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"ROBINET DE MANOEUVRE POUR FREINS A AIR COMPRIME"
La présente invention vise à établir un robinet de manoeuvre (système Dr. Ing. Friedrich HILDEBRAND et Dr. Ernst MÖLLER) pour freins à air comprimé, dans lequel on obtient, dans les limites de déplacement du levier d'actionnement et pour chaque degré ou intensité.de freinage, une pression déterminée de la conduite de frein correspondant à chaque position de ce levier, et dans lequel les positions consécutives du dit levier sont marquées au moyen de crans prévus dans un élément (boîtier) du robinet et d'une cheville à détente coopérant avec les dits crans et prévue dans un autre élément (levier de manoeuvre) du dit robinet, la disposition étant telle que la distance d'un cran à l'autre correspond à une différence de pression, dans la conduite de frein, de 0,
1 atmosphère environ, tandis que la distance entre le premier
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cran de freinage de service et le cran de la position de marche correspond à une différence de pression de 0,3 atmosphère environ.
Ce robinet de manoeuvre est donc destiné et applicable en premier lieu aux types de freins à air, dont les distributeurs agencés sur les véhicules sont conçus aussi bien pour un freinage que pour un desserrage progressifs ou non.
Le robinet de manoeuvre suivant l'invention est pourvu d'un certain nombre de dispositifs particuliers ayant pour effet de faciliter notablement la manoeuvre des freins, en ce sens que le remplissage de la conduite de frein pendant le desserrage graduel ou complet des freins est réglé automatiquement, d'après la longueur du'train, de telle manière que le remplissage de tous les réservoirs auxiliaires du convoi s'effectue avec la plus grande rapidité, tout en pouvant être interrompu au moment opportun, de manière à empêcher efficacement une surcharge des dits réservoirs, telle qu'elle se produisait souvent, notamment dans la partie avant du train, en cas d'un actionnement inopportun des robinets de manoeuvre connus jusqu'à présent.
Contrairement aux dispositifs connus, le robinet de manoeuvre suivant l'invention est établi de telle manière que le remplissage de la conduite de frein débute par une période de haute pression qui s'amorce brusquement et qui cesse automati- quement dès que le premier réservoir auxiliaire du train, (c'est-à-dire celui de la locomotive ou tout autre réservoir auxiliaire devant être rempli dans les mêmes conditions) se trouve chargé à la pleine pression de desserrage ou à une pression correspondant au degré de desserrage voulu. L'instant de l'établissement de cette pression varie avec la longueur du train. Dans les trains de faible longueur, il se produit
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plus tôt que dans les trains de grande longueur.
La période de remplissage à haute pression est suivie par une période de remplissage à basse pression pendant laquelle la conduite de frein est remplie avec de l'air sous une pression corres pondant à celle déterminée par le régulateur de pression, ou légèrement supérieure à celle-ci. Au cours de cette dernière période, la vitesse de l'accroissement de la pression dans la conduite de frein diminue avec la vitesse à laquelle l'air afflue dans cette conduite, cette période se terminant automatiquement dès que l'air cesse d'affluer dans la conduite.
A partir de ce moment, il n'existe plus qu'une liaison étranglée entre le régulateur de pression et la conduite de frein, par laquelle cette dernière ne reçoit que les quantités d'air correspondant sensiblement aux pertes résultant des faibles et inévitables fuites dans la conduite. Cette communication étranglée est tellement étroite qu'elle n'exerce aucun effet préjudiciable,ni en cas d'une manoeuvre du frein de secours dans le train, ni en cas d'un freinage rapide qui se produit en cas de rupture d'attelage, même lorsque cette rupture a lieu immédiatement derrière la locomotive.
En outre, la robinet de manoeuvre suivant l'invention est pourvu d'un dispositif grâce auquel la compensation automatique des pertes de pression dans la conduite de frein, dues aux fuites, est empêchée lorsque le robinet se trouve dans la position de freinage de service.
Ce dispositif est utilisé lorsque la locomotive pourvue du robinet de manoeuvre suivant l'invention est attelée à un train dont la totalité ou la majorité des wagons est pourvue du frein à air comprimé à chambre unique ordinaire, lequel, il est vrai, permet un serrage progressif des freins,
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mais non pas le desserrage progressif de ceux-ci. Dans le cas d'un tel frein, l'arrivée complémentaire de l'air sous pression dans la conduite de frein, les freins étant serrés, pourrait avoir pour effet un déplacement des distributeurs vers la position de desserrage et un desserrage complet des freins, ce qui est absolument incompatible avec la sécurité de service.
Finalement, le robinet de manoeuvre suivant l'invention est caractérisé par un dispositif permettant d'atteler la locomotive à un train dont la conduite de frein est sous une pression légèrement supérieure à la pression de 5 atm. régnant normalement dans les conduites de frein, sans qu'il en résulte un serrage des freins du convoi ou du moins de la partie avant de celui-ci.
Les autres avantages et les caractéristiques particulières du robinet de manoeuvre suivant l'invention ressortiront de la description ci-après relative au dessin annexé, ainsi que de l'exposé du fonctionnement du dit robinet.
Dans ce dessin, Fig. 1 est une vue schématique montrant ..une coupe du robinet de manoeuvre suivant l'invention, le schéma des différentes connexions correspondant aux diverses positions du levier de commande étant incorporé dans ce dessin. Dans ce dernier schéma, les lignes verticales correspondent aux différentes positions du levies de commande, lesquelles ne sont qu'au nombre de quatre, à savoir :
1) La position neutre, dans laquelle on place le levier de commande de la deuxième locomotive dans le cas où le train est attelé à deux locomotives.
