Brevet FR2137835A1 — publié le 19721229

? l'invention, concerne un dispositif d'accouplement automatique pour -wagons de marchandises. En vue de satisfaire aux prescriptions de l'Association des Chemins de fer Américains et de la Commission 5 Inter-Etata des Etats-Unis d'Amérique, les wagons de chemin de fer doivent être interconnectés, lorsqu'ils sont attelés, par une conduite d'air comprimé qui actionne les freins dont chacun de ces wagons, est équipé. Ces freins sont agencés de façon à entrer en action lorsque ladite conduite d'air est 10 mise en communication avec l'atmosphère et à cesser d'agir lorsque cette oonduite est sous pression, l'application des freins du wagon étant ainsi automatique en cas de dételage accidentel ou non intentionnel des wagons d'une rame, dételage qui a pour résultat la rupture de ladite conduite. Par suite, 15 lorsque des wagons de chemin de fer sont dételés intentionnellement, la oonduite d'air doit être fermée des deux côtés de la coupure pour permettre la manoeuvre des freins des wagons demeurés attelés à la locomotive et pour conserver aux wagons dételés leur mobilité en vue d'un triage à la butte ou 20 d'une manoeuvre similaire. Il a été récemment décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 556 314 accordé à la présente Demanderesse un dispositif automatique d'accouplement pneumatique pour wagons de chemin de fer, dispositif qui peut être utilisé sur 25 les attelages articulés du type de l'Association des Chemins de fer Américains qui commande automatiquement les valves de la conduite d'air du wagon. Le dispositif automatique d'accouplement pneumatique décrit dans le brevet précité agit différemment selon qu'il s'agit d'un dételage intentionnel ou d'un 30 dételage accidentel. En cas de dételage intentionnel, ce dispositif d'accouplement automatique ferme la conduite d'air et maintient sous pression le dispositif de freinage du wagon dételé qui conserve ainsi sa mobilité. En cas de dételage accidentel, la conduite d'air demeure ouverte, ce qui provoque 35 la détente dans l'atmosphère de l'air contenu dans le système de freinage du wagon et l'application de ses freins. 72 17065 2 2137835 En général, lorsque des wagons doivent demeurer longtemps dans un parc ou sur une voie de garage, ils sont attelés en rames et l'air de leur système de freinage est détendu. Ces wagons sont dételés et séparés par une manoeuvre 5 manuelle quand une telle opération est nécessaire» Au cours de ces manoeuvres, un élément d'actionnement de la valve principale ou valve de commande, du dispositif d'accouplement pneumatique demeure sur sa position d'ouverture de cette valve puisque la pression d'air est détendue et que la ferme-10 ture de cette valve exige l'envoi d'une pression d'air pilote. Si le wagon considéré est ensuite attelé à l'une des extrémités d'un autre dont le système pneumatique est sous pression, l'extrémité non attelée du wagon ajouté à la rame met en détente dans l'atmosphère l'air de la conduite générale du 15 fait que sa valve de commande principale, qui est ouverte, envoie de l*air dans la valve principale de la conduite de freinage et la met sur sa position d'ouverture, c'est-à-dire d,accouplement. Par suite, l'un des objets de la présente invention 20 est la réalisation de moyens propres à empêcher la détente dans l'atmosphère de l'air contenu dans la conduite d'un wagon de chemin de fer qui est mise sous pression par l'attelage de l'une des extrémités de ce wagon alors que son autre extrémité demeure non attelée. 25 ïïn autre objet de l'invention est la réalisation de moyens propres à assurer le maintien d'une pression d'air dans la valve de la conduite de freinage d'un wagon de chemin de fer en cas d'une défaillance dans le système à cylindre souffleur de l'attelage du wagon alors que celui-ci est en 30 cours d'utilisation et est demeuré attelé. Un autre objet de l'invention est la réalisation de moyens propres à empêcher toute fuite dfair hors de la conduite de freinage au cours d'un essai d'attelage qui n'a pas réussi. 35 La description qui va suivre, et les dessins annexés donnés surtout à titre d'exemples non limitatifs, feront mieux comprendre comment la présente invention peut être réalisée. 