Brevet FR2644419A1 — publié le 19900921

Cette invention se rapporte à un ensemble de freinage ferroviaire, et plus particulièrement, à un ensemble de freinage comprenant un système de freinage manuel et un système de freinage de service. L'invention est applicable à de tels systèmes de freinage qu'ils soient pneumatiques, à dépression ou électro- pneumatiques. Avec de tels systèmes de freinage, il s'avère possible, pour un train de wagons équipés de ceux-ci, d'être mis en marche bien que l'ensemble de freinage à main d'un ou de plusieurs wagons soit encore en fonctionnement. Dans cette hypothèse, il peut arriver que des 'plats" se forment dans les roues de freinage manuel du train. La formation de ces "plats" est un inconvénient très coûteux à réparer, et de plus peut conduire à détériorer le chemin de roulement. Des moyens pour empêcher le mouvement d'un train dont le frein à main d'au moins un des wagons est encore en fonctionnement, sont par conséquent très souhaitables. C'est ce que procure la présente invention, en assurant que les freins de service de tous les wagons du train soient en fonctionnement (et ne peuvent être pleinement relachés) tant que le système de freinage manuel de n'importe lequel des wagons du train est en fonctionnement. Selon ce qui précède, la présente invention procure un ensemble de freinage ferroviaire comprenant un système de frein à main et un système de frein de service dans lequel le système de frein à main est interverrouillé au frein de service de telle façon que la manoeuvre du système de frein à main neutralise le système de frein de service pour un relâchement complet de freinage et le neutralise également pour une remise en pression tant que le système de frein à main n'a pas été libéré. Le système de freinage ferroviaire peut être pneumatique, à dépression ou électro-pneumatique. Le couplage peut être effectué par couplage -2- mécanique du frein à main, à travers une valve de commande de fluide contrôlant le degré de reléchement et de remise en pression du système de freinage de service. La valve de commande de fluide, peut avoir deux positions et trois orifices, et le système de freinage de service, peut alors comprendre un réservoir auxiliaire, le premier orifice ou entrée étant connecté au réservoir auxiliaire, le second orifice ou sortie étant relié à la mise à l'air, et le troisième orifice ou sortie étant connectable à l'un ou l'autre du premier ou du second orifice selon que la valve est dans sa première ou dans sa secondé position. La liaison du réservoir auxiliaire au premier orifice de la valve de contrôle de fluide peut comprendre un réducteur à étranglement. La valve de commande de fluide peut constituer une première valve avec l'ensemble de freinage, comprenant alors une seconde valve de commande et un cylindre de frein à pression de fluide, la seconde valve fonctionnant entre une première position dans laquelle le cylindre de frein est mis à l'air et une seconde position dans laquelle il est déconnecté de l'atmosphère. Dans ce cas, la seconde valve peut comprendre un piston à pression différentielle de fluide par lequel la seconde valve peut être déplacée depuis sa première vers sa seconde position ou inversement, et une face de ce piston peut être connectée via une sortie de la seconde valve, à la troisième sortie de la première valve. La liaison de la seconde valve à l'atmosphère peut être réalisée de préférence au travers d'une soupape d'échappement, qui retient une pression prédéterminée dans le cylindre de frein dont la pression est notablement inférieure à celle qui permet une totale application du freinage, mais également notablement supérieure à la pression de l'air libre, la pression prédéterminée se situe typiquement à 1.7 bar. La seconde valve, lorsqu'elle existe, peut présenter une sortie reliée à travers une liaison de dérivation au conduit de cylindre de frein par laquelle la pression est transmise -3- reliée & travers une liaison de dérivation au conduit de cylindre de frein par laquelle la pression est transmise de et vers le cylindre de frein, cette conduite de dérivation comprenant un robinet par lequel la seconde valve peut être isolée du cylindre de frein. L'ensemble de freinage peut être équipé d'une valve supplémentaire de commande de fluide et comprendre une conduite de frein, valve fonctionnant entre une première et une seconde position dans laquelle la conduite de frein est déconnectée de l'atmosphère. Cette valve supplémentaire de commande de fluide peut comprendre un piston à pression différentielle de fluide par lequel la valve supplémentaire de commande de fluide peut être déplacée de sa première à sa seconde position