Brevet FR2083420A1 — publié le 19711217

; 71 09661 1 2083420 Cette invention se rapporte aux appareils à valve de commande des freins et concerne plus particulièrement une construction . perfectionnée de dispositif de desserrage accéléré applicable aux appareils de ce genre. 5 L'invention est plus spécialement applicable aux appareils du type à triple valve pour la commande des freins d'un train dans lesquels un certain nombre de pareilles valves sont reliées à la conduite générale qui s'étend dans toute la longueur du train. Dans le fonctionnement normal d'une pareille triple valve^ 10 les freins sont maintenus desserrés par une pression prédéterminée régnant dans la conduite en même temps qu'un réservoir auxiliaire est chargé à une pression qui est approximativement égale à la pression régnant dans la conduite générale. Afin de serrer les freins, la pression de fluide est relâchée depuis la conduite 15 générale et un organe réagissant à la pression prévu dans l'appareil est déplacé de manière à permettre à la pression régnant dans le réservoir auxiliaire d'être transmise aux cylindres des freins jusqu'à ce qu'un point sioit atteint pour lequel l'appareil réagit (phénomène connu sous le nom de "lap.' off"). Afin de des-20 serrer ultérieurement les freins, on ramène la pression régnant dans la conduite générale à sa valeur de desserrage mais par suite de la longueur de cette conduite, ce rétablissement a tendance à être sujet à un retard de propagation d'un "bout à l'autre du train et à un desserrage irrégulier résultant des freins pou-25 vant se produire. L'invention concerne un dispositif perfectionné pour atténuer dans la mesure du possible cette tendance et permettre un desserrage plus rapide. L'invention prévoit à cet effet un appareil à valve de com-30 mande de frein actionné par un fluide sous pression comportant une valve associée au cylindre des freins pour commander l'arrivée du fluide sous pression dans le cylindre et hors de celui-ci, cette valve étant commandée par un organe principal réagissant à la pression mobile en réponse aux changements de pression quand 35 ils sont appliqués à la conduite générale et une valve de desserrage accéléré commandée en réponse à la détente de la pression de fluide à partir du cylindre des freins afin de relier un réservoir chargé à la conduite générale, de manière à y faciliter un changement de pression provoquant cette détente. 40 La valve de desserrage accéléré peut être commandée par un COPY 71 09661 2 2083420 autre organe réagissant à la pression dont un côté soit soumis à la pression régnant dans le canal d'échappement du cylindre . des freins, tandis que l'autre côté communique avec le premier, côté par l'intermédiaire d'un étranglement, l'organe précité 5 étant normalement sollicité vers une position dans laquelle la valve de desserrage accéléré est fermée. Dans ce qui précède, il doit être entendu que la pression appliquée à la conduite générale peut se présenter sous la forme d'une pression réduite ou sous la forme d'une pression augmentée, 10 "bien que, comme on le conçoit, dans la plupart des installations de freinage montées sur les véhicules ferroviaires, le serrage des freins soit obtenu par l'application d'une pression réduite à la conduite générale. Pour la facilité de la compréhension et de la réalisation 15 industrielle de l'invention, elle est décrite ci-après, simplement à titre d'exemple d'ailleurs, en regard du dessin schématique annexé qui représente un appareil à valve de commande de frein utilisant une réalisation possible de l'invention. L'appareil représenté dans les dessins est constitué essen-20 tiellemEnt 'par une triple valve reliée à une conduite générale desservant les divers freins par un orifice désigné par la référence 1, le corps de l'appareil comprenant quatre sections ou parties principales 2, 3j 4- et 5 qui sont réunies ensemble à l'aide de boulons (non représentés) avec interposition de joints 25 d'étanchéité (non représentés) pour compléter l'ensemble. A l'intérieur de la partie supérieure 2. est prévu un organe 13 réagissant à la pression comportant une tige principale 4-a qui peut coulisser à l'intérieur d'une partie 5 formant guide. La séparation entre les volumes d'air 6 et 7 situés de part et 20 d'autre de cet organe 13 réagissant à la pression est assurée par la présence d'un diaphragme 8 serré tout d'abord dans cet organe 13 et en second lieu entre les parties 2 et 3 auxquelles il a été fait allusion, une flexibilité suffisante dans le diaphragme 8 étant ménagée pour permettre un mouvement non 35 entravé de l'organe 13» L'organe 13 réagissant à la pression attaque quatre tiges de valve principales désignées respectivement par les références 10,11 et 12, les trois premières pouvant coulisser dans des conditions assurant l'étanchéité dans le carter de l'appareil. 