Brevet FR2392856A1 — publié le 19781229

La présente invention concerne un dispositif pour surveiller la conduite principale dé freins à air comprimé de véhicules sur rails, du type comportant un robinet de frein du mécanicien réalisé pour contr81er la pression dans la conduite principale ainsi ou'un dispositif de contre qui n'est sensible qu'à une chute de pression. Dans les systèmes de freins à air comprimé classiques pour des vehicules sur rails, du type à action indirecte, il faut pour pouvoir assurer l'automaticité du frein à air comprimé, provoquer une vidange de la conduite principale à la pression atmosphérique, telle qutelle se produit par exemple lors de la manoeuvre du dis positif de freinage d'urgence ou desecours ou lors d'une rupture d'attelage, pour obtenir une commande rapide, automatique et vigoureuse du frein à air comprimé.Toutefois, si l'installation de freins à air comprimé est pourvue d'un robinet de frein du mécanicien qui contre la pression qui règne dans la conduite principale et qui maintient la pressier au niveau voulu, le dit robinet de frein commence à~realimenter en air comprimé la conduite principale lorsque celle-ci se vide pour les raisons mentionnées cidessus, ce qui perturbe commande rapide et automatique du frein. Afin de réduire cette gtney des conventions internationales entre les différentes administrations des chemins de fer ont admis unel imitation à certaines valeurs de la puissance de réalimentation du robinet de frein du mécanicien. Ceci doit assurer que dans le cas d'un freinage d'urgence commandé à partir du train ou intew,2rrant à partir d'une rupture d'attelage, une chute de pression notable intervienne dans la conduite principale, au niveau du manomètre prévu sur la locomotive. Cette chute de pression doit attirer l'attention du mécanicien qui doit alors aider le freinage en introduisant un freinage d'urgence. Pour le roulement normal et pour le freinage automatique il convient de prévoir un dispositif qui soit capable d'évaluer une modification involontaire de la pression ou une modification involontaire de l'écoulement dans la conduite principale et qui déclenche ensuite une commande appropriée. De tels dispositifs sont connus, mais ils ne sont pas capables de décider si la quantité d'air importante nécessaire pour la réalimentation de la conduite principale provient d'uneopération de dessérage normal ou d'une chute de pression dans la conduite principale qui n'in ervient que dans des cas d'urgence. La présente invention a pOlC cbjet un dispositif du type rappelé ci-dessus, qui n'est déclenché que par un manque d'étanchéité au niveau de la conduite principale, par un freinage de secours ou d'urgence déclenché dans le train ou par une commande ex -térieure, ou par une rupture d'attelage ou par une séparation involontaire du train. La quantité d'air qui est nécessaire pour desr serrer les freins ne doit pas etre enregistrée, bien qu'elle puisse être supérieure à celle qui est nécessaire dans l'un ou l'autre ..- cas d'urgence sus-mentionnés. Le dispositif de l'invention doit pouvoir être réalisé de façon simple pour permettre au mécanicien de rétablir très rapidement la mise en service qui aura été déclenché par le dispositif.Si ceci n'intervient pas au bout d'un temps déterminé, toute réalimentation de la conduite principale à partir du robinet du mécanicien doit être interromr e, le fonctionnement du freinage rapide ou d'urgence devant toutefois astre maintenu. A cet effet, le dispositif pour surveiller la conduite principale de freins à air comprimé de véhicules sur rails, et qui est du type rappelé en tette du présent mémoire, est essentielie- ment caractérisé par le fait que le dispositif de contrôle commandé par la différence de pression entre la pression de la conduite principale et la pression de contre réglee par le robinet de frein du mécanicien et servant à surveiller le dispositif de signalisation, est maintenu dans le cadre du fonctionnement normal dans l'une de ses positions, par la pression supérieure qui règne dans la conduite principale, alors qu'à l'apparition d'un cas de secours ou d'urgence, il