72 17065 3 2137835 Sur les dessins annexés : - la figure 1 représente schématiquement un dispositif automatique d'accouplement pneumatique de type antérieur et 5 -'la figure 2 représente schématiquement un dispo sitif automatique d'accouplement pneumatique perfectionné conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention. lia présente invention consiste en un dispositif d'accouplement pneumatique automatique pour wagons de chemin 10 de-fer. Ce dispositif comprend une conduite d'air principale pouvant être raccordée à la conduite d'air correspondante d'un autre wagon en vue d'établir une communication pneumatique entre ces wagons. Une valve principale montée sur la conduite d'air principale commande l'écoulement de l'air dans cette 15 conduite. Un élément d'actionnement^de. cette valve principale, agissant en réponse à l'attelage du wagon considéré avec un autre wagon équipé de façon similaire, commande l'envoi de l'air comprimé dans ladite valve principale. L'action combinée d'un cylindre basse pression, ou "cylindre souffleur", et de 20 valves me^cet élément d'actionnement sur sa position d'ouverture de la valve principale et permet à l'air en provenance d'un système de tuyauteries d'y pénétrer. Pour éviter une détente inopportune de l'air lorsque l'une des extrémités du wagon n'est pas attelée à un autre wagon alors que son système % 25 de freinage n'est pas sous pression, il est prévu une valve connectée avec lesdites tuyauteries et montée entre l'élément d'actionnement de la valve principale et la conduite d'air principale. Sur la figure 1, la conduite d'air principale 40 qui 30 reçoit de l'air d'un wagon adjacent et alimente en air le système de freinage du wagon considéré est munie d'une valve de conduite principale 41. Cette valve 41 est constituée par une soupape à deux voies qui est normalement maintenue sur sa position de fermeture par un ressort 42 qui agit sur une tête 35 43 mais qui peut être ouverte par la pression de l'air arrivant par une tuyauterie de commande 77 et qui agit sur une tête 39. 17065 4 2137835 Pour obtenir l'ouverture de la valve 41 lorsque le wagon équipé du circuit pneumatique de la figure 1 est commandé par les wagons auxquels il est attelé, et pour la maintenir ouverte lorsque le wagon considéré est dételé non intentionnellement, et aussi pour permettre sa fermeture en cas de dételage intentionnel du wagon, il est prévu un système d'actionnement de cette valve principale. Ce système d'actionnement comprend des valves 45, 46 et 47 et un cylindre 48 réunis par des tuyauteries de commande décrites ci-après. Les valves 45, 46 et 47 dirigent l.'air en provenance de la"" conduite d'air principale 40 dans des tuyauteries de commande 49 et 51. Ces tuyauteries 49 et 51 sont respectivement munies d'un clapet 50 et d'un clapet 60 à ressort de charge. Comme représenté, les clapets 50 et 60 permettent à l'air en provenance de la conduite principale 40 de s'écouler dans les tuyauteries de commande 49 et 51> mais l'empêchent de s'écouler en sens inverse. Lorsqu'un wagon équipé du circuit de la figure 1 est attelé à un autre wagon équipé de la même façon? et en supposant que l'un ou l'autre de ces wagons, ou les deux- sont sous pression pneumatique, de l'air comprimé est disponibl® dsns la conduite principale 40 et s'écoule par la tuyauterie de commande 49 et le clapet 50 dans la tuyauterie de commande 51. Cette tuyauterie 51 se divise en deux branches 52 et 53 dans lesquelles le passage de l'air est commandé respectivement par les valves 46 et 47. La valve 46, qui, comme il vient d'être indiqué, contrôle le passage de l'air dans la tuyauterie 52, est constituée par une soupape à deux voies et tiroir coulissant et forme une soupape d'interface d'air dont le tiroir, au moment de l'attelage du wagon, est mis sur sa position de la figure 1 par la pression d'air qui existe dans la chambre 55 de la valve et qui s'applique sur la tête 55 de son tiroir coulissant 56. La pression dans la chambre 54 est fournie par la valve 48, laquelle est constituée par une soupape à plongeur à ressort