2) La position de marche.
3) Une série de positions de freinage de service.
4) La position de freinage rapide.
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Les lignes horizontales représentent les canaux conduisant à la grille ou la glace du tiroir. Les parties en blanc de ce schéma indiquent les canaux en communication pour chaque position du levier de commande.
Le robinet de manoeuvre est constitué par le boîtier supérieur 1 et le boîtier inférieur 2. Ce dernier est relié au moyen du raccord 3 au réservoir à air principal, et au moyen du raccord 4, à la conduite de frein longeant le convoi. 5 est un raccord conduisant à l'atmosphère et contrôlé par la soupape de freinage rapide 6. Le boîtier inférieur 2 contient la soupape de remplissage à haute pression 7 avec le piston de commande 8 de cette dernière et le réservoir auxiliaire compensateur 9, ainsi que la soupape de passage 10.
Ces deux soupapes contrôlent la liaison qui doit être établie, pendant la période de remplissage à haute pression, entre le réservoir principal et la conduite de frein, c'est-à-dire entre les raccords 3 et 4. La mise sous pression de l'une des faces du piston de commande 8 agissant sur la soupape de remplissage à haute pression 7 est réglée par une soupape de remplissage à poussoirs 34 et un dispositif à soupape 11, désigné ci"après comme interrupteur, tandis que la décompression du dit piston est réglée par la soupape d'écoulement 10, c'est- à-dire par une soupape 54 reliée à cette dernière. La mise sous pression du côté opposé du piston 8 dépend de la pression déterminée dans le réservoir auxiliaire compensateur 9 par la position du levier de commande.
En outre, la boîtier inférieur 2 contient la soupape de compensation 12 commandée par le piston compensateur 13 dont une face (la face supérieure) est soumise à la pression de la conduite principale, tandis que sa face opposée (la face infé- rieure) est soumise à la pression du régulateur de pression
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déterminée par la position du levier de commande. Au piston compensateur 13 est adjoint un piston auxiliaire 14 dont une face (la face supérieure) est soumise à la pression atmosphé- rique, et dont la face inférieure est soumise à la pression d'un réservoir 15 agissant par intermittence.
De plus, on prévoit encore une soupape de changement de section de passage 16 disposée derrière la soupape de compensation 12 et commandée par un piston 17 dont une face (la face supérieure) est soumise à la pression atmosphérique et dont la face opposée (la face inférieure) est chaque fois soumise à la pression qui règne dans le réservoir 15 agissant par intermittence.
Une soupape d'obturation 18 prévue dans le boîtier inférieur 2 est destinée, dans le cas d'un convoi équipé principalement avec des freins à chambre unique et à desserrage non progressif, d'obturer, dans toutes les positions, sauf dans la position de marche, la liaison, contrôlée par la soupape de compensation 12, entre le raccord 3 conduisant au réservoir principal; d'une part, et la conduite de frein (raccord 4), d'autre part. Le réservoir 15 à action intermittente, lequel se remplit automatiquement par un ajutage 56 lorsque la soupape de remplissage à haute pression 7 est ouverte, peut être soumis à volonté à n'importe quelle pression voulue au moyen d'une soupape d'égalisation 64.
Le boîtier supérieur 1 contient le régulateur de pression avec le levier de commande 19 comportant un bossage 20 monté à rotation dans le dit boîtier supérieur. Ce bossage présente un évidement intérieur et est accouplé au moyen de la cheville 21 avec la tige filetée 22 montée à rotation et pouvant se visser dans les deux sens/verticaux, d'une distance qui est fonction du pas du f ilet. La tige filetée 22 présente
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un alésage longitudinal réuni, par un forage latéral 23, avec le canal 24 soumis constamment à la pression du réservoir principal.
La partie supérieure de l'alésage de la tige 22 contient la double soupape 25-26. La soupape 25 contrôle la liaison entre le raccord 3 allant au réservoir principal et le canal 27 dans lequel la pression est déterminée chaque fois par la position du levier de commande 19. La soupape 26 contrôle la communication entre le canal 27 et les chambres débouchant dans celui-ci, d'une part, et l'ouverture 28 conduisant à l'atmosphère, d'autre part. Un tube ondulé élastique 29 dont l'espace intérieur communique avec l'atmosphère par l'ouverture 28, constitue, dans le boîtier supérieur, une séparation entre espaces de pressions différentes. Un ressort 30, dont la tension peut être variée au moyen de la vis de réglage 31, exerce une pression sur l'élément 32 qui constitue le siège de la soupape 26.
Au levier de commande 19 se trouve articulée la manette-poussoir de remplissage 33, servant à actionner la soupape de remplissage à poussoir 34. La manettepoussoir de remplissage 33 est établie de telle manière qu' elle n'agit sur la soupape de remplissage à poussoir 34 ni dans la position neutre, ni dans celle de freinage rapide.
Le boîtier supérieur 1 du robinet de manoeuvre contient en outre le tiroir rotatif 40 couplé au moyen de la cheville 41, avec l'élément rotatif 20. Une cheville à détente 35 montée dans le levier de commande 19 coopère avec les crans prévus dans le boîtier supérieur et que l'on distingue dans la Fig.2.
Lorsque le levier de commande 19 se trouve dans la position neutre, l'espace situé au-dessous du piston compensateur 13 est réuni à l'ouverture 38 communiquant à l'atmosphère, par le canal 36 et la chambre 37 du tiroir 40. La pression
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agissant dans la conduite de frein (raccord 4) maintient le piston 13 dans sa position la plus basse. Le canal 39 est soumis à la pression de la conduite principale, tandis que l'espace 42 (schéma du tiroir) maintient la communication entre le canal 39 et le canal 43, de sorte que la face de gauche du piston de commande de la soupape de freinage rapide 6 est soumise à la pression de la conduite de frein, ce qui a peur effet de maintenir cette dernière soupape fermée.