4-0 La tige 9 porte la valve d'un réservoir auxiliaire et un organe 71 09661 3 2083420 obturateur 14 de la valve du réservoir à desserrage accélérée commandé de manière à isoler deux sièges de valve concentriques. La tige 10 porte un organe obturateur 15 de la valve d'entrée du bulbe et un organe obturateur 16 de sa valve d'échappe-5 ment. La tige 11 porte un organe obturateur 17 de la valve d'échappement du cylindre des freins, et la tige 12 constitue elle-même un organe obturateur de la valve d'entrée de ce cylindre par sa partie terminale 18 formant siège. On remarquera que la tige de valve 12 est montée de manière à ménager 10 un certain degré de "mouvement perdu" dans l'organe 13 réagissant à la pression et est sollicitée de haut en bas par un ressort 19 monté à l'intérieur (comme représenté). Chacun des organes obturateurs sus-mentionnés comporte, associé à lui,un siè- 15.^ siège 20 de la valve d'entrée du bulbe et le siège coulissant 21 de sa valve d'échappement peuvent coulisser de façon étanche à l'intérieur du carter de l'appareil entre des butées d'arrêt supérieure et inférieure. Les exigences au point de vue des espacements relatifs de ces sièges de valves pour faire face à di-20 verses conditions fonctionnelles seront appréciées si le fonctionnement de l'appareil est considéré avec plus de détail. En fait, le siège coulissant 21 est sollicité de haut en bas par un faible ressort 22 et le siège 20 est muni de même d'un ressort faible 23 qui est engageable avec l'organe obturateur 25 respectif 15 au moment où celui-ci s'approche de la position fermée. En outre, le siège coulissant 20 est relié par l'intermédiaire d'une tige de jonction 24 à coulissement étanche à un piston 25 qui peut lui-même coulisser dans un cylindre 26 dont la partie supérieure de la capacité communique avec l'atmosphère 30 et dont la partie inférieure communique avec une chambre 27 qui elle-même communique avec la capacité 28 du bulbe à service rapide de l'appareil. Dans la position libérée stable de l'appareil qui est représentée le piston 25 s'appuie contre une butée d'arrêt inférieure 29 qui est normalement supportée par un 35 puissant ressort 30 convenablement choisi logé dans le carter de l'appareil. En plus de l'orifice 1 de la conduite générale de commande des freins, l'appareil est muni d'un orifice 31 destiné à assurer sa communication avec un réservoir auxiliaire, d'un orifice 40 32 communiquant avec un réservoir de desserrage accéléré, numéro de référence. On remarquera que le 71 09661 4 2083420 d'orifices d'échappement 33 et 34 et d'un orifice 35 de communication avec le cylindre des freins» Au surplus, l'orifice 32 du réservoir de desserrage accéléré peut être relié par l'intermédiaire d'un étranglement 37 et grâce à une valve d'entrée 5 annulaire avec l'organe obturateur 14 à l'état décollé de son siège vers la conduite générale. Ce réservoir est par là même chargeable à partir de la conduite générale. Le réservoir de desserrage accéléré est relié, en outre, par l'intermédiaire d'un clapet de retenue 38 fonctionnant dans un seul sens au côté 10 d'admission d'une valve de desserrage accéléré comportant un organe obturateur 39 soumis à la charge d'un ressort, cet organe étant commandé par un autre organe 40 réagissant à la pression qui est soumis du côté inférieur à la pression d'un canal 41 d'échappement des freins, de l'autre côté de l'organe 15 40 réagissant à la pression et relié seulement par un petit étranglement 42 au côté inférieur.. Cet organe 40 est, en outre, sollicité de haut en bas par un ressort convenablement choisi 43. Si l'on examine maintenant les autres raccordements princi-20 paux prévus dans l'appareil, on voit que l'orifice 1 de la conduite générale desservant les freins communique avec la