est commuté par la pression supérieure de.contrtle du robinet de frein du mécanicien, dans son autre position dans laquelle ledit dispositif de contrôle fournit un signal de secours ou d'urgence. Suivant une première forme de réalisation de l'objet de l'invention, le dispositif de contrôle est constitué par un piston, la première chambre située d'un caté du piston est reliée à la conduite principale qui communique, par ltintermédiaire d'une première soupape de retenue, avec la seconde chambre située de l'autre côté d: piston, et ladite s-econde chambre est reliée par l'inter médiaire du seconde soupape de retenue, à la conduite de con trOle du robinet de frein du mécanicien. Suivant une forme de réalisation avantageuse, le dispositif de signalisation est constitué par une soupape double qui, en position normale du dispositif de contrôle, relie une première chambre de soupape reliée à l'alimentation en air comprimé dudit robinet de mécanicien, à une seconde chambre de soupape, et qui, en position de secours ou d'urgence, isole ladite première chambre de soupape de la seconde chambre de soupape et relie cette dernière à l'atmosphère pour l'émission d'un signal de secours ou d'urgence. Avantageusement, la seconde chambre de soupape est reliée à une soupape d'arret qui, lorsque la seconde chambre est vidée, isole la conduite principale d'une soupape de relais qui surveille la pression qui règne dans la conduite principale et qui est con tr8lée par ledit robinet du mécanicien. Suivant une variante, la seconde chambre située du second cssté du piston est reliée à une enceinte ou chambre reliée, par l'intermédiaire d'une soupape et d'une tuyère aval, à l1atmosphè- re, ladite soupape étant contrôlée par la pression qui règne dans la seconde chambre de soupape Suivant une autre forme de réalisation, le volume de cette enceinte est relié, sans etranglement, et par l'intermédiaire d1u- est relié, sans étranglement et ne soupape,~8 lratmosphère, ladite soupape étant contrtlée par la pression qui règne dans ladite première chambre de soupape. Suivant une autre variante, ladite enceinte est reliée à la seconde chambre, par l'intermédiaire d'une soupape qui est con trône par la pression qui règne dans la première chambre de soupape. > - A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé une forme de réalisation de l'objet de llinvention. La figure I est une vue schématique de ltagencement pneumatique du dispositif suivant l'invention. La figure 2 représente le dispositif de 11invention, tel qu' iI reort de la figure 1. Dans la figure 1, le robinet de frein du mécaniciendési- gné par la référence 1, est relié par l'intermédiaire d'une conduite 2 au réservoir d'air principal 3; Du robinet de frein du mécanicien 1 part une conduite de contrôle ou de commande 4 qui est reliée à un réservoir de contrôle 5; De la conduite de contre ou de commande 4 partent deux conduites 6 et 7 qui mènent respective ment à une soupape de relais 8 et au dispositif de surveillance 9 de l'invention, La soupape de relais 8 est reliée par l'interné diaire d'une conduite 10 directement à la conduite 2, et par l'in- termédiaire d'une conduite 11 et daine soupape d'arrêt 12 à la con fte principale 13.Le robinet de frein du mécanicien 1 comporta en outre une conduite de service 14 qui est reliée, par l'intermédiaire d'une dérivation 16, au dispositif de surveillance 9. Par l'intermédiaire des conduites de contrôle et de commande 4 et 6, la soupape de relais 8 est contrôlée par le robinet de frein du mécanicien 1, ladite soupape de relais abaissant, en fonction de la position du levier du robinet du mécanifeien, la pression dans la conduite principale d'une certaine valeur pour commander-un freinage ou augmenter la pression dans la conduite principale, par l'intermédiaire de la conduite du réservoir principal en vue d'un desserrage du frein, On connatt la constitution et le mode de fonctionnement du robinet de frein du mécanicien et de la soupape de relais.Lors de la mise ep service du robinet de frein du mécanicien 1, par exemple en actionnant une poignée, la conduite de service T4 est mise