Sur une locomotive dont le robinet de manoeuvre occupe la position neutre, celui-ci n'est pas influencé par les variations de la pression dans la conduite de frein. Le dit robinet n'est placé dans la position neutre que sur la deuxième locomotive, dans le cas où le convoi est attelé à deux locomotives.
Dans la position de marche, le canal 36, qui conduit à l'espace situé au-dessous du piston compensateur 13, se trouve mis en communication par l'espace 44 du tiroir, avec le canal 27 allant à la chambre du régulateur de pression, laquelle contient l'élément élastique 29. La conduite de frein (raccord 4) est constamment maintenue sous la pression de desserrage (5 atm. ) déterminée par le régulateur de pression, la disposition étant telle que, dès que la pression de cette conduite baisse en raison de fuites, la pression constante régnant sous le piston 13 et déterminée par le régulateur de pression, soulève ce dernier piston.
Celui-ci ouvre alors la soupape à double siège 12 et l'air sous pression afflue désormais du réservoir principal par le raccord 3, le canal 24, la soupape 12 et l'étroit forage d'alimentation 45, vers la conduite de frein, jusqu'à ce que la pression dans cette dernière s'établisse à la valeur déterminée par le levier de comnande 19, après quoi le piston 13 descend jusqu'à ce que
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la soupape d'alimentation 12 se referme.
Dans la position de marche également, le canal 39 est réuni à l'ouverture atmosphérique 38 par la chambre 47 du tiroir. Le canal 24a dérivant du canal 24 est réuni au canal 43 par la chambre 48 du tiroir, de sorte que la soupape de freinage rapide 6 est maintenue fermée par le fait que son piston de commande est soumis à la pression du réservoir principal.
Vu l'absence d'une position particulière de remplissage ou de desserrage, le remplissage et le desserrage rapide s'effectuent au moyen d'un dispositif spécial, à savoir, la soupape de remplissage à poussoir 34 pouvant être actionnée au moyen de la manette-poussoir de remplissage 33 lorsque le levier de commande 19 du robinet de manoeuvre se trouve dans la position de marche ou dans une des positions de freinage de service. L'actionnement de la manette-poussoir 33 a pour effet l'ouverture de la soupape de remplissage 34 qui permet à l'air venant du réservoir principal (raccord 3) d'affluer par le canal 24, le canal de dérivation 49, le tiroir rotatif 40+et le canal 50, vers le canal 51, lequel est normalement exempt de pression.
Ceci a pour effet de soulever la soupape-interrupteur 11 et l'air du réservoir principal , afflue désormais par le canal 52 vers l'espace situé audessous du piston 8. Ce dernier est soulevé et ouvre la soupape de remplissage à haute pression 7. L'air du réservoir principal afflue alors par la soupape de remplissage à haute pression 7, désormais ouverte vers le canal 53 et ouvre la soupape de passage ou de soutirage 10, laquelle établit ainsi la communication entre le réservoir principal (raccord 3) et la conduite de frein (raccord 4). L'ouverture de la soupape
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de passage 10 a pour effet la fermeture de la soupape de décompression 54, de sorte que la pression agissant sous le piston 8 reste d'abord maintenue.
La soupape-interrupteur 11 est pourvue d'un ajutage lla par lequel l'élément élastique réuni à la soupape 11 se remplit graduellement d'air comprimé.
Dès que la pression s'équilibre sur les deux faces de la soupape 11, cette dernière se ferme.
De cette façon, on obtient que l'actionnement trop prolongé et non réglementaire de la manette-poussoir de remplissage 33 reste sans effet. Cette manette ne doit être actionnée que pendant un bref instant. Le piston 8 présente un alésage 55 dont l'embouchure, laquelle est orientée sous angle droit par rapport à l'axe du canal, vient coïncider avec l'embou- chure du canal 27. Grâce à cette disposition, la pression du réservoir principal, qui agissait au début, c'est-à-dire immédiatement après l'ouverture de la soupape de remplissage à poussoir 34, sur la face inférieure du piston 8, est remplacée graduellement par la pression déterminée par le régulateur de pression au moyen du levier de commande 19.
En même temps que l'air à la pression du réservoir principal arrive à la conduite de frein par la soupape de soutirage ou de transvasement 10, l'air à la pression déterminée par le régulateur de pression afflue (lorsque le levier de commande 19 se trouve dans la position de marche ou de freinage de service ordinaire) sous le piston compensateur 13, lequel ouvre la soupape de compensation 12, permettant ainsi à l'air sous pression d'arriver à la conduite de frein par cette voie également. Ce dernier air est sous une pression correspondant à la position du levier de commande 19.
A ce moment, la soupape 16 destinée à modifier la section de passage est ouverte, vu que la face inférieure de son piston de commande 17 est
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soumise à l'action de l'air sous pression, ceci en raison du fait que ** aussi longtemps que la soupape de remplissage à haute pression 7 est ouverte - le réservoir 15 intervenant par intermittence, se remplit d'air sous pression à travers l'ajutage 56. Par ce fait, le piston 14 adjoint au piston compensateur 13, se trouve également soumis à l'action de l'air comprimé et participe à l'ouverture de la soupape de compensation 12.
