Frein électro-pneumatique. La présente invention se rapporte à un frein électro-pneumatique comportant une paire de soupapes à commande électroma gnétique pour commander le serrage et le desserrage du frein. Le. frein suivant l'inven tion est établi de telle manière qu'on obtient une première condition de fonctionnement du frein quand l'électro-aimant de commande de l'une de ces soupapes est excité, une autre condition de fonctionnement du frein quand l'électro-aimant de commande de l'autre soupape est excité et une troisième condition de fonctionnement du frein quand les électro aimants de commande des deux soupapes sont excités.
Cette disposition permet de réduire, sur . un train, le nombre de fils de ligne et d'électro-aimants de commande néces saires.
Sur le dessin ci-joint, donné à titre d'exemple La fig. 1 est un schéma d'une forme d'exécution de l'objet de l'invention pour la locomotive et les véhicules attelés d'un train, les connexions électriques représentées cor respondant à la position de marche; Les fig. 2, 3 et 4 montrent différentes positions d'un commutateur de frein élec trique à tambour, avec les connexions élec triques établies respectivement pour les posi tions de desserrage, de recouvrement et de maintien du serrage, la position de serrage de service et la position de serrage d'urgence ; La fig. 5 montre un schéma des con nexions électriques avec le tambour commu tateur de frein développé dans le plan du dessin;
La fig. 6 montre en coupe la construction d'une forme d'exécution du frein pour un seul véhicule; Les fig. 7, 8 et 9 sont des coupes par l'équipement électrique du frein de la fig. 6, dans les positions- de desserrage, de, serrage de service et de serrage d'urgence, respec tivement. .
Comme montré en fig. 1, un générateu électrique 1 est prévu sur la locomotive d'un train, de même qu'un commutateur de frein électrique comportant un tambour de contact rotatif 2 disposé pour être actionné par un arbre 3, qui est de préférence relié au robinet de frein usuel, de sorte que le mouvement du robinet de frein pour l'actionnement pneu matique des freins fait aussi déplacer le tam bour commutateur de frein pour commander par voie électrique le fonctionnement du frein.
Sur chaque véhicule du train sont montés des électro-aimants A et B pour commander des soupapes pneumatiques dont l'actionne- ment peut occasionner le serrage et le des serrage des freins. Uiie borne de l'électro aimant A est reliée, par nu interrupteur 4 à un fil de ligne électrique 5 et une borne de l'électro-aimant B est reliée également par l'interrupteur 4 à un fil de ligne électrique 6, tandis que l'autre borne de ces électro-aimants est reliée à un fil de retour 7.
L'équipement électrique est combiné avec une triple valve de frein 8 dont la boîte enveloppe comprend, d'une part, une chambre à piston 9 reliée à la conduite générale du frein 10 et renfermant un piston 11 et; d'autre part, une chambre à tiroir 12 reliée au réservoir d'air auxiliaire 13 et renfermant Lui tiroir principal 14 et un tiroir de graduation 15 disposés pour être actionnés par le pis ton 11.
La triple valve est pourvue d'un dispo sitif à action rapide comportant le piston usuel 16 pour actionner une soupape 17 de décharge locale de la conduite générale du frein. L'électro-aimant A est disposé pour ac tionner les soupapes 18 et 19 et l'électro aimant B est disposé pour actionner les sou papes 20 et 21. Le support 22 portant les électro-aimants<I>A et B</I> porte aussi un dispositif à valve de sélection 23 comprenant une chambre à piston 24 reliée à un conduit 25 conduisant, par l'intermédiaire d'un cha peau intercepteur 26, à un canal d'échap pement 50 commandé par la soupape 20.
Le dispositif à valve de sélection 23 comporte aussi un piston 27 et une chambre à tiroir 28 reliée à un conduit 29 et renfer- orant un tiroir coulissant 30 disposé pour être actionné par le piston 27.
Sur le support 22 est également monté un ferme-circuit de court-circuitage 3 1 com portant un pistou 32 pour l'actionnement du pont de contact 33 disposé pour interconnecter ou court-circuiter, à l'état de fermeture, les fils de ligne 5, 6 et 7.
En fonctionnement, le frein à fluide sous pression est chargé de la manière usuelle et du fluide sous pression passe de la conduite générale du frein 10 à la chambre à piston 9 de la triple valve 8 et de là par la rai nure d'alimentation 34 à la chambre à tiroir 12 et au réservoir auxiliaire 13.
