Brevet FR3006974A1 — publié le 20141219

Agencement de vanne pour le remplissage commandé d'un réservoir dans un système de frein pneumatique d'un véhicule ferroviaire L'invention concerne un agencement de vanne pour le remplissage commandé d'un réservoir d'air comprimé provenant d'un conduit principal d'air d'un système de frein pneumatique d'un véhicule ferroviaire, comprenant une vanne d'alimentation en air, qui est pilotée pneumatiquement, qui est reliée du côté de la pression d'alimentation au conduit principal d'air, qui est logée dans un boîtier de vanne, qui est raccordée du côté du conduit de travail au réservoir et dont le piston d'actionnement est soumis dans le sens de fermeture de la vanne à la pression du réservoir à l'encontre de la force d'un ressort d'ouverture, dans lequel parallèlement à la vanne d'alimentation en air est disposé un alésage de dérivation pour la liaison étranglée en permanence du réservoir au conduit principal d'air. L'invention concerne, en outre, également une vanne de commande à trois pressions pour un système de frein pneumatique d'un véhicule ferroviaire ayant un agencement de vanne de ce genre. Le domaine d'utilisation de l'invention s'étend à la construction de véhicules ferroviaires. Si l'on doit desserrer les freins sur un train équipé d'un système de frein à conduit agissant indirectement de façon pneumatique, il se pose en même temps deux problèmes pneumatiques. D'une part, le niveau de pression dans le conduit principal d'air menant au train doit être élevé, d'autre part, le réservoir prévu habituellement par voiture doit être rempli par le conduit principal d'air. Le premier provoque le desserrement proprement dit du frein par le fait que les vannes de commande prévues dans chaque voiture interprètent la pression croissante dans le conduit principal d'air comme une information de desserrage. Le dernier est nécessaire pour fournir une réserve de pression pour les opérations de freinage venant ensuite, puisque le cylindre de frein fournit l'air comprimé nécessaire à la production de la force de freinage à partir des réservoirs. Est à la disposition du train comme source d'air comprimé un compresseur, qui habituellement est disposé dans la locomotive à la pointe du train. On ne peut tolérer un retour de l'air comprimé du réservoir dans le conduit principal d'air à quelque instant que ce soit. Notamment, dans des trains longs ayant de grands réservoirs à remplir, les réservoirs prélèvent une quantité d'air si grande du conduit principal d'air que l'établissement de la pression s'en trouve ralentie et qu'ainsi le temps de desserrage des freins est augmenté. Pour minimiser cet effet, le remplissage des réservoirs s'effectue le plus souvent de manière commandée, de façon à diminuer le temps de desserrage, tout en assurant l'inépuisabilité, donc un niveau toujours suffisant des réservoirs pour des freinages à venir. Le DE 1 064 092 A expose une solution technique, par laquelle un remplissage de ce genre d'un réservoir s'effectue à partir du conduit principal d'air par une liaison ouverte en permanence et ayant une section transversale d'étranglement et, en outre, par une deuxième liaison étranglée, qui est ouverte par un organe de contrôle, lorsque la pression dans le réservoir devient inférieure à une pression limite. L'organe de contrôle est constitué d'une vanne d'alimentation en air et d'un piston qui l'actionne. Le piston est soumis en permanence à l'action d'un ressort d'ouverture. L'arrivée d'air comprimé se divise avant la vanne d'alimentation en air en deux rameaux, dont seul 5 l'un deux est contrôlé par la vanne d'alimentation en air. La liaison ouverte en permanence sous la forme d'un alésage de dérivation a une section transversale d'étranglement. Les deux rameaux de conduit se réunissent à nouveau après la vanne et se terminent au réservoir. Un 10 clapet antiretour monté à cet endroit dans le conduit d'entrée au réservoir permet d'obtenir un courant d'air comprimé seulement dans le sens allant vers le réservoir. Du DE 1 198 400 A, ressort une vanne de commande à trois pressions pour un système de frein pneumatique d'un 15 véhicule ferroviaire ayant un agencement de vanne intégré du type décrit précédemment. L'agencement de vanne servant d'organe de contrôle constitue une vanne de sécurité, qui, lorsque est atteinte une pression se trouvant un peu en dessous de la pression de régulation 20 dans le conduit principal d'air, étrangle en fonction de cette pression la section transversale de passage en direction des réservoirs. Pendant le desserrage des freins, de l'air comprimé pénètre du conduit principal d'air dans les réservoirs, 25 l'air comprimé du trajet étranglé étant mis à disposition par l'alésage de dérivation, ainsi que du trajet moins étranglé