Le réservoir auxiliaire de compensation 9 se remplit graduellement, à travers l'ajutage 57, avec de l'air sous une pression correspondant à la position du levier de manoeuvre 19 et des organes du régulateur de pression influencés par ce levier. Dès que la pression dans le réservoir 9 correspond à celle déterminée à ce moment par le régulateur de pression, la pression sur les deux faces du piston 8 est équilibrée. Ce piston descend sous l'effet du ressort agissant sur la soupape 7, ce qui a pour effet de fermer cette dernière. La période de remplissage à haute pression se trouve ainsi terminée. Comme on le voit, sa durée dépend de l'établissement de la pression dans le réservoir 9.
A ce moment, commence la période dite de remplissage à basse pression, pendant laquelle le remplissage de la conduite de frein s'effectue par la soupape de compensation 12, en fonction de la pression agissant sur la face inférieure du piston 13 et selon les déplacements du piston auxiliaire 14.
Aussi longtemps que le réservoir 15, intervenant par intermittence, est sous pression, le remplissage de la conduite s'effectue à une pression élevée. Au fur et à mesure que la pression dans la conduite de frein augmente, le piston 13 baisse et, avec lui, le piston auxiliaire 14. Lors de la descente du piston 14, la soupape à poussoir 58 prévue dans ce dernier entre en contact avec la paroi du boîtier du robinet de ma-
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noeuvre. Cette soupape se trouve ainsi immobilisée par rapport au piston 14 animé d'un lent mouvement de descente, de sorte que cette soupape s'ouvre et permet à l'air sous pres- s ion sontenu dans le réservoir 15, à action intermittente, de s'échapper par l'ajutage de décompression 59.
Ceci a pour effet de faire cesser l'action du piston 17, de sorte que la soupape 16 destinée à modifier la section de passage se ferme et que la communication entre le canal 24 et la conduite de frein, communication contrôlée par la soupape de compensation 12, n'est désormais établie qu'à travers l'étroite ouverture 45. Dès que la pression sur les deux faces du piston 13 est en équilibre et que le réservoir 15 à action intermittente est complètement décomprimé , le remplissage de la conduite de frein est terminé.
Dans les trains de faible longueur, l'afflux d'air comprimé qui provoque l'ouverture de la soupape de transvasement 10 s'arrête après une période relativement courte. Par conséquent, cette soupape se referme immédiatement et la soupape de décompression 54 solidaire de celle-ci décomprime l'espace situé sous le piston 8, de sorte que la soupape de remplissage à haute pression se ferme rapidement, ceci avant que la pression dans le réservoir compensateur auxiliaire n'ait atteint celle déterminée par le régulateur de pression.
Pour effectuer un freinage de service normal, on place le levier de commande 19 dans une des positions prévues pour un tel freinage, ce qui a pour effet un déplacement vers le bas de la tige filetée 22. Lors de ce déplacement, la soupape 25 reste fermée, tandis que la soupape 26 se détache de la pièce 32 se trouvant au-dessus d'elle et pourvue d'un alésage longitudinal. Ceci a pour effet que l'air sous pression s'échappe du canal 27 et des chambres connexes, à l'atmosphère,
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à travers l'ouverture 28, jusqu'au moment où la pression agissant sur la surface extérieure de l'élément élastique 29 a suffisamment diminué pour que le ressort 30 puisse de nouveau appliquer la pièce 32 contre la soupape 26 et, par conséquent, fermer cette dernière.
La chute de pression dans le canal 27 se transmet, par la chambre 46 du tiroir 40, à l'espace situé au-dessous du piston compensateur 13. Ce dernier se déplace vers le bas et la partie inférieure de la soupape 12 se détache de l'embouchure de la partie du canal 39 située dans la tige du piston 13, de sorte que la conduite de frein se trouve réunie par l'intermédiaire du tiroir à l'ouverture atmosphérique 38.
La pression dans cette dernière conduite baisse et, dès que cette pression se trouve ramenée à la valeur de celle agissant sur la face inférieure du piston 13, ce dernier se soulève exactement de la quantité nécessaire pour que la soupape 12 referme le canal prévu dans ce piston. En cas de fuites dans la conduite de frein, le piston 13 se soulève, vu que la pression de la conduite agissant sur sa face supérieure se trouve réduite en raison des pertes d'air. La soupape 12 établit alors la communication entre la conduite (raccord 4) et le canal 24, et l'air à la pression du réservoir principal afflue vers la conduite de frein en une quantité telle que la pression agissant sur la face supérieure du piston 13 augmente à nouveau, de sorte que ce dernier se déplace vers le bas et referme la soupape 12.
La chambre 62 établit la communication entre le canal 43 allant à la soupape de freinage rapide 6, d'une part, et le canal 24a, d'autre part. Cette dernière soupape est ainsi maintenue fermée par la pression du réser- voir principal.
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Dans les freins à chambre unique, de construction ancienne, c'est-à-dire dans les freins qui ne sont pas établis en vue d'un desserrage progressif, une telle arrivée complémentaire d'air sous pression du réservoir principal dans la conduite de frein pourrait avoir pour effet un desserrage complet des freins à un moment inopportun. Pour éviter cet inconvénient, on prévoit la soupape d'obturation 18, que l'on ferme à cet effet. Ceci a pour résultat d'interrompre la communication entre le canal 24 et la soupape de compensation 12, de sorte que, même en cas d'ouverture de cette dernière, l'air ne peut pas affluer du réservoir principal vers la conduite de frein (raccord 4).
Pour effectuer un freinage rapide, on amène le levier de commande 19 dans la position prévue pour un tel freinage.
