son siège et en décollera la soupape 22, alors la communication entre la conduite 14 et la conduite 16 sera fermée, tandis que la conduite 16 du cylindre de frein sera mise à l'échappement par l'ouverture de la sou pape 22 et le trou calibré 25 débouchant dans l'atmosphère. Le fluide sous pression du cylindre de frein 10 s'échappera ainsi progressivement dans l'atmosphère.
Lorsque la pression du cylindre de frein a été suffisamment réduite, la ou les roues enrayées recommencent à tourner et attei gnent progressivement une vitesse correspon dant à celle du véhicule.
Lorsque le circuit de l'électro-valve a été interrompu comme on l'a décrit, l'indicateur 60, de préférence placé dans la cabine du conducteur ou en deux endroits, a fait con naître au conducteur qu'une roue est enrayée.
Maintenant lorsqu'une roue enrayée re commence à tournera une vitesse supérieure à la faible vitesse déterminée, la bille corres pondante 46 touche les contacts figes 45 et complète le circuit de l'électro-valve 15. La vidange du cylindre de frein est terminée et la communication est ouverte entre les con duites 14 et 16. Le conducteur tourne avec précaution la poignée 20 du robinet pour serrer à nouveau les freins et éviter que la roue soit de nouveau enrayée.
Lorsque les freins sont desserrés à la suite de l'enrayage d'une -ou plusieurs roues, la décélération du véhicule diminue. Mais, excepté le cas où le ralentissement aurait diminué suffisamment pour fermer les con tacts 30 et 36 du régulateur de décélération, l'électro-valve 15 ne peut pas être réegcitée tant que l'enrayage n'a pas été supprimé et que les contacts 45 et 46 de tous les commu tateurs d'essieux n'ont pas été fermés. Ainsi les freins ne peuvent pas être resserrés tant que l'enrayage n'a pas été supprimé.
D'après ce qui précède, on remarquera que les commutateurs centrifuges 18 agissent seulement au cas où la décélération est égale ou supérieure à une faible limite indiquée précédemment. Maintenant, dans le cas où l'état des rails est bon et si aucune roue n'est enrayée, le serrage des freins peut être grandement augmenté de telle façon que le ralentissement peut s'élever beaucoup au- dessus de la limite inférieure imposée.
Le pendule 27 du régulateur de décélération s'inclinera encore plus à gauche et, lorsque sa position correspond à une décélération dé passant la limite supérieure précitée de décé lération, il prend la position montrée sur la fig. 3. Dans cette position, puisque la masse 30 a quitté aussi le contact 35, le circuit passant par l'électro-valve 15 sera interrompu exactement dans les mêmes conditions que lorsqu'il est interrompu par un des commu tateurs centrifuges 18. La pression du cylin dre de frein sera réduite de la manière dé crite précédemment et l'indicateur 60 fera connaître au conducteur qu'une décélération excessive a été atteinte.
Lorsque la pression du cylindre de frein est réduite par l'électro-valve 15, le ralen tissement est réduit d'une manière corres pondante. Le pendule 27 oscille à droite et, lorsque la masse 30 touche de nouveau le contact 35, l'électro-valve 15 est de nouveau excitée et met fin au desserrage. Lorsque la masse 30 touche à nouveau le contact 35, l'in dicateur 60 avertit le conducteur que la dé célération a. été réduite à la limite supérieure ou en dessous. Le conducteur manoeuvre alors la poignée 20 du robinet.
D'après la description précédente, on voit que les commutateurs centrifuges agissent pour toutes décélérations comprises entre une limite supérieure et inférieure, mais lorsque la limite supérieure est atteinte ou dépassée, le régulateur de décélération désexcite l'électro-valve 15 et commande seul la pres sion du cylindre de frein.