par la vanne d'alimentation en air. Si la pression, qui agit sur le côté inférieur du piston actionnant la vanne d'alimentation en air et qui 30 correspond à la pression dans le réservoir, dépasse une valeur limite donnée à l'avance par le ressort d'ouverture, le piston comprime le ressort d'ouverture, de sorte que la vanne d'alimentation en air arrive dans sa position de fermeture. L'alimentation en air comprimé du réservoir ne continue à s'effectuer alors que de manière étranglée par l'alésage de dérivation. Un retour d'air comprimé du réservoir en direction du conduit 5 principal d'air est empêché par un clapet antiretour intégré dans la voie de liaison. Comme la pression limite déclenchant la fermeture de la vanne d'alimentation en air est déterminée par le ressort d'ouverture, des tolérances des pièces petites dans la 10 partie de l'actionnement de la vanne d'alimentation en air sont nécessaires pour une commande précise. A des intervalles de temps réguliers, il faut dans le cadre d'un entretien contrôler, en outre, si la pression de commutation de la vanne d'alimentation en air s'est 15 modifiée au cours du temps. Il faut effectuer, le cas échéant, un changement du ressort. La présente invention vise à perfectionner encore un agencement de vanne du type mentionné ci-dessus, de manière à ce que la pression limite puisse être réglée 20 sans entretien, d'une façon simple avec une grande précision. On y parvient par un agencement de vanne pour le remplissage commandé d'un réservoir d'air comprimé provenant d'un conduit principal d'air d'un système de 25 frein pneumatique d'un véhicule ferroviaire, comprenant une vanne d'alimentation en air, qui est pilotée pneumatiquement, qui est reliée du côté de la pression d'alimentation au conduit principal d'air, qui est logée dans un boîtier de vanne, qui est raccordée du côté du 30 conduit de travail au réservoir et dont le piston d'actionnement est soumis dans le sens de fermeture de la vanne à la pression du réservoir à l'encontre de la force d'un ressort d'ouverture, dans lequel parallèlement à la vanne d'alimentation en air est disposé un alésage de dérivation pour la liaison étranglée en permanence du réservoir au conduit principal d'air, caractérisé en ce que le ressort d'ouverture de la vanne d'alimentation en air coopère, pour le réglage de la valeur limite de la pression, avec un mécanisme de précontrainte pouvant être actionné progressivement de l'extérieur. L'avantage de la solution suivant l'invention réside, notamment, dans le fait que le point de commutation peut être réglé exactement et indépendamment de tolérances de fabrication par le mécanisme de précontrainte progressivement. Dans un convoi de train, on peut ainsi minimiser la dispersion des points de commutation. Cela donne un comportement de desserrage homogène sur tout le train, ce qui est avantageux. Par le mécanisme de réglage suivant l'invention, on peut, pendant le fonctionnement, en cas de remise en état ou d'autres travaux d'entretien, réagir par un réglage simple à des modifications de la pression de commutation. Des modifications de la pression de commutation se produisent, par exemple, en réglant le ressort ou par usure. On peut aussi songer à une adaptation simple de la pression de commutation sur des configurations de train déterminées pendant le fonctionnement d'une voiture. Si on utilise en permanence les mêmes voitures dans des convois de train de même longueur, l'optimisation de leur point de commutation est utile pour réduire les temps de desserrage avec précision pour chaque cas de fonctionnement. Les avantages mentionnés ont globalement pour résultat de minimiser les temps de desserrage, sans mettre en danger le critère de l'épuisabilité. Un train, qui, en raison du fonctionnement, s'arrête après un freinage complet, peut ainsi poursuivre son chemin après un temps d'arrêt très court. En outre, la vérification des freins, qui doit être effectuée souvent avant le départ, est écourtée. De plus, des freinages réguliers peuvent être effectués plus précisément, ce qui évite des réductions de vitesse intempestives en contribuant à économiser de l'énergie. