Dispositif de commande pour freins à fluide sous pression. La présente invention concerne un dis positif de commande pour freins à fluide sous pression, qui comporte un organe de commande mobile combiné avec une chambre à fluide et associé à un mécanisme à valve actionné en dépendance des pressions agis sant sur ledit organe.
Suivant l'invention, des moyens sont prévus pour que la, force agissant sur ledit organe du côté de la chambre à fluide soit maintenue automatiquement dans toutes cir constances à une valeur constante prédéter minée de façon à empêcher que des varia tions indésirables de la. pression dans la chambre affectent défavorablement le fonc tionnement dudit mécanisme à valve.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé qui en montre une coupe sché matique appliquée à un frein à air comprimé.
Le frein représenté au dessin comporte un cylindre de frein 1, un réservoir à pres- sion constante 2, un réservoir d'air de ser vice 3, une conduite de frein principale 4, un dispositif à valve-pilote de service 5, un dispositif à valve de serrage de service 6, un dispositif à valve d'urgence 7, des dispo sitifs de chargement des réservoirs, 8 et 9, un dispositif à soupape à action rapide 10, et un dispositif à soupape d'alimentation pour serrage urgent 11.
Le dispositif à valve-pilote de service 5 comporte une série de diaphragmes flexibles interconnectés 12, 13, 14 et 15, espacés l'un de l'autre pour former des chambres. La chambre 16 à la gauche du diaphragme 12 est reliée à un conduit 17 allant à la cGn- ,duite principale 4. La chambre 18 entre les diaphragmes 12 et 13 est ouverte vers l'at mosphère par une lumière 19. La chambre 20 entre les diaphragmes 13 et 14 est reliée à. un conduit 21. La chambre 22 entre les diaphragmes 14 et 15 est ouverte à l'atmos phère par une lumière 23, et la chambre M, à la droite du diaphragme 15, est reliée par un conduit 25 au réservoir à pression cons tante 2.
La tige de connexion 26 des diaphragmes précités est disposée pour actionner une valve-tiroir 27, et dans la position de desserrage de la valve-tiroir, la chambre 20 (quoique au dessin la chambre 20a semble séparée de la chambre 20 par une cloison, en réalité la chambre 20a n'est qu'une partie de la chambre 20) est reliée à une lumière d'échappement 28. Dans la position de ser rage, la chambre 20 est reliée à un conduit 29 conduisant au réservoir de service 3.
Le dispositif à valve de serrage de ser vice 6 comporte un piston 30 logé dans une chambre à piston 31, une valve-tiroir de des serrage 32 logée dans une chambre 33, et une soupape d'alimentation 34 logée dans une chambre à soupape 35, lesdites valve et sou pape étant actionnées: par le mouvement du piston 30. La chambre 33 est reliée par un conduit 36 au cylindre de frein 1, et la cham bre à soupape 35 est reliée au conduit 29 du réservoir de service 3.
La chambre à piston 31 est reliée par un conduit 37 à une chambre de commande 38 prévue d'un côté du diaphragme flexible 39 et ledit diaphragme est établi pour actionner une valve-tiroir 40 pour commander la com munication entre le conduit 21 et la cham- 38. La chambre 41 prévue à droite du dia phragme 39 est reliée à un conduit 42 et ren ferme un ressort à boudin 43 qui exerce une certaine pression sur ledit diaphragme.
Le dispositif à valve d'urgence 7 com porte un piston 44 logé dans une chambre à piston 45 qui est reliée au conduit 17 allant à la conduite principale, et un tiroir princi pal 46 avec un tiroir de gradation 47, les deux logés dans une chambre à tiroir 48 et disposés pour être actionnés par le piston 44.
Le dispositif à soupape à action rapide 10 comporte un piston 49 logé dans une chambre à piston 50 qui est reliée à un con duit 51 conduisant au siège du tiroir 46, et une soupape 52 de mise à l'air de la conduite principale, logée dans une chambre à sou- pape 53 et disposée pour être actionnée par le piston 49, la chambre 53 étant reliée au conduit 17 allant à la conduite principale.