et vice et versa. Dans ce cas, une des faces du piston peut être reliée via une sortie de la valve supplémentaire de com- mande de fluide, à la troisième sortie de la valve de commande de fluide mentionnée en premier. La valve sup- plémentaire de commande de fluide peut posséder une sortie connectée à la conduite de frein et cette liaison peut comprendre une vanne par laquelle la valve supplé- mentaire de commande de fluide peut être isolée de la conduite de frein. Cette valve supplémentaire de commande de fluide peut posséder trois orifices dont l'un est la sortie reliée au conduit de frein, le seconde une sortie connectée à l'atmosphère et le troisième une sortie connectée aux autres ensembles de commande de freins, la valve supplémentaire de commande de fluide étant déplaçable de sa première position dans laquelle l'une desdites sorties est connectée à ladite seconde sortie à sa seconde position dans laquelle l'une des dites sorties est connectée au troisième orifice. La liaison de la sortie au conduit de frein peut comprendre une valve d'arrêt d'urgence. Les différents modes d'exécution de la présente invention seront maintenant décrits plus en détail à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins -4- accompagnants dans lesquels: La fig.l est une vue schématique de l'un des modes d'exécution de l'invention. À La fig. 2 est une vue schématique montrant des modifications du mode représenté sur la figure 1. La fig. 3 est une vue schématique montrant un mode d'exécution alternatif. En référence à la figure 1, il a été représenté ici un système pneumatique de freinage ferroviaire auquel s'applique la présente invention. La partie conventionnelle du système de freinage comprend une conduite 1 de frein normalement sous pression, dont la réduction de la pression pneumatique commande le fonctionnement d'un distributeur 2 qui alimente en air comprimé un réservoir auxiliaire -3 qui fournit la pression au cylindre 4 de frein en vue d'actionner les freins (non représentés). De la même manière, le ré-établissement de la pression pneumatique- dans la conduite 1 de frein actionne le distributeur 2 pour vider le cylindre 4 et relicher les freins. En dérivation à la liaison entre le réservoir auxiliaire 3 et le distributeur 2 existe un conduit 10 incorporant un réducteur de pression 11 à étranglement qui permet d'éviter la décharge complète du réservoir auxiliaire, en cas de rupture en aval du réducteur 11. Le conduit 10 mène à une valve de commande de fluide dite de verrouillage 12 à trois orifices (14,15,16) et à deux positions qui est couplée mécaniquement à un -frein à main (non représenté) par un levier 13 de commande de valve. Le conduit 10 est connecté au premier orifice 14 des trois orifices de la valve 12, le second orifice est une sortie d'échappement 15 ouverte à l'atmosphère et le troisième orifice est la sortie 16 qui est une sortie commune reliée, dans l'une des deux positions de la valve 12, avec le premier orifice 14, et dans la seconde position de la valve 12, avec la seconde sortie 15. La sortie commune 16 de la première valve 12 est - connectée par une branche de dérivation 17, d'une part vers une face d'un piston 18 à pression différentielle de fluide d'une seconde valve 19 actionnée par piston et d'autre part, vers une face d'un piston 20 & pression différentielle de fluide d'une valve supplémentaire 21 actionnée par piston. Les valves 19 et 21 sont également, toutes deux, des valves & trois orifices et à deux positions. Des trois orifices de la valve 19, le premier est une sortie 22 fermée, le second orifice est une sortie 23 ouverte a l'atmosphère par le conduit 25 et la soupape de sécurité 26 réglée & 1.7 bar, et le troisième orifice 24 est un orifice commun en communication, dans une position de la valve 19, avec la sortie 22 et dans l'autre position de la valve 19, avec la sortie 23. L'orifice commun 24 communique avec un conduit 27 dérivé de la liaison hydraulique du cylindre de frein entre le distributeur 2 et le cylindre de frein 4 de la partie conventionnelle du système de freinage. Ce conduit 27 comprend une vanne d'arrêt scellée 28 au moyen de laquelle la valve 19 peut être isolée si nécessaire. Des trois orifices de la valve 21, le premier est une sortie 29 fermée, le deuxième orifice est une sortie en communication avec l'atmosphère, et le troisième orifice 31 est un orifice commun en communication dans une position de la valve 21 avec la sortie 29 et dans l'autre position de la valve 21 avec la sortie 30. L'orifice commun 30 est relié par un conduit 32 de dérivation avec la conduite 1 de frein de la partie conventionnelle du système de freinage et comprend une vanne