chambre supérieure 6 de l'appareil, le côté d'admission de la valve d'entrée du bulbe, le côté de sortie de la valve de desserrage accéléré comportant l'organe mobile 39 et également par l'in-25 termédiaire d'un clapet de retenue 44 avec le côtédfentrée de la valve de chargement du réservoir auxiliaire comportant l'organe obturateur 14. Le côté de sortie de cette valve communique avec la chambre 7 au-dessous de l'organe réagissant à la pression, et cette chambre est reliée en outre par l'orifice 31 clu 30 réservoir auxiliaire avec le côté d'entrée de la valve d'entrée du cylindre de frein comportant l'organe obturateur 18. Le côijé de sortie de la valve d'entrée du cylindre de frein est relié bien entendu à cet orifice . 35 clu cylindre de frein. Cet orifice est également relié avec la valve d'échappement de ce cylindre 35 comportant l'organe obturateur 17 dont le côté d'échappement est relié à l'orifice d'échappement 34 qui est muni d'un certain étranglement permettant l'utilisation d'une certaine proportion de l'air qui s'échappe du cylindre de frein dans l'autre direction pour effectuer un desserrage- accéléré. 40 La capacité du bulbe à service rapide 28 est reliée, d'une î COPY 71 09661 5 2083420 part, à la région inférieure de la tige principale 4 de l'organe réagissant à la pression et d'autre part à la chambre dans laquelle agissant les organes obturateurs 15 et 16 des valves d'entrée et d'échappement du bulbe. Une communication est ména-5 gée ainsi entre le bulbe et la conduite générale des freins lors de la séparation survenant entre l'organe obturateur 15 et le siège de valve 20. Un petit canal étranglé est prévu en 45 à travers l'organe 13 réagissant à la pression et -un canal analogue est ménagé 10 en 46 entre la conduite générale des freins et le réservoir auxiliaire. Ces canaux sont prévus pour assurer à l'appareil une stabilité de pression à long terme comme ceci est nécessaire. Si l'on considère de façon générale le fonctionnement de l'appareil, ,on conçoit qu'initialement le fonctionnement est à 15 de nombreux égards sensiblement le même que celui qui se produit dans les appareils antérieurs à triple valve. C'est ainsi qu'un état de non commande ou de desserrage des freins est maintenu par une pression prédéterminée"régnant dans la conduite générale et supérieure à 1 * atmosphère établie en 1. 20 Dans ces conditions, l'organe principal réagissant à la pression et sa tige 4 occupent une position telle que celle qui est représentée dans les dessins où le cylindre des freins est soumis à l'épuisement tandis que le réservoir auxiliaire est chargé à partir de la c.onduite générale à une pression sensible-25 ment identique. Le serrage du frein est assuré par une chute de la pression régnant dans la conduite générale, ce qui permet à l'air d'être transmis depuis le réservoir auxiliaire dans le cylindre de frein jusqu'à un point pour lequel uùe chute de pression se produit dans ce réservoir auxiliaire, afin de permettre 30 à la valve de àéclemiiement(lap-off ) d'agir et d'interrompre un écoulement de l'air vers le cylindre de frein. Le degré de la . pression de freinage appliqué à ce cylindre dépend de la réduction de la pression régnant dans la conduite générale qui est amorcée. 35 Comme mentionné ci-avant, le dessin représente la valve dans la position de desserrage stable et en supposant que l'appareil est entièrement chargé à partir de la conduite générale, les pressions auxiliaires et régnant dans cette conduite sont égales. Il se produit dans cette position une pression résultante descendan-40 -te s'exerçant sur l'organe 13 réagissant à la pression par suite COPY 71 09661 6 2083420 du fait que la face inférieure de la tige principale 4a se trouve à la pression atmosphérique, l'organe 16 formant valve d'en- / . trée du bulbe étant séparé de son siège associé 21. L'empilage comprenant les éléments 13,14,10,16,15,20,24 et 25 est donc 5 supporté par le ressort 30 monté à la partie inférieure, l'organe obturateur formant valve d'entrée 15 à action rapide reposant contre son siège 20 tandis que la valve d'entrée 18 du cylindre de frein est fermée. De même, la valve de desserrage accéléré 39 est fermée, son organe d'actionnement 40 se 10 trouvant dans sa position inférieure stable (comme représenté) du fait de la poussée exercée