sous une pres-sion qui peut entre une.pression qui est égale à celle qui regne dans la conduite du réservoir principal. Lors de la mise en service du robinet du mécanicien 1, la conduite de service 14 est reliée à l'atmosphère. Dans ce cas, la soupape de fermeture 12 occupe -sa position de fermeture, position dans laquelle la conduite principale 14 est isolée de la soupape de relais.La constitution et le mose de.fonctionnement d'une telle soupape de fermeture sont également connus, Le dispositif de surveillance de l'inventisn, désigné par la référence 9, est relié, par l'intermédiaire d'une conduite de contrôle ou de commande 17, à la soupape de fermeture 12 et à la conduite de service 14, 16 Lors du fonctionnement et lorsque le robinet du mécanicien 1 est mis en service, la soupape d'arrCt 12 est ouverte et de ce fait la conduite principale 13 est reliée à la soupape de relais 8.Lors d'un freinage de secours ou d'urgence, ou lors d'une chute involontaire de la pression qui règne dans la conduite principale, telle qu'elle peut résulter d'une rupture d'attelage, le dispositif de surveillance 9 relie la conduite 17 à l'atmosphère et la soupape d'arrêt 12 occupe sa position de fermeture. Toutefois, pendant une opnration de freinage ol de dessérrage normal, le dispositif de surveillance- 9 n'occupe pas sa position de commutation dans laquelle la conduite 17 est reliée à l'atmosphère. Le dé-ail du dispositif de surveillar.~ melon l'invention, ainsi que son mode de fonctionnent rt5sultent de lu description con née ci-après de la figure 2. Dans un carter 15 est disposé un piston de contrôle ou de com mande 18 qui sépare une première chambre 19d'une seconde chambre.90 Le piston 18 est chargé par un ressort 21 qui est situé dans ladite première chambre 19. Cette dernière est reliée par l'intermédiaire d'une soupape de retenue 22 portée par le piston de contrôle ou de commande 18, à ladite seconde chambre 20.La liaison entre la se conde chambre 20 et la première chambre 19 est empechée par l'in termédiaire de la soupape de retenue. Lepiston 18 est attaqué par un tube de piston 23 qui s'étend au-delh d'une face du piston et pénètre dans la première chambre 19, l'extrémité arrière dudit tube 23 étant guidé avec étanchéité dans une ouverture ménagée dans le carter 15 et débouchant librement dans l'atmosphère. La première chambre 19 est reliée par l'intermédiaire d'un canal 25 ménagé dans le carter 15, à la conduite principale 13 de la figure 1. La tige de piston tubulaire 23 passe, sur l'autre côté du piston 18 par la seconde chambre 20 et elle coulisse avec étanché ité dans une owerture 26 ménagée dans la paroi 27 qui sépare la seconde chambre 20 d'une première chambre 28. La première chambre 28 est séparée par une autre paroi 29 d'une seconde chambre 30. A lors que la premièrec"nambre 28 est reliée par l'intermédiaire d'un canal 31 ménagé dans le carter, à la conduite de contrôle ou de commande 17 de la figure 1, la seconde chambre 30 est raccoriée, par 11 intermédiaire d'un canal 30' ménagé dans le carter, à la con duite de dérivation v 16 qui mène à la conduite de service 14 de la figure 1. Dans la paroi 29 du carter est ménagée l'ouverture 29' qui forme, dans la seconde chambre 30, un siège de soupape 32. La tige de piston tubulaire 23 passe avec son extrémité antérieure par l'ouverture 29', avec un certain jeu. L'extrémité antérieure de la tige tubulaire 23 est réalisée pour constituer un siège c. soupape 33. Dans la seconde chanbre 30 est. situé un plateau de sou pape 34 contre sequel prend appui un ressort 35. Le plateau de sou pape 34 forme avec le siège~de soupape 32 une soupape extérieure 32,34, et avec le siège de soupape 33 une soupape intérieure 33,34. Le piston 18 peut assumer deux positions qui. sont déterminées par les butées 36 et 36'. Dans la première positiondu piston 18, qui ressort de nc figure 2 et dans laquelle le piston porte contre la butée 36 la soupape intérieure 33,34 est fermée et.la soupape extérieure 32,34 est owerte, en sorte que la seconde chambre 30 est reliée à la première chambre 28, par l'intermédiaire du siège de soupape 32. Par 