Dans la position de marche normale du robinet de frein et du commutateur de frein, représentée à la fig. 1 et en 11-II à la fig. 5, l'électro-aimant A est excité. tandis que l'électro-aimant B est désexcité, comme montré cri fig. 6. Du fluide passe aussi du conduit 35 par le chapeau intercepteur 26 à un conduit 36 qui débouche, d'une part, dans la chambre 37 au-dessous de la soupape 19 et, d'autre part, dans la chambre 38 au dessous de la soupape 21.
L'électro-aimant B étant désexcité, la soupape 20 se ferme et la soupape 31 s'ouvre de manière à permettre à du fluide sous pression de la conduite générale du frein de passer du conduit 36 et de la chambre 38 par la soupape 21 au conduit 25. Les pres sions de fluide étant ainsi égalisées sur les deux côtés opposés du piston 27, le ressort 39 maintient le piston 27 et le tiroir 30 dans la position de desserrage, comme montré en <B>fi-.</B> 6. Dans cette position, le cylindre de frein 40 est relié à l'atmosphère par le con duit 41, le conduit 42, le conduit 43, la cavité 44 dans le tiroir 14 de la triple valve; le conduit 45, la cavité 46 dans le tiroir 30 et l'orifice d'échappement 47.
L'électro-aimant A étant excité en posi tion de marche, la soupape 18 se ferme et la soupape 19 sera maintenue ouverte de- sorte que du fluide sous pression est fourni à partir de la conduite générale du frein 10 par les conduits 35 et 36, la chambre 37 et la soupape 19 au conduit 48 et de là à une chambre à fluide d'urgence 49 dont le but sera compris plus loin.
Si l'on désire provoquer un serrage de service du frein, le. robinet de frein et le commutateur de frein combinés seront tournés à la position de serrage de service, montrée à la fig. 3 et en V-V à la fig. 5, dans laquelle la pression de la conduite générale du frein est réduite par le robinet de frein de la manière usuelle et d'ans laquelle l'électro aimant r1 est désexcité, tandis que l'électro aimant B est excité.
L'excitation de l'électro-aimant B oblige la soupape 21 à se fermer et la soupape 20 à s'ouvrir, de sorte que le conduit 25 est relié à l'orifice d'échappement à l'air libre, 50. Du fluide sous pression est par suite évacué de la chambre à piston 24 du dispositif à valve de sélection 23 et, par conséquent, le piston 27 et le tiroir 30 sont déplacés à la position représentée à la fig. 8.
Dans cette position, la conduite générale du frein 10 est amenée à se décharger dans le cylindre de frein 40 par la voie suivante: par le conduit 35 et le conduit 29 à la chambre à tiroir 28 du dispositif à valve de sélection 23 et de là par le conduit 51 à la chambre à soupape d'urgence 49, par le con duit 48, la soupape 18, le conduit 52, la soupape de retenue 53, le conduit 54, le chapeau intercepteur 26, la cavité 55 du tiroir 30 et le conduit 43 qui mène au cy lindre de frein 40.
La pression de la conduite générale du frein est par conséquent réduite localement sur chaque voiture du train comme décrit, par le fonctionnement de l'équipement élec trique et elle est aussi réduite par la ma- naeuvre du robinet de frein, de sorte que les triples valves sur les voitures du train sont déplacées à leur position de serrage de ser vice dans laquelle l'orifice de serrage de service usuel 56 du tiroir 14 se trouve en face de l'orifice d'alimentation du cylindre de frein au bout du conduit 43 pour per mettre à du fluide sous pression d'arriver, de la manière usuelle, de la chambre à tiroir 12 et du réservoir auxiliaire 13 au cylindre de frein 40.
Les freins peuvent être desserrés en dé plaçant d'abord le robinet de frein à la posi tion de desserrage montrée en I--I à la fig. 5 et ensuite à la position de marche repré sentée en II-II à la fig. 5. Dans la position de desserrage, du fluide est admis du réser voir principal par le robinet de frein à la conduite générale du frein, comme d'habi tude, pour assurer une augmentation rapide de la pression dans la conduite générale du frein sur toute la longueur du train et pro voquer par là le retour des triples valves à la position de desserrage.