par le ressort 43. La valve de chargement 14 du réservoir auxiliaire est ouverte. La valve d'échappement 17 du cylindre des freins est ouverte et du fait que, comme mentionné, ci-avant, la valve d'échappement 16 à 15 action rapide est à l'écart de son siège, la chambre 27 se trouve à la pression atmosphérique, de sorte qu'aucune pression ne s'exerce ainsi sur le piston 25. Quand la pression régnant dans la conduite générale est réduite, de manière à serrer le frein et dès que la différence 20 de pression qui agit ensuite vers le haut en travers de l'organe 13 réagissant à la pression surmonte la force descendante résultante mentionnée ci-avant et qui correspond à la surface de la tige principale 4a, l'organe 13 réagissant à la pression se meut vers le haut sous l'action du ressort 23 par suite du 25 décollement des organes obturateurs 15 et 16 par rapport à leurs sièges de la valve d'entrée du bulbe. La pression régnant dans la conduite générale se propage par conséquent dans la capacité du bulbe 28 en accélérant le mouvement de l'organe réagissant à la pression et fermant en succession la valve de charge-30 ment 14, la valve d'épuisement 17 du cylindre des freins et la valve d'échappement à action rapide. A la suite de la fermeture de la valve d'échappement à action rapide, la pression du bulbe se propage de l'autre côté du piston 25 et comme la région supérieure de ce piston n'est sou-35 mise qu'à la pression atmosphérique, il se produit une force ascendante résultante qui entraîne vers le haut le siège de valve coulissant 20 contre la butée d'arrêt supérieure. La continuation du mouvement de l'organe réagissant à la pression dans la direction ascendante soulève le siège de valve coulissante 21 40 vers le haut c'est-à-dire vers la butée d'arrêt supérieure. La COPY 71 09661 7 2083420 continuation du mouvement ascendant de l'organe 13 réagissant à la pression fait que la valve d'entrée 18 du cylindre de frein s'ouvre pour déterminer le serrage du frein en établissant la communication entre le réservoir auxiliaire et l'orifice 35 5 du cylindre des freins jusqu'à ce que la pression régnant dans ce réservoir auxiliaire tombe pour atteindre approximativement la valeur de la pression régnant dans la conduite générale, après quoi l'organe .13 réagissant à la pression se meut vers le bas pour isoler la valve d'entrée 18 du cylindre de frein. 10 La stabilité dans la position de déclenchement (lap) est alors assurée par la pression du bulbe à action rapide agissant sur la valve 15 à action rapide et sur le siège de valve 21. Pour desserrer les freins, on augmente la pression régnant dans la conduite générale au-dessus de la pression du réservoir 15 auxiliaire d'environ 0,105 kg/cm2, afin de surmonter la résistance de la charge pneumatique pesant sur le siège 21. Les valves 15 et 16 peuvent alors commencer à se déplacer vers le bas suivies par l'organe 21. 'L'organe obturateur 16 ne peut s'écarter de son siège jusqu'à ce que l'organe 21 vienne por-20 ter contre sa bute» d'arrêt inférieure. Du fait du mouvement ascendant du siège de valve d'entrée 20 auquel il a été fait allusion, sous l'action de la pression du bulbe, l'organe obturateur 15 attaque le siège 20 avant que le dégagement entre le siège 21 et son organe obturateur 16 ne se produise. Ceci 25 empêche la communication entre la conduite générale des freins la capacité du bulbe mise à l'atmosphère par l'intermédiaire de la valve d'échappement du bulbe pendant l'opération de desserrage des freins c'est-à-dire quand la pression régnant dans la conduite générale augmente. 30 Une fois que l'organe obturateur 16 se sépare de son siè ge, au moment où l'organe 21 atteint sa butée d'arrêt inférieure, la pression régnant dans le bulbe se propage dans l'atmosphère, la force ascendante s'exerçant sur l'empilage est réduite et l'ensemble descend rapidement, ce qui est facilité par la mise à 35 l'atmosphère de la région située au-dessous de la tige 4a et également au fait que la pression régnant dans le bulbe qui a été précédemment appliquée au piston 25 est maintenant supprimée. Pendant ce mouvement descendant, la valve d'échappement 17 du cylindre de frein et la valve 14 chargeant le réservoir au-40 xiliaire sont ouvertes et l'ensemble vient au repos contre la COPY 71 09661 8 2083420 s butée d'arrêt inférieure présentée par le ressort logé dans la chambre 27. On conçoit que le mouvement descendant est pratiquement tellement rapide qu'une répercussion peut se produire à un degré tel que le ressort 30 peut se trouver déprimé, une 5 position d'arrêt extrême finale étant ménagée par la butée d'arrêt inférieure de l'organe 20. Toutefois, l'ensemble ragagne la position représentée et la pression régnant dans la conduite générale et le réservoir auxiliaire est rétablie sensiblement aux valeurs de départ. 