Dans cette position, la chambre 61 du tiroir rotatif 40 met directement en communication le canal 36 et le canal 43 avec l'ouverture atmosphérique 38. Le piston 13 se déplace vers le bas, la soupape 12 découvre l'embouchure de l'alésage prévu dans la tige de ce piston et l'air de la conduite de frein s'échappe à l'atmosphère. En même temps, le piston de commande de la soupape de freinage rapide 6 est décomprimé, de sorte que cette dernière s'ouvre et permet ainsi à l'air sous pression venant de la conduite de frein (raccord 4) de s'échapper par un passage de grand diamètre, c'est-à-dire le raccord 5.
Afin de permettre au mécanicien de constater le moment où le dernier frein du convoi est desserré, on prévoit un manomètre 63, ou dispositif analogue, connecté au réservoir 15 à action intermittente. Lorsque ce manomètre indique que le réservoir 15 n'est plus sous pression, on en déduit que la pression n'agit plus sur le piston auxiliaire 14, que la pression est équilibrée sur les deux faces du piston compensa-
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teur 13, que l'air dans la conduite de frein, après avoir atteint la pression de remplissage complète, n'est plus en mouvement et que, par conséquent., tous les freins sont desserrés.
Lors d'un changement de locomotive, il peut arriver,soit par un manque d'exactitude du ressort du régulateur de pression, soit en raison d'un manque de précision du manomètre de la conduite de frein,- qu'après avoir dételé une locomo- tive, la pression qui règne dans la conduite de frein du convoi est légèrement supérieure à la pression normale de 5 atm. et que @ la conduite de frein de la nouvelle locomotive qui est ensuite attelée au train est sous la pression réglementaire ou sous une pression légèrement inférieure à celle-ci. Généralement, ceci a pour effet un serrage des freins, tout au moins dans la partie avant du convoi, en raison du transvasement de l'air sous pression de la conduite de frein du convoi vers celle de la locomotive.
Afin d'éviter cet inconvénient, on prévoit au robinet de manoeuvre suivant l'invention un dispositif d'égalisation 18a. Ce dernier est actionné peu de temps avant l'attelage de la locomotive au train. Ceci a pour effet d'ouvrir la soupape 64, de sorte que l'air à la pression déterminée par le régulateur de pression afflue dans le réservoir 15 et, par conséquent, sous le piston auxiliaire 14, lequel ouvre légèrement la soupape de compensation 12, permettant ainsi à l'air du réservoir principal d'affluer dans la conduite de frein de la locomotive.
Il s'ensuit que la pression dans la conduite de frein de la locomotive n'est pas inférieure à celle qui règne dans la conduite de frein du convoi et que, par conséquent, l'air de cette dernière ne peut pas affluer vers la locomotive, de
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sorte qu'aucun frein du train ne peut ,se serrer inopinément.
REVENDICATIONS.
1 - Robinet de manoeuvre pour freins à air comprimé, nota,ment du type dans lequel chaque position du levier de commande comprise dans les limites des freinages de service ordinaires, correspond à une pression déterminée dans la conduite de frein, caractérisé par la prévision d'une soupape de remplissage à poussoir (34) destinée à être actionnée, dans les positions de marche et de freinage de service, par une manettepoussoir (33), et dont l'actionnement a pour effet d'ouvrir une soupape de remplissage à haute pression (7) intercalée dans la canalisation entre le réservoir principal (raccord 3) et une soupape de transvasement (10) contrôlant la conduite de frein (raccord 4), ce qui provoque l'ouverture de la soupape de transvasement (10) et le remplissage d'un réservoir (15)
agissant par intermittence avec de l'air à la pression déterminée par le régulateur de pression (19,29, 30).
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"CONTROL VALVE FOR COMPRESSED AIR BRAKES"
The present invention aims to establish an operating valve (system Dr. Ing. Friedrich HILDEBRAND and Dr. Ernst MÖLLER) for compressed air brakes, in which one obtains, within the limits of movement of the operating lever and for each degree or braking intensity, a determined pressure of the brake line corresponding to each position of this lever, and in which the consecutive positions of said lever are marked by means of notches provided in an element (housing) of the valve and a pin trigger cooperating with said notches and provided in another element (operating lever) of said valve, the arrangement being such that the distance from one notch to another corresponds to a pressure difference in the brake pipe, from 0,
About 1 atmosphere, while the distance between the first
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The service braking step and the operating position step corresponds to a pressure difference of approximately 0.3 atmospheres.
This control valve is therefore intended and applicable in the first place to types of air brakes, the distributors of which arranged on the vehicles are designed both for braking and for progressive release or not.
The maneuvering valve according to the invention is provided with a certain number of particular devices having the effect of considerably facilitating the operation of the brakes, in that the filling of the brake line during the gradual or complete release of the brakes is regulated. automatically, according to the length of the train, in such a way that the filling of all the auxiliary tanks of the convoy takes place with the greatest speed, while being able to be stopped at the appropriate moment, so as to effectively prevent overloading said reservoirs, as it often occurs, in particular in the front part of the train, in the event of an inappropriate actuation of the operating valves known until now.
Unlike the known devices, the maneuvering valve according to the invention is established in such a way that the filling of the brake line begins with a period of high pressure which begins suddenly and which ceases automatically as soon as the first auxiliary reservoir train (that is to say that of the locomotive or any other auxiliary tank to be filled under the same conditions) is loaded to the full release pressure or to a pressure corresponding to the desired degree of release. The time at which this pressure is established varies with the length of the train. In trains of short length, it occurs
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earlier than in long trains.
The high pressure filling period is followed by a low pressure filling period during which the brake line is filled with air at a pressure corresponding to that determined by the pressure regulator, or slightly higher than that. this. During this latter period, the rate of increase in pressure in the brake line decreases with the rate at which air flows into that line, this period ending automatically as soon as the air stops flowing into the line. the driving.