11 intermédiaire d'un canal ménagé dans le carter et d'une soupape 37', la seconde chambre de soupape 20 est reliée à une enceinte ou chambre (volume) 38 qui est reliée par l'intermédiaire d'une seconde soupape de retenue 39 et d'un canal 40 ménagé dans le carter, aux conduites de contrOle ou de commande 7,4 en parallèle à cette disposition, le volume 38 est relie d'une part, par l'intermédiaire d'une soupape 41 et d'un canal 42 ménagé dans le carter et pourvu d'une tuyère 1,43, avec un étranglement 3 l'at- mosphère, et, par ailleurs, par l'intermédiaire d'une soupape 44 et d'un canal 45 ménagé dans le bottier, à l'atmosphère, sans aucun étranglement.La soupape 41 est constituée par un piston 46 qui ferme un siège de soupape 47 Lzour séparer l'enceinte ou volume 38 de la tuyère 43. Le piston 46 limite une chambre 48 qui est reliée à la première chambre 28, par l'intermédiaire d'un canal 49 ménagé dans le carter. La soupape 44 comprend un piston 50 qui ferme le siège de soupape 51 pour isoler le volume 38 du canal 45. Le piston 50 limite une chambre qui se raccorde, dans le cas présent, directement à la seconde chambre 30. Le piston 50 est chargé, dans la direction d'ouverture de la soupape 44, par un ressort 52. La soupape 37' eit constituée par un plateau de soupape 53 qui est chargé, en direction de la fermeture de la soupape 37, par un ressort 54. Pour isoler le canal 36, le plateau de soupape 53 ferme un siège de soupape 55. Le plateau de soupape 53 est commandé, par l'intermédiaire d'une tige 56, par un piston 57 qui isole une chambre 58 du volume 38. La chambre 58 se raccorde à la seconde chambre 30. En fonctionnement normal, et lorsque le frein est desserré, ou pendant un freinage de service ou un freinage d'urgence, le système de surveillance 9 selon l'invention assume la position telle qu'elle ressort de la figure 2. Par l'intermédiaire de la conduite principale 13 et du canal 25, la chambre 19 est chargée avec de I 'air comprimé qui arrive, par l'intermédiaire de la soupape de retenue 22, également dans la chambre 20, en sorte que le piston 18 est chargé sur les deux faces et est déplacé, sous l'action de la force du ressort 21, jusqu'à la butée 36, position dans laquelle la soupape extérieure 32,34 est ouverte alors que la soupape intérieure 33,34 est fermée. Lorsque le robinet du mécanicien 1 est dans sa position de mise en service, la conduite 14, 16 est sous pression dont la valeur petit lettre égale à celle du réservoir principal. L'air comprimé arrive dans la chambre 30 et déplace le piston 57 dans la position terminale représentée, dans laquelle la soupape 37' est ouverte à l'encontre de la force exercée par le ressort 54. Par l'intermédiaire de la soupape 37' owerte, l'air comprimé passe, par la chambre 20 et le canal 37, dans la chambre qui détermine le volume 38. La pression qui regne dans la charre 30 assure que la soupape 44 reste fermée, à l'encontre de la force exercée par le ressort 52. Par l'intermédiaire de la chambre 28, l'air comprimé arrive d'une part dans la conduite 17 et de ce fait à la soupape de fermeture 12, et par ailleurs, par l'intermédiaire du canal 49, devant le piston 46, en sorte que la soupape 47 est fermée. Sous la pression qui règne dans la chambre 28, la soupape de fermeture se trouve dans sa position d'onverture, en sorte que la soupape de relais 8 est reliée à la conduite principale 13.La pression de con trolle 3u de commande du robinet du mécanicien i débouche, par lltn- termédiaire de la conduite 7 et du canal 40, à l'avant de la soupape de retenue 39 qui est chargée, dans la direction de son ouverture, par la pression qui règne dans la chambre 38. Si le frein est rempli en air comprimé, le niveau de pression de robinet du mécanicien détermine, par l'intermédiaire de la conduite 7 et du canal 40, le niveau de la pression qui regne dans la conduite principale, et, par voie de conséquence, dans les chambres 19, 20, ans les chambres 28, 30 t dans 11 enceinte ou cham38. Si 1'on opere un freinage normal déclenché par le robinet du mécanicien 1, ce dernier provoque, de manière connue, un abaissement de la pression