10 Si l'on examine maintenant la particularité de desserrage accéléré que permet l'appareil, le réservoir de desserrage accéléré relié en 32 mais non représenté est chargé à partir de la conduite générale par l'intermédiaire de l'étranglement 37 quand l'organe obturateur 14 de la valve de chargement est ou-15 vert, c'est-à-dire dans la position de desserrage des freins de l'appareil. Quand, pendant le desserrage faisant suite à un serrage des freins, la valve d'échappement 17 du cylindre des freins s'ouvre, le canal entre cette valve 17 et le côté inférieur de l'organe 40 réagissant à la pression est temporai-20 rement pressurisé par l'air qui s'échappe hors du cylindre des freins et cet organe 40 réagissant à la pression se meut vers le haut, en décollant ainsi de son siège temporairement l'organe 39 de fermeture de la valve afin de permettre le passage de l'air depuis le réservoir de desserrage accéléré en passant par 25 l'orifice 32 par le clapet de retenue 38 jusqu'à la conduite des freins qui, au moment considéré, se trouve à une pression plus basse. Ceci parachève la montée de la pression régnant dans la conduite générale qui a été amorcée par la valve de commande des ffreins et contribue à assurer une transmission rapide du 30 desserrage des freins à partir d'un semblable appareil jusqu'à l'appareil lui faisant immédiatement suite et qui est relié à la même conduite générale appartenant au train. Les pressions s'exerçant de chaque côté de l'organe 40 réagissant à la pression s'égalisent assez rapidement grâce à l'étranglement 42 et l'or-35 gane 39 de fermeture de la valve est ainsi rapidement refermé, de telle sorte que l'écoulement de l'air depuis l'orifice 32 jusqu'à la conduite en vue d'un desserrage accéléré n'est que de courte durée. Au moint de vue du mode de fonctionnement du desserrage ac-40 céléré prévu dans le présent mode de réalisation, on conçoit que 71 09661 9 2083420 ce desserrage accéléré est piloté à partir du mouvement de l'organe 15 réagissant à la pression et en fonction de la condition dépendant du début effectif du desserrage des freins en raison du fait que c'est l'air s'échappant du cylindre des freins 5 qui est utilisé pour provoquer le décollage temporaire de la valve 39 par rapport à son siège. Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. 71 09661 10 2083420 BEVENDICATIONS / 1. Appareil à valve de commande de frein à actionnement par un fluide caractérisé en ce qu'il comprend une valve associée au cylindre des freins pour commander l'arrivée du fluide sous pres- 5 sion dans ce cylindre ou hors de ce cylindre, cette' valve étant commandée par un organe principal résistant à la pression mobile en réponse aux changements de pression appliqués à la conduite générale et une valve de desserrage accéléré fonctionnant en réponse à la détente de la pression de fluide à partir du cylindre 10 des freins pour relier un réservoir chargé à la conduite générale afin de faciliter dans la conduite générale un changement de près sion qui provoque un desserrage. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valve de desserrage accéléré est commandée par un autre 15 organe réagissant à la pression dont un côté est soumis à la pression régnant dans le canal d'échappement du cylindre des freins, tandis que son autre côté communique avec le premier côté par l'intermédiaire d'un étranglement, cet autre organe réagissant à la pression étant normalement sollicité vers une posi-20 tion dans laquelle la valve de desserrage accéléré est fermée. 3.. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu il comprend une valve pour charger le réservoir de desserrage accéléré à partir d'un réservoir auxiliaire prévu pour l'appareil dans la position de desserrage de l'organe principal réagis-25 sant à la pression.