From this moment, there is only a throttled connection between the pressure regulator and the brake line, through which the latter receives only the quantities of air corresponding substantially to the losses resulting from the small and inevitable leaks in the brake line. the driving. This strangled communication is so close that it has no detrimental effect, neither in the event of an operation of the emergency brake in the train, nor in the event of rapid braking which occurs in the event of a broken coupling, even when this rupture takes place immediately behind the locomotive.
Furthermore, the maneuvering valve according to the invention is provided with a device by which the automatic compensation of pressure losses in the brake line, due to leaks, is prevented when the valve is in the service braking position. .
This device is used when the locomotive provided with the maneuvering valve according to the invention is coupled to a train of which all or the majority of the wagons is provided with the ordinary single-chamber compressed air brake, which, it is true, allows tightening progressive brakes,
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but not the gradual loosening of these. In the case of such a brake, the additional arrival of pressurized air in the brake line, the brakes being applied, could have the effect of moving the distributors to the release position and a complete release of the brakes, which is absolutely incompatible with service security.
Finally, the maneuvering valve according to the invention is characterized by a device for coupling the locomotive to a train whose brake line is under a pressure slightly greater than the pressure of 5 atm. normally prevailing in the brake lines, without resulting in the brakes of the convoy or at least of the front part thereof being applied.
The other advantages and the particular characteristics of the operating valve according to the invention will emerge from the following description relating to the appended drawing, as well as from the description of the operation of said valve.
In this drawing, Fig. 1 is a schematic view showing ..a section of the operating valve according to the invention, the diagram of the various connections corresponding to the various positions of the control lever being incorporated in this drawing. In this last diagram, the vertical lines correspond to the different positions of the control levers, of which there are only four, namely:
1) The neutral position, in which the control lever of the second locomotive is placed in the case where the train is coupled to two locomotives.
2) The walking position.
3) A series of service braking positions.
4) The rapid braking position.
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The horizontal lines represent the channels leading to the grid or the drawer mirror. The white parts of this diagram indicate the channels in communication for each position of the control lever.
The maneuvering valve consists of the upper housing 1 and the lower housing 2. The latter is connected by means of the connector 3 to the main air tank, and by means of the connector 4, to the brake pipe running alongside the convoy. 5 is a connection leading to the atmosphere and controlled by the rapid brake valve 6. The lower housing 2 contains the high pressure filling valve 7 with the control piston 8 of the latter and the auxiliary compensating tank 9, as well as the passage valve 10.
These two valves control the connection which must be established, during the high pressure filling period, between the main reservoir and the brake line, that is to say between the connections 3 and 4. The pressurization of the 'one of the faces of the control piston 8 acting on the high pressure filling valve 7 is regulated by a push-type filling valve 34 and a valve device 11, hereinafter referred to as a switch, while the decompression of said piston is regulated by the flow valve 10, that is to say by a valve 54 connected to the latter.The pressurization on the opposite side of the piston 8 depends on the pressure determined in the auxiliary compensating tank 9 by the position control lever.
In addition, the lower housing 2 contains the compensating valve 12 controlled by the compensating piston 13, one face (the upper face) of which is subjected to the pressure of the main pipe, while its opposite face (the lower face) is. subjected to the pressure of the pressure regulator
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determined by the position of the control lever. To the compensating piston 13 is added an auxiliary piston 14, one face of which (the upper face) is subjected to atmospheric pressure, and the lower face of which is subjected to the pressure of a reservoir 15 acting intermittently.
In addition, there is also provided a passage section change valve 16 disposed behind the compensation valve 12 and controlled by a piston 17, one face (the upper face) is subjected to atmospheric pressure and the opposite face (the face lower) is each time subjected to the pressure prevailing in the reservoir 15 acting intermittently.
A shut-off valve 18 provided in the lower casing 2 is intended, in the case of a convoy mainly equipped with single-chamber brakes and non-progressive release, to shut off, in all positions, except in the position of operation, the connection, controlled by the compensation valve 12, between the connector 3 leading to the main tank; on the one hand, and the brake line (connection 4), on the other hand. The intermittently acting reservoir 15, which automatically fills through a nozzle 56 when the high pressure fill valve 7 is opened, can be subjected to any desired pressure at will by means of an equalizing valve 64.
The upper housing 1 contains the pressure regulator with the control lever 19 comprising a boss 20 rotatably mounted in said upper housing. This boss has an internal recess and is coupled by means of the pin 21 with the threaded rod 22 mounted to rotate and can be screwed in both directions / vertical, a distance which depends on the pitch of the thread. The threaded rod 22 has
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a longitudinal bore joined, by a lateral bore 23, with the channel 24 constantly subjected to the pressure of the main reservoir.
The upper part of the rod bore 22 contains the double valve 25-26. The valve 25 controls the connection between the connection 3 going to the main tank and the channel 27 in which the pressure is determined each time by the position of the control lever 19. The valve 26 controls the communication between the channel 27 and the chambers opening into. the latter, on the one hand, and the opening 28 leading to the atmosphere, on the other hand. An elastic corrugated tube 29, the interior space of which communicates with the atmosphere through the opening 28, constitutes, in the upper housing, a separation between spaces of different pressures. A spring 30, the tension of which can be varied by means of the adjusting screw 31, exerts pressure on the element 32 which constitutes the seat of the valve 26.
To the control lever 19 is articulated the filling push-button 33, serving to actuate the push-button filling valve 34. The filling push-button 33 is set in such a way that it does not act on the push-button filling valve. 34 neither in the neutral position, nor in that of rapid braking.