dans la conduite de contrôle de commande 1, en sorte que la soupape de retenue 39 s'ouvre Jusqu' ce que la pression qui règne dans la c hare 38 soit abaissée au niveau de la pres-ics qui règne dant le conduite de commande de contrôle. En dehors de la soupape de retenue 39, aucune autre soupape du dispositif de surveillance selon l'invention n'est déplacée, car la chute de pression dans la chambre qui est: raccordée à la conduite prin cipale 13 suit la chute de pression dans la chambre 38 et, par voie de conséquence, également dans la chambre 20. Si le frein est à nouveau desserré par une manoeuvre appropriée du robinet du mécanicien 1, la pression de contrôle ou da command qui règne dans la conduite de contre ou de commande 7 est augmentée. LJair comprimé de contre ne peut toutefois pas passer par 15intermédiaire de la soupape de retenue fermée 39 dans la chambre 38 et de là, dans la chambre 20. Plus précisément lors saune opération de desserrage d'un frein, la pression qui règne dans le volume 38 est à nouveau augmentée grâce à la pression éle vée qui règne dans la conduite princ pale, dans la chambre 19 ainsi que dans la chambre 20, par l'intermédiaire de la soupape de retenue 22. Aussi bien- dans le freinage normal que dans le desserrage normal du frein, le piston 18 assume la position qui est présent tée dans la figure 2. Si une chute de pression intervint dans la conduite principale 13, sans que la pression qui regne dans la ccnduite de con trle ou de commande 7 baisse de façon correspondante, il ne peut s'agir que d'une chute de- pression extraordinaire, dfle à un freinage d'urgence opéré dans le train ou à un manque d'étanchéité non voulu au niveau li la conduite principale Dans le as d'une telle chute de pression imprévue dans la conduite principale 13, le piston 19 est déplacé vers la gau che (figure 2) jusqu'à la butée 36, sous l'action de la pression élevée qui règne dans la chambre 20, ce déplacement se faisant à 11 encontre de la force développée par le ressort 19.La soupape extérieure 32, 34 passe, sous l'effet du ressort 35, dans sa position de fermeture et, au cours du déplacement du piston vers la gauche, la soupape intérieure ?3, 34 passe dans sa position d'su- verture. La chambre 28 et la conduite 17 qui mène à la soupape de fermeture 8 sont désarmées, alors que la pression est maintenue dans la chambre 30. Du fait de la diminution de la pression qui rogne dans la chambre 28, la conduite principale est isolée de la soupape de -.-elais 8, en sorte que toute réalimentation de la conduite principale est empochée. En outre, la soupape 47 passe dans la position d'ouverture, en sorte que l'air comprimé qui se trouve dans la chambre 38 s'écoule par l'intermédiaire de la tuyère 43 vers l'atmosphère, selon une certaine fonction du temps. S'il s'agit d'un manque d'étanchéité temporaire de la conduite principale, le piston 18 est- renvoyé ns sa position de åepart , par la pression-croissante dans la conduite principale 13 si les pressions dans cette dernière et dans la chambre 20 sont à peu près similaires. La soupape extérieure 39, 34 est alors à nouveau ouverte et la soupape intérieure 33,34 est à nouveau fermée. La pression dans la chambre 28 croit à nouveau en sorte que la soupape 47 passe à nouveau dans sa position de fermeture ce qui interrompt toute autre évacuation de 11 enceinte 38. -Si toutefois le manque 6 étanchéité au niveau de la conduite principale 13 sus piste pendant une certaine durée, la pression qui règne dans la chambre 38 baisse si lentement que la pression dans la conduite de freins est abaissée à à peu près à 0 bar avant que soit à nouveau supprimée la fermeture par l'intermédiaire du piston 2-et sous l'action de la force du ressort 21. Si la fermeture du robinet du mécanicien 1 est opéré à bon escient, mais si le conducteur de la locomotive souhaite rapidement supprimer cette fermeture, ceci peut se faire par la suppression de la pression dans la conduite 14, ce qui s effectue automatiquement si l'on déclenche un freinage rapide ou si l'on manoeuvre pour une courte durée la poignée de ce robinet dans le sens de la