d'arrêt scellée 33 au moyen de laquelle la valve 21 peut être isolée si nécessaire. Fonctionnement Quand le frein à main (non représenté), est manoeuvré pour serrer les freins, par son interver- rouillage mécanique au levier 13, la valve de verrouil- lage 12 est actionnée dans la position représentéee en -6- ligne continue sur la figure 1, position dans laquelle la sortie 16 est reliée & l'orifice 14. Ainsi, la pression pneumatique contenue dans le réservoir 3 est acheminée au travers de la valve 12 au conduit 17. La pression ainsi générée dans le conduit 17 sera donc appliquée aux pistons 18 et 20 des valves 19 et 21 pour les amener (contre l'action appropriée du ressort de rappel) dans l'une des positions de ces deux valves dans laquelle la liaison représentée en traits continus sur la figure 1 est établie, c'està-dire que l'orificie 24 de la valve 19 est connecté à la sortie 23 et que l'orifice 31 de la valve 21 est relié à la sortie 30. Considérant, tout d'abord, le fonctionnement de la valve 21, la liaison de ses orifices 31 et 30 met la conduite 1 de frein à l'air libre. Cette décharge générera d'abord un bruit considérable indiquant que le frein à main a été manoeuvré, et, ensuite, provoquera l'action totale des freins de tous les autres wagons de tout le train de wagons dans lequel est placé un wagon possédant la présente invention et dont le frein à main est manoeuvré. Cependant, pour le wagon dans lequel le frein à main est actionné, le fonctionnement de la valve 19 décrit ci-dessus ouvrira à l'atmosphère la liaison entre le distributeur 2 et son cylindre de frein 4, au travers des orifices 23 et 24, le conduit 25 et la soupape de sécurité 26. De ce fait, sur ce seul wagon le degré d'application pneumatique de ses freins (non représentés), sera limité à l'équivalent de 1.7 bar, correspondant au réglage de la soupape de sécurité 26. En conséquence, cette limitation du degré de pression pneumatique appliquée aux freins neutralise la force d'application du frein à main et la force pneumatique. On verra, de ce fait, que la manoeuvre du frein à main sur l'un des wagons d'un train engendre une action pneumatique sur les freins de chacun des wagons du train. Le déplacement du wagon, même avec la seule action du frein à main, sera de ce fait évitée. -7- De plus, si le conducteur tente de déserrer les freins en remettant sous pression la conduite i de frein, ceci sera non seulement empêché par la mise à l'air de la conduite de frein & travers la valve 21, mais chaque tentative de ce type attirera l'attention sur le fait que, pour ce wagon, le frein à main est encore en service en raison du bruit de l'air comprimé de la conduite 1 de frein se déchargeant à l'atmosphère à travers la valve 21 sur ce wagon. Plus tard, lorsque le frein & main sera relache, la valve 12 basculera dans la seconde de ses deux positions dans laquelle la liaison permanente des orifices 14 et 16 sera coupée et la liaison entre les orifices 15 et 16 représentée en pointillé sur la figure sera établie. Dans cette position de la valve à verrouillage 12 les volumes au dessus des pistons 18 et 20 dans les valves respectives 19 et 21 seront evacués par la sortie d'échappement 15 de la valve 12. Ainsi, les valves 19 et 21 basculeront dans leur autre position par l'action de leur ressort de rappel respectif. Dans cette autre position de la valve 19, la liaison du cylindre de frein 4 à l'atmosphère via les orifices 23 et 24 de la valve 19 sera refermée et l'orifice 24 sera relié à la sortie obturée 19. En conséquence, le cylindre de freinage 4 peut être mis en pression & partir du réservoir auxiliaire 3 pour l'action pneumatique des freins (non représentés). De façon similaire, la valve 21 basculera également dans son autre position sous l'effet de son ressort de rappel pour déconnecter l'orifice 31 de la sortie 30, interrompant ainsi la liaison entre la conduite 1 de frein et l'atmosphère, et réalisera la liaison représentée en pointillé de l'orifice 31 à la sortie obturée 29. Ainsi, la conduite 1 de frein peut maintenant être mise en pression pour effectuer la libération pneumatique des freins des autres wagons du train via les distributeurs respectifs de ces autres wagons du train. Tous les freins du train étant alors desserrés, le train peut être déplacé. Passant maintenant à la figure 2, le système repré- senté ici est identique à celui de la figure 1, à l'exception de deux modifications qu'il est donc de ce fait nécessaire de décrire ici. La première modification concerne la sortie 29 de la valve 21 qui n'est plus maintenant une simple sortie obturée, mais une sortie connectée à un autre équipement de commande tel une détection