de charge. Cette valve 48, souvent appelée "cylindre souffleur", est munie d'un ressort 57 qui tend constamment à repousser un plongeur 58 vers sa position 72 17065 5 2137835 d'extension. Le plongeur 58, qui est rattaché à une coupelle 59, sert aussi de support au pli intérieur d'un diaphragme à soufflet 61«.Le diaphragme 61 délimite une chambre 62 en communication avec la chambre 54 de la valve 46 par une tuyaute-5 rie de commande 63. Lorsqu'un wagon équipé du dispositif décrit est attelé à un autre, le plongeur 58 est repoussé du fait de son entrée en contact avec une surface en saillie appropriée du wagon adjacent, ce qui a pour effet de comprimer l'air dans 10 la chambre 62, La pression dans cette chambre 62 se propage par la tuyauterie de commande 63 dans la chambre 54, laquelle, comme la chambre 62, /est délimitée par un diaphragme à soufflet 64. Ainsi qu'il a été précédemment indiqué, la pression ainsi créée dans la chambre 54 met le tiroir 56 de la valve 15 46 sur sa position représentée, ce qui permet à l'air arrivant par la branche 52 de la tuyauterie de commande 51 de traverser la valve 46 et de pénétrer dans une tuyauterie de commande 65 partant de cette valve. L'air qui pénètre dans la tuyauterie 65 agit sur la tête 66 du tiroir coulissant 67 de la valve à 20 deux voies 45, ce qui a pour effet de mettre ce tiroir 67 sur sa position de la figure 1 du fait que la pression qui s1exerce sur la tête de commande 68 de ce tiroir est faible. Le tiroir 67 est maintenu sur sa position de la figure 1 par une gâchette à ressort 75 jusqu'à ce qu'une pression suffisante 25 soi"fc appliquée sur sa tête 68. Lorsque le tiroir 67 se met sur sa position représentée, lTair de la tuyauterie de commande 51 s*écoule dans une tuyauterie 76 et traverse la valve 45» L'air qui a traversé cette valve s'écoule par une tuyauterie. 77» et la pression de cet air vient agir sur la tête 39 •50 de la valve 41 et repousse cette tête sur sa position de la figure 1. Il s'ensuit que la valve 41 s'ouvre et permet à la conduite principale 40 d'alimenter en air les wagons suivants de la rame et de recevoir de l'air comprimé en provenance de la tuyauterie principale 40* d'un wagon adjacent, l'air 35 traversant la valve 41 dans un sens ou dans l'autre suivant lequel les deux wagons attelés étaient initialement sous pression, et alimentant le système de freinage du wagon. 17065 6 2137835 Au cours d'un attelage pendant lequel la valve 41 de la conduite principale est ouverte pour permettre la communication entre les deux conduites principales 40 et 40* du wagon considéré et du wagon adjacent, la valve 47, qui est constituée par une soupape à tiroir coulissant et ressort de charge, est maintenue dans sa position représentée par un ressort 78 qui agit contre la tête 79 de son tiroir 81. La tige 82 du tiroir 81 est, suivant un mode de réalisation de l'invention, rattachée par l'intermédiaire d'un ressort 83 et d'une connexion par goujon et fente 84 au levier de commande 85 d'un attelage de type classique. Ainsi qu'il est bien connu de tout homme de l'art, la manoeuvre du levier 85 a pour effet de soulever le dispositif de verrouillage d'un attelage articulé de type classique et de permettre l'ouverture des articulations de cet attelage pour effectuer le dételage d'un wagon. Si un wagon se dételle inopinément, par exemple par rupture d'une articulation ou d'une cheville de l'attelage, le plongeur 58 de la valve 48 se met en extension et la pression d'air qui s'exerce alors sur la tête 55 du tiroir 56 diminue, ce qui permet à ce tiroir de se déplacer vers l'intérieur de la valve sous l'action de la pression atmosphérique qui lui arrive par une tuyauterie pilote 74. Lorsque son tiroir est sur sa position haute, la valve 46 ferme la tuyauterie 52 et permet à la pression d'air qui s'exerce sur la tête 66 de la valve 45 de se détendre dans l'atmosphère par la tuyauterie de commande 65 et l'évent 86 de la valve 46. Mais, la gâchette 75 de la valve 45 empêche le tiroir67 de se déplacer, de sorte que la pression de l'air est.maintenue sur la tête 39 àe la valve 41• Cette valve 41 demeure donc en position d'ouverture, ce