Dans la position de desserrage représentée en I-I à la fig. 5, le commutateur de frein 2 agit pour faire exciter les deux électro- aimants A et B à la fois. Comme l'électro aimant B reste excité comme pour la posi tion de serrage de service, la chambre à piston 24 du dispositif à valve de sélection 23 est maintenue à la pression atmosphérique et le piston 27 et le tiroir 30 demeurent en position de service, comme montré à la fig. @l du dessin.
La décharge de fluide de la conduite géné rale du frein au cylindre de frein est cepen dant interceptée, attendu que l'électro-aimant A est excité pour fermer la soupape 18 de façon à intercepter ainsi le passage par lequel du fluide est fourni de la conduite générale du frein au cylindre de frein.
Lorsque la .pression dans la conduite générale du frein a été augmentée, dans la position de desserrage du robinet de frein, à un degré suffisant pour provoquer le mou vement des triples valves à la position de desserrage, le robinet de frein peut être tourné à la position de marche II-II (fig. 5), dans laquelle le commutateur de frein 2 agit pour exciter l'électro-aimant A et désexciter l'électro-aimant B.
La désexcitation de l'électro-aimant B oblige la soupape 20 à se fermer et la sou pape 21 à s'ouvrir, de sorte que du fluide sous pression est amené depuis la conduite générale du frein 10 par le conduit 36, la soupape 21, le conduit 25 et la chambre à piston 24. Le piston 27 et le tiroir 30 du dispositif à valve de sélection sont alors dé placés à la position de desserrage, dans la quelle le cylindre de frein est relié à l'ori fice d'échappement 47, comme décrit plus haut.
Si 1e robinet de frein est laissé en posi tion de marche, les freins seront complète ment desserrés, mais si on désire produire un desserrage gradué des freins; le robinet de frein peut être amené de la position de marche en position de desserrage, après que la pression du cylindre de frein a été par tiellement réduite, de manière. à intercepter l'échappement ultérieur -de fluide du cylindre de frein.
Des réductions ultérieures dans la pression du cylindre de frein peuvent être obtenues, comme on le comprend sans autre, en ma- nmuvrant le robinet de frein entre les posi tions de marche et de desserrage aussi sou vent qu'on le désire.
Un serrage d'urgence des freins peut être obtenu cri tournant le robinet de frein à la position de serrage d'urgence, représenté à la fig. 9 et en VI-VI à la fig. 5, dans laquelle la pression de la conduite générale du frein est soudainement réduite au robinet de frein et dans laquelle tous les circuits électriques de commande sont ouverts, de sorte que les deux électro-aimants A et B sont désexcités.
Comme l'électro-aimant B est désexcité, le piston 27 du dispositif à valve de sélec tion 23 sera maintenu en position de desser rage, l'admission de fluide sous pression à la chambre à piston 24 étant maintenue par la soupape ouverte 21.
L'électro-aimant A étant désexcité, la soupape 19 sera fermée et la soupape 18 ouverte, de sorte que du fluide sous pression est admis de la chambre à fluide d'urgence 49, normalement chargée, sur le piston à action rapide 16 par le conduit 48, la sou pape 18, le conduit 52, la soupape de retenue 53, le conduit 54, la cavité 55 du tiroir 30 et le conduit 57 qui mène au piston à action rapide 16. Le piston 16 agit alors pour ouvrir la soupape 17 de décharge de la conduite géné rale du frein pour en laisser échapper du fluide afin d'effectuer une réduction de pres sion locale dans la conduite générale du frein, comme cela est connu.
Du fluide sous pression est aussi admis par le conduit 57 sur un piston-soupape 58 qui est par là, écarté de son siège de manière à permettre à du fluide sous pression de passer par un conduit 59 au piston de com mande de ferme-circuit 32. Le piston 32 dé place alors le pont de contact 33 pour court- circuiter les fils de ligne 5, 6 et 7. Le flux de courant brusque occasionné par le court- circuit agit sur un disjoncteur automatique à surcharge 60 intercalé dans le conducteur d'alimentation 61 partant du générateur 1, de sorte que le circuit du générateur s'ouvre.
Dans le cas où un serrage d'urgence des freins est provoqué au robinet de frein, le fonctionnement du ferme-circuit d'urgence 31 n'est pas requis, niais si le train devait se rompre ou si une partie flexible de la con duite générale devait crever, le piston à action rapide de la triple valve située le plus près de l'endroit d'endommagement viendra en jeu par la réduction soudaine de la pression dans la conduite générale du frein, de sorte que du fluide est admis au piston de ferme- circuit 32 par l'ouverture du piston-soupape 58 et comme le court-circuitage des fils de ligne du train provoque l'ouverture du circuit du générateur,
un serrage d'urgence s'obtien dra par commande électrique sur les voitures de la partie avant du train, peu importe la position du robinet de frein.