conventionnelle dite de la "boite chaude". La seconde modification concerne le conduit 32 entre la conduite 1 de frein et la valve 21 qui comprend également une valve d'urgence 34 par laquelle dans son état de condition normale la conduite 1 de frein est reliée par le conduit 32 à l'orifice 31 de la valve 21 mais qui peut être manoeuvrée pour connecter la conduite 1 de frein via le conduit 32 à l' atmosphère par la sortie d'évacuation 35 de la valve 34. Dans certains systèmes ferroviaires de freinage, des robinets d'isolement peuvent être insérés pour permettre l'isolation hydraulique du distributeur 2 dans l'éventualité du remplacement d'un distributeur défectueux. En utilisant le système représenté sur les figures 1 et 2, la présence d'un tel robinet d'isolement, dans l'éventualité o il serait actif, rendrait inopérant le système représenté ici car le robinet d'isolement déchargerait le réservoir auxiliaire 3, et empêcherait ainsi sous l'action de la valve 21 de décharger la conduite 1 de frein en effectuant l'actionnement pneumatique des freins des autres wagons du train. Pour remédier aux inconvénients des ensembles ayant de tels robinets d'isolement, l'ensemble de la figure 3 à été imaginé. Dans cet ensemble la valve à verrouillage 12 est encore une valve & deux positions mais possède maintenant cinq orifices. En plus des orifices 14, 15 et 16 décrits précédemment, sont prévus deux orifices additionnels 41 et 42: l'orifice 41 qui est une sortie obturée et l'orifice 42 relié en dérivation à la sortie 32 en aval de la valve d'urgence 34. La valve 19 existe toujours, mais on notera que la valve 21 a été retirée. Fonctionnement L'ensemble de la figure 3 fonctionne comme suit. Supposons d'abord que le distributeur 2 soit en fonctionnement et que son robinet d'isolement (non représenté) n'ait pas été actionné. Dans ce cas le réservoir auxiliaire 3 est mis en pression. Si maintenant le frein à main est manoeuvré, la valve de verrouillage 12 sera actionnée comme précédem- ment dans la première de ses positions représentée par les liaisons en traits pleins. Dans cette position de la valve 12 ainsi que représenté sur la figure 3, la conduite 1 de frein sera déchargée via le conduit 32, la vanne 33, la valve d'urgence 34, le conduit 43, les sorties 42 et la sortie d'échappement 15 de la valve 12. La décharge de la conduite 1 de frein provoquera le serrage pneumatique des freins de tous les wagons du train. Cependant, et à nouveau sur le wagon à partir duquel le frein manuel a été manoeuvré, la pression du réservoir auxiliaire 3 sera appliquée via les orifices 14 et 16 de la valve 12, au piston 18 de la valve 19. De nouveau, comme représenté sur la figure 3, le cylindre de frein 4, du wagon dont le frein à main a été actionné, verra sa pression maintenue à 1,7 -bar par la soupape de décharge de sécurité 26. Cependant, si la soupape d'arrêt (non représentée) a été actionnée pour isoler le distributeur 2 sur ce wagon o le frein à main a été manoeuvré, tandis que la valve de verrouillage 12 (comme précédemment) est - 10 - mécaniquement actionnée pour connecter la conduite 1 de frein à l'atmosphère, effectuant ainsi la décharge de la conduite i de frein pour actionner pneumatiquement les freins de tous les autres wagons du train, le distributeur 2 du wagon dont le frein à main a été manoeuvré, ne sera pas actionné. Cependant, par le précédent fonctionnement de la soupape d'arrêt du distributeur (non représentée) le réservoir auxiliaire 3 du wagon dont le frein à main a été manoeuvré, aura déjà été vidé par l'action de la soupape d'arrêt. Ainsi, les freins (non représentés) sur ce wagon particulier ne pourront être manoeuvrés pneuma- tiquement, mais ceci sera de moindre conséquence pour la totalité du train puisque le frein à main de ce wagon a été manoeuvré et que les freins de chacun des autres wagons ont été serrés pneumatiquement. Lorsque le frein à main est éventuellement relâché, la valve 12 sera actionnée par son ressort de rappel dans l'autre de ses positions dans laquelle les liaisons établies par les valves 12 et 19 sont celles représentées en pointillés sur la figure 3. Une telle action de la valve 12 déconnectera la conduite 1 de frein de la sortie d'échappement 15 et reliera à la place le conduit 17 via la sortie 16 à la sortie d'échappement 15. Une telle liaison du conduit 17 évacuera la chambre supérieure du piston 18 de la valve 21 pour permettre au ressort de rappel de le ramener dans son autre position dans laquelle la liaison du cylindre de frein 4 à l'atmosphère via le conduit 17 et la soupape de sécurité 18 est interrompue pour être remplacée par la liaison à la sortie obturée 22. Dans toute la