Le dispositif à soupape d'alimentation d'urgence 11 comporte un piston-soupape 54 et une chambre 55 à la droite de ce piston- soupape reliée par une lumière rétrécie 56 à une chambre 57 qui est reliée à un conduit 58 conduisant vers le siège du tiroir 46. Dans la position de fermeture du piston-soupape 54, l'aire située à l'extérieur du siège est reliée au conduit 29 du réservoir de service 3 et séparée d'une aire située à l'intérieur du siège qui est reliée par un conduit 59 au con duit 36 du cylindre de frein 1, le conduit 59 contenant un bouchon d'étranglement à lumière rétrécie 60.
Le dispositif de chargement de réservoir 8 commande le chargement du réservoir à pres sion constante 2 et comporte une tête 61 re liée à un diaphragme à .soufflet 62 et dispo sée pour actionner un. tiroir 63. Le dispositif de chargement 9 commande le chargement -du réservoir d'air de service 3 et comporte une tête 64 reliée à un diaphragme à soufflet 65 et disposée pour actionner un tiroir 66.
Lors du fonctionnement, lorsque la con duite principale 4 est alimentée de fluide sous pression, le fluide passe par le conduit 17 ,de la conduite principale à la chambre à piston 45 -du dispositif à tiroir d'urgence 7 et aussi par le \conduit 17, après avoir passé par une soupape de retenue à bille 67, au siège du tiroir 46. Le dispositif à tiroir d'ur gence 7 se trouvant dans la position de des serrage comme représenté, le conduit 17 de la conduite principale communique avec un canal 68 du tiroir 46 de façon que le fluide passe de la conduite principale par ledit ca nal -et par une lumière commandée par une soupape de retenue à bille 69 dans le tiroir 47, à la chambre a tiroir 48.
De cette cham bre 48, le fluide passe par une lumière 70 et un conduit 71 dans la chambre à action rapide 72.
Lorsque la pression dans la conduite principale a été augmentée à une valeur pré déterminée, le dispositif de chargement 8 est actionné de façon à mouvoir le tiroir 63 pour faire communiquer le conduit 17 avec une chambre à tiroir 73 qui est reliée au con duit 25 du réservoir correspondant 2. Le ré servoir 2, dit à pression constante est alors alimenté de fluide à la pression de la con duite principale. Le dispositif de charge ment 9 est actionné de la même manière pour mouvoir le tiroir 66 pour faire communiquer le conduit 17 de la conduite principale avec une chambre à tiroir 74 qui est reliée au conduit 29 du réservoir d'air de service 3 de façon que le réservoir de service 3 est égale ment alimenté de fluide à la pression de la conduite principale.
Les parties sont dimensionnées de façon que, lorsque la chambre 16 du dispositif à valve-pilote 5 est chargée à la pression nor male ou de régime de la conduite principale, la valve-tiroir 27 est maintenue dans sa posi tion de droite, dans laquelle la chambre 20 est ouverte à la lumière d'échappement 28. La pression atmosphérique régnant dans la chambre 20 règne également dans la cham bre 31, parce que ces chambres sont reliées entre elles par le conduit 37, la chambre 38 et le conduit 21 lorsque le tiroir 40 est dans la position, dans laquelle il est représenté au dessin, où la lumière 75 de ce tiroir com munique avec le conduit 21.
La pression atmosphérique régnant dans la chambre 31, le piston 30 sera dans sa po sition de droite, comme représenté au des sin, dans laquelle la chambre 33 est reliée par une lumière 76 dans le tiroir 32 à un con duit 77 d'échappement à l'atmosphère. La chambre 33 est reliée au conduit 36 allant au cylindre de frein 1 de sorte que le cylindre de frein 1 est maintenant ouvert à l'échappe ment et que les freins sont desserrés.
Si l'on veut effectuer un serrage de ser vice des freins, la pression de la conduite principale est réduite de la manière ordi naire, et par conséquent la pression dans la chambre à diaphragme 16 est réduite dans la même mesure. Les pressions sur les dia phragmes du dispositif 5 n'étant ainsi plus en équilibre, la pression du fluide dans la chambre 24 provoque un mouvement des dia phragmes vers la, gauche. La valve-tiroir 27 est ainsi déplacée de façon à obturer la lumière d'échappement 28 et à ouvrir le con duit 29 vers la chambre 20.