Le fluide sous pression du cylindre de frein agit aussi par le conduit 62 sur le côté, sollicité par ressort, du piston-soupape 58 de sorte que quand la pression du cylindre de frein plus la pression du ressort 63 dépasse légèrement la pression du réservoir auxiliaire agissant sur l'autre côté du piston-soupape 58, celui-ci sera amené à s'appliquer sur son siège pour intercepter 1a communication entre le réservoir auxiliaire. et la chambre renfer mant le piston 32 du ferme-circuit 31, per- mettant à ce pistou" de ramener le pont de ferme-circuit 33 à sa position d'ouverture et ramenant ainsi la connexion de fils de ligne à l'état normal, pour une nouvelle commande électrique.
Si une voiture équipée du frein qui vient d'étre décrit est intercalée dans un train dé pourvu de commande électrique, les électro aimants A et B seront les deux désexcités, de sorte que la soupape 19 se fermera, inter ceptant l'arrivée de fluide de la conduite générale du frein à la chambre à fluide d'ur gence 49, tandis que la soupape 18 s'ouvrira, et du fluide dans la chambre 49 sera déchargé dans la chambre au-dessus du piston à action rapide 16.
Comme il n'y a pas de fluide sous pres sion dans la chambre 49 dans les conditions sus-indiquées, il n'y a pas d'opération dans l'équipement électrique et le frein du train fonctionnera seulement par voie pneumatique de la manière usuelle.
Un manchon d'étranglement 64 inséré dans le conduit 42 assure que la pression de la conduite générale du frein ne se réduise pas plus vite que la pression dans le réser voir auxiliaire lors d'un serrage de service par commande électrique, attendu que le fluide de la conduite générale aussi bien que celui du réservoir auxiliaire devra passer par ce manchon d'étranglement pour atteindre le cylindre , de frein, et ceci empêche la triple valve de se déplacer à la position d'urgence par la réduction de la pression dans la con duite générale, qui est produite lors d'un serrage de service par commande électrique.
Afin que le desserrage des freins ne soit pas affecté par l'écoulement à travers le man chon d'étranglement 64, la décharge de fluide du cylindre de frein est augmentée par une voie de contournement renfermant une sou pape de retenue 65 et allant du conduit 62 au conduit 43.
Comme décrit plus haut, le frein fonc tionne par commande pneumatique seule et par commande pneumatique et commande électrique combinées, c'est-à-dire que la pres sion dans la conduite générale du frein est réduite par commande électrique et que les triples valves sont amenées à fonctionner en commande pneumatique par cette réduction de pression pour admettre du fluide sous pression au cylindre de frein.
Si l'on désire commander le frein unique ment par voie électrique, sans faire fonction ner les triples valves, un bouchon obturateur 66 normalement engagé dans le conduit 67 allant de la chambre à tiroir 12 au conduit 29 est enlevé et vissé dans le siège 68 pra tiqué dans le conduit 35, de fagon à fermer le conduit 35 communiquant avec la conduite générale et à ouvrir le conduit .67 communi quant avec le réservoir auxiliaire.
Dans cette disposition particulière on voit qu'au fonctionnement de l'équipement élec trique, du fluide sous pression sera pris dans le réservoir auxiliaire, au lieu d'être pris dans la conduite générale, en provoquant un ser rage des freins. Dans ce cas, les positions du commutateur de frein électrique seront séparées ou détachées des positions du robinet de frein pneumatique. Tandis que, lors d'un serrage .de service par commande électrique, la pression du réservoir auxiliaire tend à être réduite, la pression dans le réservoir auxi liaire sera sensiblement maintenue par l'ar rivée de fluide de la conduite générale par la rainure d'alimentation usuelle 34 autour du piston de triple valve 11.
On comprend à l'examen de la fig. 5 que les connexions électriques réalisées dans les positions du commutateur de frein, indiquées en III-III et IV-IV à la fig. 5, sont les mêmes que celles établies dans la position de desserrage I-I, les positions III-III et IV-IV correspondant aux positions de main tien de serrage et de recouvrement du robinet de frein du conducteur.