description des modes d'exécution qui précède, la partie conventionnelle du système de frei- nage est celle d'un système de freinage pneumatique, mais il est clair que la présente invention peut égale- ment être appliquée à un système de freinage à dépres- sion, ou encore à un système de freinage électro-pneuma- - 11 - tique en utilisant des circuits électriques équivalents aux circuits pneumatiques décrits ci-dessus. - 12 - REVENDICATIONS 1. Ensemble de freinage ferroviaire comprenant un système de frein à main et un système de freinage de service, caractérisé en ce que le système de freinage à main est interverrouillé au système de freinage de service de telle façon que la manoeuvre du système de frein à main neutralise le système de frein de service pour un relâchement complet de freinage et le neutralise également pour une remise en pression tant que le système de frein à main n'a pas été libéré. 2. Ensemble de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'interverrouillage est effectué par un interverrouillage mécanique du système de freinage à main avec une valve de commande de fluide (12) contrôlant le degré de libération et de remise en pression du système de freinage de service. 3. Ensemble de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valve de contrôle de fluide (12) possède deux positions et trois orifices (14,15 et 16), et en ce que le système de frein de service comprend un réservoir auxiliaire (3), le premier des orifices (14) étant connecté au réservoir auxiliaire (3), le second est une sortie (15) ouverte à l'atmosphère, et le troisième étant une sortie (16) connectable à l'une ou l'autre des premier ou second orifices selon que la valve (12) est dans sa première ou dans sa seconde position. 4. Ensemble de freinage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la valve de commande de fluide (12) est une première valve et en ce que le système de freinage comprend une seconde valve de commande de fluide (19) et un cylindre de frein (4) à pression de fluide, la seconde valve (19) étant actionnée entre une première position dans laquelle le cylindre de frein (4) est relié à l'atmosphère et une seconde position dans laquelle il est déconnecté de l'atmosphère. - 13 - 5. Ensemble de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la seconde valve (19) comprend un piston à pression différentielle de fluide (18) par lequel la seconde valve peut être déplacée de sa première à sa seconde position et inversement. 6. Ensemble de freinage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une face du piston (18) est connec- tée à la sortie 16 de la première valve. 7. Ensemble de freinage selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la liaison de la seconde valve 19 à l'atmosphère se fait au travers d'une soupape de sécurité 26 qui retient une pression prédéterminée dans le cylindre 4 de frein, laquelle pression est substantiellement inférieure à celle nécessaire pour effectuer une pleine application du freinage, mais aussi substantiellement supérieure à celle de l'atmosphère. 8. Ensemble de freinage selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le système de freinage comprend une valve supplémentaire (21) de commande de fluide, et un conduit (32) de frein, la valve supplémentaire (21) de commande de fluide étant actionnée entre une première position dans laquelle le conduit de frein (32) est relié à l'atmosphère et une seconde position dans laquelle le conduit de frein est déconnecté de l'atmosphère. 9. Ensemble de freinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la valve supplémentaire (21) de commande de fluide comprend un piston (20) à pression différentielle de fluide par lequel la valve supplémentaire (21) de commande de fluide peut être déplacée de sa première à sa seconde position et inversement. 10. Ensemble de freinage, selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une face du piston supplémentaire (20) de commande de fluide est connectée à la troisième sortie (16) de la valve de commande de fluide (12) - 14 - mentionnée en premier lieu et caractérisé en ce que la valve supplémentaire (21) de commande de fluide possède trois orifices dont le premier (31) est l'orifice connecté au conduit de frein (32), le second une sortie (30) connectée à l'atmosphère et le troisième une sortie (29) connectée aux autres composants de commande du système de freinage, la valve supplémentaire (21) de commande de fluide étant déplaçable de sa première position dans laquelle ledit premier orifice (31) est connecté à ladite seconde sortie (30), à sa deuxième position dans laquelle, ledit premier orifice (31) est connecté à la troisième sortis (29).