qui permet la détente de l'air contenu dans la conduite principale 40. Lorsque cette conduite principale 40 est séparée de la conduite principale 40' du wagon adjacent au cours d'un dételage non intentionnel, l'air contenu dans la tuyauterie principale 40 se détend et les freins du wagon sont appliqués. Il en est de même dans le wagon adjacent. La pression de l'air dans les tuyauteries 72 ,47065 7 2137835 de commande 4-9 et 51 se maintient en cas de dételage non • intentionnel du fait que les clapets 50 et 60 s'appliquent sur leur siège lorsque l'air contenu dans la conduite principale 40 se détend, ce qui empêche toute perte de pression 5 dans oes tuyauteries 49 et 51 en aval des clapets 50 et 60, Mais, en cas de dételage intentionnel obtenu par une manoeuvre normale qui fait pivoter le levier de dételage 85 sur son pivot 87, le tiroir 81 de la valve 47 est déplacé vers la dïoite de la figure 1, ce qui permet à l'air contenu 10 dans la tuyauterie de commande 51 de s'écouler dans la branche 53 de cette tuyauterie, de traverser la valve 47 et de s'écouler par une tuyauterie 88 en communication avec la tuyauterie de commande 74. La pression d'air créée dans la tuyauterie 74 par l'action de la valve 47 agit sur les valves 45 et 46, et 15 le tiroir 56 met la tuyauterie 66 en communication avec l'évent 86. Il s'ensuit que la pression sur la tête 66 de la valve 45 se détend, ce qui permet à la pression qui s'exerce sur la tête 68 de vaincre la résistance de la gâchette 75 et de repousser le tiroir 67 vers le haut de la figure 1. Lorsque 20 ce tiroir 67 est ainsi déplacé, l'écoulement de l*air en provenance de la tuyauterie de commande 51 par la valve 45 est interrompu, et la pression d'air qui s'appliquait sur la tête 39 de la valve 41 se détend dans l'atmosphère par la tuyauterie 77, &a valve 45 et l'évent 89 de cette valve. Lorsque 25 l'air contenu dans la valve 41 se détend, le ressort 42 ferme cette valve par l'application de sa tête 43 contre un siège 91, Lorsque deux wagons sont dételés intentionnellement, la mobilité d'un wagon équipé du dispositif de la figure 1, est maintenue du fait que la pression de l'air dans son systè-30 me de freinage est maintenue par la fermeture de la valve 41. Après que l'agent chargé du dételage a abandonné le levier 85$ opération qui s'effectue normalement avant que les deux wagons soient séparés l'un de l'autre, la valve 47 revient sur sa position de la figure 1. La valve 47 étant revenue sur sa 35 position initiale par l'action du ressort 78, la pression est maintenue dans la tuyauterie 74 et cette pression maintient la valve sur cette position jusqu'à ce que les deux wagons aient 72 17065 8 2137835 été effectivement séparés l'un de l'autre, la pression dans la tuyauterie 74 se détendant alors dans l'atmosphère et le système est à nouveau prêt pour une ouverture de la valve 41 résultant de l'attelage d'un autre wagon équipé du dispositif 5 décrit. Lorsqu'une rame de wagons équipés dudit dispositif est dételée et laissée en parc pendant un certain temps, l'air de son système de freinage se détend normalement par fuite ou est mis volontairement en détente. Il s'ensuit que lorsqu'un 10 agent doit atteler un ou plusieurs wagons parqués à des wagons sous pression, certaines difficultés se présentent. Cet agent doit dételer les wagons parqués par une manoeuvre du levier 85 similaire à celle précédemment décrite. La valve 41 se ferme sous l'action de son ressort 42 puisque l'air du système an a 15 été volontairement ou non détendu. Mais, les valves 45 et 46 demeurent ouvertes du fait que leur fermeture dépend de l'arrivée d'une pression d'air pilote par la tuyauterie 74.Puisque tout l'air du système a été détendu, cet air pilote n'est pas disponible, Lorsque le wagon considéré est ensuite alrlels à 20 un wagon sous pression d'air et que la conduite principale 40 est en communication avec une source d'air comprins; ôtst air passant par 1'accouplement de cette conduite circule dans le wagon et atteint la valve de commande principale 45 de l'autre extrémité du wagon, ce qui a pour effet d'ouvrir la valve 41 25 de la conduite principale et de faire détendre