fermeture. Par la suppressicl. de courte durée de la pression dans -la chambre 30, la soupape 44, est ouverte et la pression dans la chambre 38 ainsi que dans la chambre 20 peut etre réduite à la valeur nulle, grace à quoi le piston 18 est renvoyé dans sa position de départ, contre la butée 36. REVENDICAT IONS 1. Dispositif pour surveiller la conduite put bipale de freins à air comprimé de véhicules sur rails du type comportqnL un robinet de frein du mécanicien réalisé pour contrôler et maintenir la pression qui règne dans la conduite principale, ainsi qu'un dispositif de contrôle qui n'est sensible qu'à une chute de pression, caractérisé par le fait que le sispositif de centrt)le (9) commandé par la différence de pression entre la pression de la conduite principale et la pression de contrôle réglée par le robinet de freins du mécanicien (1) et servant à surveiller un dispositif de signalisation (32,34 ;; 33,34), est maintenu dans le cas du fonctionnement normai, dans l'une de ces positions, par la pression supérieure qui règne dans la conduite principale alors qu'à l'appa- rition dlun cas de secours ou d'urgence il est commuté par la pression supérieure Ge contrôle du robinet de freins du mécanicien, dans -son autre position dans laquelle ledit dispositif de contrôle fournit un signal de secours ou d'urgence. 2. Dispositif pour surveiller la conduite principale de freins à air comprimé selon la revendication I caractérisé par le fait que le dispositif de contre 0) est constitué par un piston(8) que la première chambre (19) située d'un côté du piston est reliée à la conduite principale (13) qui communique, par l'intermédiaire d'une première soupape de retenue (22) avec la seconde chanibre (20) située de l'autre côté du piston, et que ladite seconde chambre est reliée, par l'intermédiaire d'une seconde soupape de retenue (39), à la conduite de contrôle (4) du robinet de freins du mécanicien. 3. Dispositif pour surveiller la conduite principale de freins à air comprimé selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que le dispositif de signalisation (32,34 ; 33,34) est constitué, par une soupape double qui, en position normale du dispositif de contrôle ou de surveillance (3), relie une première chambre de soupape (28) reliée à l'alvmcIltation en air comprimé (2) dudit robinet de mécanicien (1) à une seconde chambre de soupape (30) et qui, en position de secours ou d'urgence ce, isole ladite première chambre de soupape de la seconde chambre de soupape et relie cette dernière à l'atmosphère pour l'émission d'un signal de secours ou d'urgence. 4. Dispositif pour surveiller la conduite principale de freins à air comprimé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la seconde chambre de soupape (30) est reliée me soupape d'arrêt (12 ) qui, lorsque la seconde chambre de soupape est vidée, isole la conduite principale (13) d1 une soupape de relais (8) qui surveille la pression qui règne dans la conduite principale et qui est contrôlée par ledit robinet du mécanicien (1). 5. Dispositif pour surveiller la conduite principale de freins à air comprimé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caract-=risé par le fait que la seconde chambre (20) située d'un côté du piston est reliée à une enceinte ou chambre reliée par l'intermédiaire d'une soupape (41) et d'une tuyère aval (43) à l'atmosphère, ladite soupape étant contrôlée par la pression qui règne dans la seconde chambre de soupape (30). 6. Dispositif pour surveiller la conduite principale de freins à air comprimé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le volume de cette enceinte (38) ^ st relié sans étranglement et par l'intermédiaire d'une soupape (44), à l'atmosphère, ladite soupape étant contrsrée par la pression qui règne dans la première chambre de soupape. 7. Dispositif pour surveiller la conduite principale de freins à air comprimé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le zait que ladite enceinte (38) est reliée à ladite seconde chambre (20) par l'intermédiaire dlune soupape (37) qui est contrôlée par la pression qui règne dans la première chambre de soupape(28).