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le mécanisme de précontrainte comprend une vis de réglage, qui agit sur le ressort d'ouverture du côté frontal 10 opposé au piston, pour le tendre ou le détendre en vissant ou desserrant la vis de réglage. Cela peut s'effectuer, de préférence, de l'extérieur du boîtier de la vanne par une poignée formée dans la partie de la tête de vis de réglage. La poignée peut être constituée, par 15 exemple, sous la forme d'un levier de pivotement ou d'une roue tournante, pour autoriser un actionnement manuel ergonomique de la vis de réglage. Suivant un autre perfectionnement de l'invention, il est proposé, en outre, d'associer à la vis de réglage une 20 échelle de lecture pour s'informer de la valeur limite de la pression qui a été réglée. L'échelle de lecture peut être formée, par exemple, en forme d'arc ou en forme de cercle autour de la vis de réglage sur le boîtier de la vanne sous la forme d'une échelle à trait munie de 25 chiffres, qui correspond à une entaille indicatrice de la vis de réglage. Certes, l'échelle de lecture pourrait illustrer aussi une valeur de précontrainte du ressort d'ouverture, mais il est particulièrement avantageux que la valeur limite de pression ainsi réglée soit visible 30 directement sur l'échelle de lecture. Suivant une autre mesure perfectionnant l'invention, il est proposé qu'un disque de butée disposé dans un alésage cylindrique du boîtier de vanne soit disposé entre la vis de réglage et le côté frontal associé du ressort d'ouverture. Par le disque de butée, on peut ménager d'une manière simple la liaison mécanique entre la vis de réglage et le ressort d'ouverture et le disque de butée est guidé axialement le long du trajet de réglage d'une manière simple dans l'alésage cylindrique du pilotage de la vanne d'alimentation en air du réservoir. De préférence, la vanne d'alimentation en air coopérant avec le mécanisme de précontrainte, faisant l'objet de l'invention, du ressort d'ouverture est constituée d'un siège de vanne formé dans le boîtier de vanne et coopérant avec une tête de vanne constituée de son côté d'un poussoir de piston. Le poussoir du piston est, de préférence, mis sur un piston qui est constitué sous la forme d'un piston en membrane et qui, dans cette mesure, n'a pas de perte de débordement dans la partie d'une étanchéité dynamique, qui serait sinon nécessaire. Globalement, la vanne d'alimentation en air est constituée ainsi d'une manière robuste et prenant peu de place et peut s'intégrer d'une façon simple directement dans un boîtier d'une vanne de commande à trois pressions. Le poussoir de piston est, de préférence, coaxial au piston. Pour empêcher un retour de l'air 25 comprimé du réservoir au conduit principal d'air, il est monté un clapet antiretour dans la liaison entre la vanne d'alimentation en air et le réservoir. Le clapet antiretour peut être constitué sous la forme d'un obturateur, qui est soumis à l'action d'un ressort et qui 30 vient sur un siège de vanne du côté du boîtier. L'invention vise aussi une vanne de commande à trois pressions pour un système de frein pneumatique d'un véhicule ferroviaire, comprenant une vanne de commande réglant l'alimentation en pression d'un cylindre de frein à partir de la pression d'un réservoir en fonction de la pression dans un conduit principal d'air, dans laquelle, pour le remplissage commandé d'un réservoir par de l'air comprimé provenant du conduit principal d'air, il est prévu un agencement de vanne suivant l'invention. D'autres mesures améliorant l'invention seront décrites d'une manière plus précise dans ce qui suit au moyen des figures conjointement avec la description d'un exemple de 10 réalisation préférée de l'invention. Aux dessins la figure 1 est une représentation schématique d'une vanne de commande à trois pressions pour un système de frein pneumatique d'un véhicule ferroviaire, et 15 la figure 2 est une représentation schématique d'un agencement de vanne qui y est intégrée pour le remplissage commandé du réservoir. Suivant la figure 1, une vanne de commande à trois pressions d'un système de frein pneumatique, qui n'est 20 pas autrement représenté, d'un véhicule ferroviaire comprend une vanne St de commande, qui provoque une alimentation en pression d'un cylindre B de frein à partir de la pression d'un réservoir R en fonction de la pression dans un conduit HL principal d'air. Pour le 25 remplissage commandé du réservoir R par de l'air comprimé provenant du conduit HL principal d'air, il est prévu, outre la vanne St de commande, un agencement V de vanne. Suivant la figure 2, l'agencement de vanne pour le remplissage commandé du réservoir R est constitué 30 essentiellement d'une vanne 2 d'alimentation en air, qui est logée dans un boîtier 1 de vanne et qui est raccordée au réservoir R du côté du conduit de travail par un clapet 3 antiretour. Le clapet 3 antiretour empêche un retour de l'air comprimé du réservoir au conduit HL principal d'air. Un piston 4 d'actionnement de la vanne 2 d'alimentation en air est soumis, dans le sens de fermeture de la vanne, à la pression de réservoir R à l'encontre de la force d'un ressort 5 d'ouverture. Parallèlement à la vanne 2 d'alimentation en air, est prévu un alésage 6 de dérivation pour la liaison étranglée en permanence du réservoir R avec le conduit HL principal d'air. Un siège 7 de la vanne 2 d'alimentation en air est formé dans le