Le fluide sous pression est alors amené du réservoir de ser vice 3 par le conduit 29 à la chambre 20 et il continue d'y affluer jusqu'à ce que la pression dans ladite chambre soit augmen tée à un degré suffisant pour mouvoir les diaphragmes vers la droite, par suite de la différence des aires actives du diaphragme 14 et du diaphragme 13.
La pression du fluide dans la. chambre à piston 31 s'établit progressivement par l'arrivée du fluide venant de 1a chambre à ti roir 20 par le conduit 21, la lumière 75, la chambre 38 et le conduit 37 de façon qu'il s'y établit finalement la même pression que dans la chambre 20, et le piston 30 est mû de ce fait vers la gauche en déplaçant d'abord le tiroir 32 pour obturer la lumière d'échap pement 77 et en actionnant ensuite la sou pape 34 pour l'écarter de son siège.
Lorsque la soupape 34 est écartée de son siège, du fluide sous pression est amené du réservoir de service 3 par le conduit 29 et la chambre 35 à la chambre 33 et de là par le conduit 21 au cylindre de frein 1. Une pres sion s'établit ainsi dans le cylindre de frein, jusqu'à ce que la, pression régnant dans la chambre-tiroir 33 et agissant sur le piston 30 ,dépasse légèrement la pression du fluide dans la chambre à piston. 31, le piston de celle-ci étant alors mû suffisamment vers la droite pour permettre à la soupape 34 de se fermer.
Si une fuite devait se produire depuis la chambre à piston 31 ou depuis, la chambre à tiroir 20, les diaphragmes du dispositif 5 se déplaceraient vers la gauche pour établir de nouveau la communication .du conduit d'alimentation 29 .avec la: chambre 20, et une quantité suffisante de fluide serait amenée pour compenser cette fuite et maintenir la pression dans ladite chambre sensiblement constante.
-S'il devait se produire une fuite du cy lindre de frein 1, la chute de pression cor- respondante dans la chambre 33 provoque rait un déplacement du piston 30 vers la gauche de façon à ouvrir de nouveau la sou pape 34 et permettre une nouvelle admis sion de fluide sous pression au cylindre de frein pour compenser les pertes de fuite.
Le piston 44 du dispositif à tiroir d'ur gence 7 sera également déplacé vers l'exté rieur par la réduction de la pression de la conduite de frein, jusqu'à ce qu'il vienne heurter un arrêt à ressort 78. Le tiroir auxi liaire ou de gradation 47 est ainsi re lativement déplacé par rapport au tiroir principal 46, mais non pas suffisamment pour découvrir la. lumière 79. Dans ce mou vement, un canal 80 dans le tiroir 47 vient se mettre en face d'un canal 81 dans le tiroir 46, lequel à son tour se trouve en face d'un conduit d'échappement 82 de façon que le fluide sous pression s'échappe de la chambre à tiroir 48 et de la chambre à action rapide 72 pour empêcher tout mouvement ultérieur du piston 44 vers l'extérieur dans la direc tion de la, position d'urgence.
Dans ce mouve ment, une cavité 83 dans le tiroir auxiliaire 47 relie une lumière 84 à la lumière 68 de façon que le fluide s'échappe de la conduite principale 4 par le conduit 17 vers un con duit 85, et en passant par une soupape de retenue 86, au conduit 36 du cylindre de frein. Il se produit ainsi un échappement local du fluide de la conduite principale de façon qu'une action rapide de service en sé rie est effectuée.
Lorsqu'une réduction brusque de la pres sion dans la conduite principale est effec tuée en vue de produire un serrage urgent des freins, le piston d'urgence 44 sera dé placé à la position d'urgence en comprimant l'arrêt à ressort 78. Dans ce mouvement, le tiroir 47 se déplace d'abord pour découvrir la lumière 79 de façon que du fluide sous pression est amené de la chambre à tiroir 48 par le conduit 51 au piston à action rapide 49. Ledit piston est alors actionné pour ou vrir la soupape d'échappement 52 et permet tre un échappement de fluide de la conduite principale par le conduit 17 à la lumière 87 d'échappement à l'atmosphère.