dans l'atmosphère l'air de cette conduite par l'extrémité non raccordée dudit wagon. La figure 2 illustre un perfectionnement du dispositif décrit qui évite les inconvénients précités de ce système ainsi 30 que d'autres qui seront indiques par la suite. Plus précisément, la valve 46 qui constitue une interface de fluides est pourvue d'un ressort de rappel 98 qui la fait revenir sur sa position de fermeture lorsque le wagon est dételé et que la pression dans la valve d'accouple-35 ment, ou cylindre souffleur, 34 se détend, ïïn clapet 100 à plongeur pilote est monté sur la tuyauterie d'entrée 76 de la valve de commande 45. L'air pilote BAD ORIGINAL 72 170.65 9 2137835 du clapet 100 est pris sur la tuyauterie de sortie 65 de la-valve 4-6 par une tuyauterie d'air pilote 102. Le clapet 100 arrête l'écoulement tLe l'air dans la tuyauterie 76 en direction de la valve de commande au moyen d'un obturateur 104 qui 5 ferme la sortie du clapet. Ainsi qu'il a été précédemment indiqué, lorsqu'un wagon est attelé par son extrémité opposée, l'air pénètre dans son système pneumatique parla tuyauterie 51. Du fait de la présence du clapet 100, cet air ne traverse pas la valve de commande alors ouverte et peut ainsi être 10 finalement détendu dans l'atmosphère. Mais, si un autre wagon est attelé à ladite autre extrémité du wagon considéré, dont les deux extrémités sont ainsi alors raccordées, le plongeur 58 correspondant est repoussé, ce qui a pour effet d'ouvrir la valve 46. L'air traverse alors cette valve 46, puis cir-15 cule.dans une tuyauterie 102 et repousse vers le bas le piston plongueur 106 du clapet 100, ce piston plongeur repoussant lui-même l'élément obturateur 104 du clapet et permettant ainsi à l'air de la conduite principale de s'écouler par la sortie de ce clapet et par la valve de commande principale 45 20 pour provoquer l'ouverture de la valve 41 de la conduite d'air principale. Le bon fonctionnement de ce dispositif perfectionné dépend dans une large mesure du bon fonctionnement constant du cylindre souffleur 48. Par suite, un clapet similaire 110 25 est de préférence monté en parallèle sur le clapet 100. Le elapet 110 est alimenté en air comprimé par une tuyauterie 112 qui est piquée sur la conduite d'air principale 40 entre la valve 41 et l'extrémité du wagon. Par conséquent, la compression de l'air dans le cylindre souffleur 48 actionne la 30 valve 46, met sous pression la tuyauterie 102 d'alimentation du clapet 100 etouvre ce clapet qui permet ainsi à l'air de traverser la valve de commande principale 45 et d'atteindre la tuyauterie pilote 77 qui ouvre cette valve. Lorsque la valve 41 montée sur la conduite d'air principale de la rame 35 s'ouvre, la tuyauterie pilote 112 du clapet 110 est mise sous pression par l'air d'ouverture du clapet du fait du déplacement du piston plongeur 114 et de l'élément obturateur 116, ce qui 17065 10 2137835 permet à l'air de traverser la valve de commande principale 45. Le clapet 110 étant ouvert par la pression de l'air dans la tuyauterie principale de la rame, la clapet 100 n'a plus aucune action sur le système et la perte complète de pression dans la tuyauterie 63 du cylindre souffleur n'a aucun effet sur la position de la valve 41 de la conduite principale de la rame. Le dispositif d'accouplement comprend aussi un dispositif 118 qui contrôle l'écoulement de l'air et qui sera décrit plus loin. 0e dispositif a pour effet de nécessiter que le cylindre souffleur 48 soit maintenu repoussé, pendant un intervalle de temps prédéterminé pour que la valve de commande 45 soit actionnée. Une mise en extension de très courte durée du plongeur 58 du cylindre souffleur, telle que celle qui se produit au cours d'une tentative d'attelage n'ayant pas réussi, permettrait à la valve d'interface 46 de revenir sur sa position de fermeture, c'est-à-dire sur sa position de non accouplement, sous l'action de son ressort 98, comme on le voit sur la figure 2, avant que la valve de commande principale ait fonctionné et permette à la pression de l'air de se propager dans la valve de commande et de se détendre dans l'atmosphère. Le dispositif retardateur 118 peut