boîtier 1 de la vanne et coopère avec une tête 9 de vanne constituée du côté d'un poussoir 8 de piston. Le poussoir 8 de piston est coaxial au piston 4 de la vanne 2 d'alimentation en air. Le ressort 5 d'ouverture de la vanne 2 d'alimentation en air est pourvu, sous la forme d'une vis 10 de réglage, d'un mécanisme de précontrainte, qui peut être actionné progressivement de l'extérieur et par lequel la valeur limite de la pression de la vanne 2 d'alimentation en air peut être réglée. A cette fin, la vis 10 de réglage agit sur le ressort 5 d'ouverture du côté frontal opposé au piston 4. A cet effet, il est monté dans un alésage 11 cylindrique du boîtier 1 de vanne, dans lequel le piston 4 peut coulisser aussi axialement, un disque 12 de butée, qui est disposé entre l'extrémité distale de la vis 10 de réglage et le côté frontal associé du ressort 5 d'ouverture. La vis 10 de réglage peut être réglée de l'extérieur du boîtier 1 de la vanne par une poignée 13 qui y est formée et qui ici a la forme d'une poignée tournante. Une échelle 14 de lecture sert à donner l'information sur la valeur limite de la pression réglée instantanément. Enumération des repères 1 Boîtier de la vanne 2 Vanne d'alimentation en air 3 Clapet antiretour 4 Piston d'actionnement 5 Ressort d'ouverture 6 Alésage de dérivation 7 Siège de la vanne 8 Poussoir du piston 9 Tête de la vanne 10 Vis de réglage 11 Alésage cylindrique 12 Disque de butée 13 Poignée 14 Echelle de lecture HL Conduit principal d'air R Réservoir B Cylindre de frein St Vanne de commande (à trois pressions) V Agencement de vanne 0 Mise à l'atmosphère 11 REVENDICATIONS1. Agencement de vanne pour le remplissage commandé d'un réservoir (R) d'air comprimé provenant d'un conduit (HL) principal d'air d'un système de frein pneumatique d'un véhicule ferroviaire, comprenant une vanne (2) d'alimentation en air, qui est pilotée pneumatiquement, qui est reliée du côté de la pression d'alimentation au conduit (HL) principal d'air, qui est logée dans un boîtier (1) de vanne, qui est raccordée du côté du conduit de travail au réservoir (R) et dont le piston (4) d'actionnement est soumis dans le sens de fermeture de la vanne à la pression du réservoir (R) à l'encontre de la force d'un ressort (5) d'ouverture, dans lequel parallèlement à la vanne (2) d'alimentation en air est disposé un alésage (6) de dérivation pour la liaison étranglée en permanence du réservoir (R) au conduit (HL) principal d'air, caractérisé en ce que le ressort (5) d'ouverture de la vanne (2) d'alimentation en air coopère, pour le réglage de la valeur limite de la pression, avec un mécanisme de précontrainte pouvant être actionné progressivement de l'extérieur. 2. Agencement de vanne suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de précontrainte comprend une vis (10) de réglage, qui agit sur le ressort (2) d'ouverture du côté frontal opposé au piston (4). 12 3006974 3. Agencement de vanne suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un disque (12) de butée disposé dans un alésage (11) cylindrique du boîtier (1) de vanne est disposé entre la vis (10) de réglage et le côté frontal 5 associé du ressort (2) d'ouverture. 4. Agencement de vanne suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la vis (10) de réglage est réglable de l'extérieur du boîtier (1) de vanne par une poignée 10 (13) formée sur la vis. 5. Agencement de vanne suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'une échelle (14) de lecture, pour s'informer de la valeur limite de la pression qui a été 15 réglée, est associée à la vis (10) de réglage. 6. Agencement de vanne suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la vanne (2) d'alimentation en air est composée d'un siège (7) de vanne formé dans le 20 boîtier (1) de vanne et coopérant avec une tête (9) de vanne constituée de son côté d'un poussoir (8) de piston. 7. Agencement de vanne suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le poussoir (8) de piston est 25 coaxial au piston (4). 8. Agencement de vanne suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la liaison entre la vanne (2) d'alimentation en air et le réservoir (R), est monté en clapet antiretour (3) pour empêcher que de l'air comprimé ne revienne du réservoir (R). 9. Vanne de commande à trois pressions pour un système de frein pneumatique d'un véhicule ferroviaire, 13 3006974 comprenant une vanne (St) de commande réglant l'alimentation en pression d'un cylindre (B) de frein à partir de la pression d'un réservoir (R) en fonction de la pression dans un conduit (HL) principal d'air, dans 5 laquelle, pour le remplissage commandé d'un réservoir (R) par de l'air comprimé provenant du conduit (HL) principal d'air, il est prévu un agencement (V) de vanne suivant l'une des revendications précédentes.