The upper housing 1 of the maneuvering valve further contains the rotary slide 40 coupled by means of the pin 41, with the rotary element 20. A detent pin 35 mounted in the control lever 19 cooperates with the notches provided in the housing. upper and that can be seen in Fig. 2.
When the control lever 19 is in the neutral position, the space located below the compensating piston 13 is joined to the opening 38 communicating to the atmosphere, through the channel 36 and the chamber 37 of the spool 40. The pressure
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acting in the brake line (connection 4) maintains the piston 13 in its lowest position. The channel 39 is subjected to the pressure of the main line, while the space 42 (diagram of the spool) maintains the communication between the channel 39 and the channel 43, so that the left face of the valve control piston brake 6 is subjected to the pressure of the brake line, which is afraid to keep the latter valve closed.
On a locomotive with the control valve in the neutral position, it is not affected by pressure variations in the brake line. Said valve is placed in the neutral position only on the second locomotive, in the event that the convoy is coupled to two locomotives.
In the on position, the channel 36, which leads to the space located below the compensating piston 13, is placed in communication by the space 44 of the spool, with the channel 27 going to the chamber of the pressure regulator , which contains the elastic element 29. The brake line (connection 4) is constantly maintained under the release pressure (5 atm.) determined by the pressure regulator, the arrangement being such that, as soon as the pressure of this line decrease due to leaks, the constant pressure prevailing under the piston 13 and determined by the pressure regulator, raises the latter piston.
This then opens the double-seat valve 12 and the pressurized air now flows from the main tank through the fitting 3, the channel 24, the valve 12 and the narrow supply bore 45, towards the brake line, until the pressure in the latter settles to the value determined by the control lever 19, after which the piston 13 descends until
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the supply valve 12 closes again.
Also in the on position, the channel 39 is joined to the atmospheric opening 38 by the chamber 47 of the drawer. The channel 24a deriving from the channel 24 is joined to the channel 43 by the chamber 48 of the spool, so that the rapid brake valve 6 is kept closed by the fact that its control piston is subjected to the pressure of the main reservoir.
In view of the absence of a particular filling or unclamping position, the filling and quick release is effected by means of a special device, namely, the push-button filling valve 34 which can be operated by means of the lever. -filling pusher 33 when the control lever 19 of the operating valve is in the on position or in one of the service braking positions. The actuation of the push-button 33 has the effect of opening the filling valve 34 which allows the air coming from the main tank (connection 3) to flow through the channel 24, the bypass channel 49, the rotary spool 40 + and channel 50, to channel 51, which is normally pressure-free.
This has the effect of lifting the switch-valve 11 and the air from the main tank now flows through channel 52 to the space below the piston 8. The latter is lifted and opens the high-pressure filling valve 7. The air from the main tank then flows through the high pressure filling valve 7, now open to the channel 53 and opens the passage or draw-off valve 10, which thus establishes communication between the main tank (connection 3) and the brake line (connection 4). Opening the valve
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passage 10 closes the decompression valve 54, so that the pressure acting under the piston 8 remains initially maintained.
The valve-switch 11 is provided with a nozzle 11a through which the elastic member joined to the valve 11 gradually fills with compressed air.
As soon as the pressure is balanced on the two faces of the valve 11, the latter closes.
In this way, it is obtained that the excessively prolonged and illegal actuation of the filling push-button 33 remains without effect. This lever should only be operated for a short time. The piston 8 has a bore 55 whose mouth, which is oriented at a right angle to the axis of the channel, coincides with the mouth of the channel 27. Thanks to this arrangement, the pressure of the main reservoir, which acted at the beginning, that is to say immediately after opening of the push-button filling valve 34, on the underside of the piston 8, is gradually replaced by the pressure determined by the pressure regulator by means of the lever order 19.
At the same time as the air at the pressure of the main reservoir arrives to the brake line through the draw-off or discharge valve 10, the air at the pressure determined by the pressure regulator flows in (when the control lever 19 turns located in the normal service on or braking position) under the compensating piston 13, which opens the compensating valve 12, thereby allowing pressurized air to reach the brake line by this route as well. This latter air is under a pressure corresponding to the position of the control lever 19.
At this moment, the valve 16 intended to modify the passage section is open, since the underside of its control piston 17 is
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subjected to the action of pressurized air, this due to the fact that ** as long as the high pressure filling valve 7 is open - the reservoir 15 intervening intermittently, is filled with pressurized air through the nozzle 56. As a result, the piston 14 associated with the compensating piston 13 is also subjected to the action of compressed air and participates in the opening of the compensating valve 12.
The auxiliary compensating reservoir 9 fills gradually, through the nozzle 57, with air under a pressure corresponding to the position of the operating lever 19 and of the pressure regulator members influenced by this lever. As soon as the pressure in the reservoir 9 corresponds to that determined at this time by the pressure regulator, the pressure on the two faces of the piston 8 is balanced. This piston descends under the effect of the spring acting on the valve 7, which has the effect of closing the latter. The high pressure filling period is thus ended. As can be seen, its duration depends on the establishment of the pressure in the reservoir 9.
At this time, the so-called low-pressure filling period begins, during which the filling of the brake line is effected by the compensation valve 12, according to the pressure acting on the underside of the piston 13 and according to the movements. auxiliary piston 14.
As long as the reservoir 15, which intervenes intermittently, is under pressure, the filling of the pipe takes place at a high pressure. As the pressure in the brake line increases, the piston 13 decreases and, with it, the auxiliary piston 14. On the descent of the piston 14, the tappet valve 58 provided in the latter comes into contact with the wall of the valve housing
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work. This valve is thus immobilized with respect to the piston 14 animated by a slow downward movement, so that this valve opens and allows the air under pressure which is contained in the reservoir 15, with intermittent action, to release. escape through the decompression nozzle 59.