être constitué par un robinet à pointeau réglable ou par un étranglement à section de passage fixe prévu dans la tuyauterie 65 et par un clapet 120 prévu sur une déviation parallèle 122 de la tuyauterie 65. De la sorte, dans le cas d'un accouplement intentionnel du wagon, le repoussement du plongeur 58 du cylindre souffleur qui se produit à la façon décrite a pour effet que l'air qui arrive par la conduite principale 40 de la rame s'écoule dans les tuyauteries 51 et 52 et, par suite, traverse la valve d'interface 46 et pénètre dans la 'tuyauterie 65. Du fait de la résistance à l'écoulement de l'air créée par le robinet à pointeau 119» il s'écoule un certain temps de retard avant que la valve 45 change de position. L'air envoyé dans la valve 45, et qui la mettrait sur sa position d'ouverture, 17065 n 2137835 est ainsi freiné, ce qui assure que, en cas d'échec d'une tentative d'attelage au cours de laquelle le plongeur 58 du cylindre souffleur 48 a été repoussé pendant un temps très court, la pression d'air qui s'établit est trop faible pour vaincre la résistance opposée par la gâchette 75 et le ressort de charge de la valve d'interface 46 ferme cette valve et empêche l'air de la traverser avant que la valve 45 soit actionnée, le clapet 120 oblige l'air à passer dans le robinet à pointeau, ce qui retarde le passage de l'air dans un sens, mais se dégage de son siège et permet une détente rapide de l'air contenu dans la valve 46 en cas d'un désaccouplement intentionnel. Bien entendu^ la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toutes les variantes conformes à son esprit. 17065 12 2137835 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'accouplement automatique pour wagon de chemin de fer comprenant un élément d'accouplement, une conduite d'air principale pouvant être raccordée à la conduite d'air correspondante d'un autre wagon pour que l'air puisse circuler entre ces deux wagons, une valve principale montée sur la conduite d'air principale et qui commande la circulation de l'air dans cette conduite, des moyens d'actionnement de cette valve principale agissant en eas d'accouplement intentionnel du wagon et commandant le passage de l'air en direction de la valve principale des moyens de mise en position d'ouverture et en position de fermeture desdits moyens d'actionnement, et des tuyauteries reliant lesdits moyens d'actionnement et la conduite d'air principale ; ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte le perfectionnement consistant à prévoir un ensemble de valves raccordé à la tuyauterie d'air qui relie lesdits moyens d'actionnement et la conduite d'air principale et qui empêchent les valves de prendre des positions pour lesquelles elles permettraient à l'air de se détendre dans l'atmosphère par la valve principale lorsque la conduite d'air principale est sous pression par l'une de ses extrémités et que son autre extrémité est désaccouplée. 2» Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble de valves comprend au moins un clapet piloté. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble de valves comprend deux clapets pilotés montés en parallèle avec lesdites tuyauteries d'air. 4» Dispositif selon la revendication 3» caractérisé en ce que l'un des clapets pilotés est actionné par l'air en provenance des moyens d'ouverture desdits moyens d'actionnement et en ce que l'autre clapet piloté est actionné par l'air en provenance de la conduite d'air principale et pris entre la valve principale et l'élément d'accouplement. 72 17065 13 2137835 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce aue le moyen d'ouverture de la valve d'actionnement est constitué par une valve à commande pneumatique agissant en réponse.à la pression fournie par un cylindre basse 5 pression actionné par un plongeur, dite "cylindre souf fleur", et par un élément mécanique incorporé qui la maintient sur sa position de fermeture lorsque deux wagons sont désaccouplés. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 qu'il y est prévu un dispositif qui retarde la propagation de la pression d'air entre les moyens d'ouverture de la valve d'actionnement et cette valve.