Le tiroir principal 46 se déplace alors de façon qu'une cavité 88 y pratiquée relie le conduit 71 au conduit 51. La chambre à piston 50 est ainsi reliée à la chambre à ac tion rapide 72 et le piston 49 est maintenu dans sa position avec la soupape 52 ouverte jusqu'à ce que la pression dans la chambre à action rapide 72 ait diminué par la voie d'une lumière rétrécie 89 pratiquée dans le piston 49.
Dans la position de desserrage du tiroir d'urgence 46, une cavité 90 de celui-ci relie le conduit 58 nu conduit 29 de sorte que la chambre 57 du dispositif à soupape d'urgence à haute pression Il est remplie de fluide à partir du réservoir de service 3. Dans la po sition d'urgence, une cavité 91 du tiroir 46 relie le conduit 58 à une lumière d'échappe ment 92 de sorte que du fluide s'échappe de la chambre 57 et aussi de la chambre 55 par le canal 56 et que le piston-soupape 54 est alors mû vers la droite. Du fluide sous pres sion venant du réservoir de service 3 est alors amené directement au conduit 59 à travers le siège de la soupape 54 et ensuite par le conduit 3'6 au cylindre de frein 1.
Pendant le fonctionnement du dispositif à tiroir-pilote 5 il est très .désirable que la pression sur le diaphragme 15 soit maintenue constante, attendu. que la, commande de la pression dans le serrage des freins dépend de cette*pression sur le diaphragme 15. Il est possible que la pression dans la chambre 24 varie par suite de fuites depuis le réservoir 2, et afin de compenser ces fuites, on a prévu un diaphragme additionnel 93 soumis d'un côté à la. pression @de la chambre 24 et limi tant une chambre 94 sur son côté opposé, qui est ouverte à l'atmosphère par une lu mière 95. Le diaphragme 93 est exposé à la pression d'un ressort 9,6 contenu dans la chambre 94.
Lorsque la, pression dans le réservoir 2 et dans la chambre 24 est maintenue à la, valeur constante à laquelle le frein doit fonctionner, le diaphragme 93 est mû vers l'extérieur à l'encontre de la pression du res sort 96 et n'a point d'effet sur le diaphragme 15; mais si la pression dans la chambre 24 devait tomber au-dessous de la valeur cons tante prédéterminée, dans une mesure pré déterminée, par exemple de 35 kg à 32,5 kg, le ressort 96 entrera en action pour exercer une pression sur le diaphragme 15 dans la mesure dans laquelle la pression du fluide dans la chambre 24 est tombée en des sous de la valeur prédéterminée, et ainsi la force agissant de droite .à gauche sur le dia phragme 15 sera maintenue constante.
Le tiroir 40 et le diaphragme 39 servent à limiter la pression dans le cylindre de frein lors de serrages de service des freins. Lors qu'on établit un serrage de service des freins, la chambre 41 est reliée à l'atmosphère par le conduit 42, la cavité 91 du tiroir d'urgence 46 et la lumière d'échappement 92 et si la pression dans la chambre 38 est augmentée au-dessus d'une valeur prédéterminée et suf fisamment pour surmonter la pression du res sort 43, cette pression étant à la limite dé sirée pour des serrages de service des freins, le diaphragme 39 sera actionné pour mouvoir la soupape 40 et interrompre ainsi la com munication de la, chambre 20 avec la cham bre 31. Il en résulte que la pression dans la chambre 31 ne peut pas, être augmentée da.
vantage dans un serrage de service des freins et que par conséquent la pression du cylindre de frein sera limitée pour correspondre à la pression de limitation amenée à la cham bre 31.
Lors d'un serrage d'urgence des freins, la chambre 41 est reliée par le conduit 42 et la lumière 97 du tiroir 46 à la chambre à tiroir 48 et par conséquent la chambre 41 est alimentée de fluide sous pression. Le diaphragme 39 est par conséquent maintenu en position pour maintenir la communication de la chambre 20 avec la chambre 31, par les pressions combinées du ressort 43 et du fluide sous pression, de sorte que le piston 30 est soumis à la pleine pression obtenable, et qu'on obtient ainsi la pression d'urgence maximum dans le cylindre de frein.