This has the effect of stopping the action of the piston 17, so that the valve 16 intended to modify the passage section closes and the communication between the channel 24 and the brake line, communication controlled by the compensation valve 12, is now only established through the narrow opening 45. As soon as the pressure on the two faces of the piston 13 is in equilibrium and the intermittently acting reservoir 15 is completely decompressed, the filling of the brake line is finished.
In short trains, the influx of compressed air which causes the opening of the transfer valve 10 stops after a relatively short period. Consequently, this valve closes immediately and the decompression valve 54 integral with it decompresses the space located under the piston 8, so that the high pressure filling valve closes quickly, this before the pressure in the cylinder. auxiliary compensator tank has not reached that determined by the pressure regulator.
To perform normal service braking, the control lever 19 is placed in one of the positions provided for such braking, which has the effect of a downward movement of the threaded rod 22. During this movement, the valve 25 remains. closed, while the valve 26 detaches from the part 32 located above it and provided with a longitudinal bore. This has the effect that the pressurized air escapes from channel 27 and related chambers, to the atmosphere,
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through the opening 28, until the moment when the pressure acting on the outer surface of the elastic member 29 has diminished sufficiently so that the spring 30 can again apply the part 32 against the valve 26 and, therefore, close the latter.
The pressure drop in the channel 27 is transmitted, through the chamber 46 of the spool 40, to the space located below the compensating piston 13. The latter moves downwards and the lower part of the valve 12 is detached from it. the mouth of the part of the channel 39 located in the piston rod 13, so that the brake line is joined by means of the spool at the atmospheric opening 38.
The pressure in this last pipe drops and, as soon as this pressure is reduced to the value of that acting on the underside of the piston 13, the latter rises exactly by the amount necessary for the valve 12 to close the channel provided in it. piston. In the event of leaks in the brake line, the piston 13 rises, since the pressure of the line acting on its upper face is reduced due to the air losses. The valve 12 then establishes communication between the pipe (fitting 4) and the channel 24, and the air at the pressure of the main reservoir flows to the brake pipe in an amount such that the pressure acting on the upper face of the piston 13 increases again, so that the latter moves downwards and closes valve 12.
The chamber 62 establishes the communication between the channel 43 going to the rapid braking valve 6, on the one hand, and the channel 24a, on the other hand. The latter valve is thus kept closed by the pressure from the main tank.
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In single-chamber brakes, of old construction, that is to say in brakes which are not established with a view to progressive release, such a complementary supply of pressurized air from the main reservoir into the brake line. brake could cause the brakes to be fully released at an inopportune time. To avoid this drawback, the shut-off valve 18 is provided, which is closed for this purpose. This has the result of interrupting the communication between the channel 24 and the compensation valve 12, so that, even if the latter is opened, air cannot flow from the main reservoir to the brake line ( fitting 4).
To perform rapid braking, the control lever 19 is brought into the position provided for such braking.
In this position, the chamber 61 of the rotary slide 40 places the channel 36 and the channel 43 directly in communication with the atmospheric opening 38. The piston 13 moves downwards, the valve 12 uncovers the mouth of the bore provided. in the rod of this piston and the air in the brake line escapes to the atmosphere. At the same time, the control piston of the rapid brake valve 6 is decompressed, so that the latter opens and thus allows the pressurized air from the brake line (connection 4) to escape through a large diameter passage, i.e. connection 5.
In order to allow the mechanic to observe the moment when the last brake of the convoy is released, a pressure gauge 63, or similar device, connected to the reservoir 15 with intermittent action is provided. When this manometer indicates that the reservoir 15 is no longer under pressure, it is deduced from this that the pressure no longer acts on the auxiliary piston 14, that the pressure is balanced on the two faces of the compensating piston.
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tor 13, that the air in the brake line, after reaching the full filling pressure, is no longer moving and that, consequently, all the brakes are released.
When changing a locomotive, it can happen, either by a lack of accuracy of the pressure regulator spring, or by a lack of accuracy of the pressure gauge of the brake line, - after having uncoupled a locomotive, the pressure in the train brake line is slightly higher than the normal pressure of 5 atm. and that @ the brake line of the new locomotive which is then coupled to the train is under the regulatory pressure or at a pressure slightly lower than it. Generally, this has the effect of applying the brakes, at least in the front part of the convoy, due to the transfer of pressurized air from the brake line of the train to that of the locomotive.
In order to avoid this drawback, an equalizing device 18a is provided for the operating valve according to the invention. The latter is activated shortly before coupling the locomotive to the train. This has the effect of opening the valve 64, so that air at the pressure determined by the pressure regulator flows into the reservoir 15 and, therefore, under the auxiliary piston 14, which slightly opens the compensating valve 12. , thereby allowing air from the main reservoir to flow into the locomotive brake line.
It follows that the pressure in the brake line of the locomotive is not less than that in the brake line of the train, and therefore the air from the latter cannot flow to the locomotive. , of
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so that no train brake can be applied unexpectedly.
CLAIMS.
1 - Maneuvering valve for compressed air brakes, in particular of the type in which each position of the control lever included within the limits of ordinary service braking, corresponds to a determined pressure in the brake line, characterized by the provision of 'a push-button filling valve (34) intended to be actuated, in the operating and service braking positions, by a push-button lever (33), and the actuation of which has the effect of opening a high-pressure filling valve pressure (7) interposed in the pipe between the main tank (connection 3) and a transfer valve (10) controlling the brake line (connection 4), which causes the opening of the transfer valve (10) and the filling a tank (15)
acting intermittently with air at the pressure determined by the pressure regulator (19,29, 30).