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La présente invention concerne les appareillages de freinage à fluide sous pression et plus particulièrement ceux du type comportant des commandes automatiques de sécurité.
Les locomotives modernes sont équipées généralement d'un appa- reillage de freinage à fluide sous pression comportant un dispositif de commande de sécurité à valve, dit "d'homme mort", qui produit un serrage des freins de la locomotive à moins que le mécanicien n'appuie constam- ment sur une pédale ou un levier manuel excepté dans certaines condi- tions pendant un freinage amorcé à la main. Si le mécanicien place une boite à outils ou un autre objet sur ce levier, ou s'il s'effondre di-même pour une raison quelconque de telle ornière qu'il maintient ce levier abaissé, la commande de sécurité peut être rendue complètement inopérante.
La présente invention a donc pour but de réaliser un appareil- lage de freinage comportant un dispositif de commande de sécurité tel qu'il ne puissa pas être annulé d'une manière continuée
Un autre but de l'invention est de réaliser un tel dispositif qui exige une action ou manifestation périodique, mais non continue, de la part du mécanicien, et qui ne produit pas un serrage de sécurité des freins de la locomotive si le pied ou la main du mécanicien est retiré momentanément du levier.
Le dispositif de commande de sécurité conforme à l'invention n'exige pas une telle action ou manifestation périodique dans certaines conditions où la vigilance du mécanicien est démontrée par l'accomplissement d'autres actes.
Pour atteindre les buts mentionnés ci-dessus, on utilise sur la locomotive un dispositif nouveau qui exige du mécanicien une action périodique mais non continue et qui le prévient à l'avance quand une telle action est nécessaire, de manière à lui laisser un temps raisonnable,s'il est inerte, pour actionner ce dispositif et empêcher ainsi un serrage indésirable des freins dé la locomotive. Un dispositif dont l'action peut être supprimée est prévu pour annuler automatiquement la commande de sécurité, non seulement pendant un serrage amorcé à la main de service, d'urgence ou indépendant, des freins de la locomotive, mais aussi pendant et un peu après que l'avertisseur ordinaire a été actionné, ou après que la locomotive s'est arrêtée, fait marche arrière ou avance à faible vitesse.
D'autres buts et avantages de l'invention apparaitront dans la description plus détaillée qui va suivre.
Sur le dessin annexé : - la figure 1 est une vue schématique d'une partie de l'appareillage de freinage conforme à l'invention; - la figure 2 est une coupe à grande échelle d'une partie du dispositif de freinage automatique à valve, dont le contour est représenté sur la figure 1; - la figure 3 est une coupe à grande échelle d'un dispositif pneumatique de coupure à valve représenté schématiquement sur la figure 1.
- DESCRIPTION -
Si on considère la figure 1 du dessin, on voit que l'appareillage de freinage à fluide sous pression conforme à l'invention comprend d'abord la conduite générale habituelle 1 qui s'étend sur toute la longueur du train, et ensuite sur la locomotive le réservoir principal habituel 2, le dispositif d'alimentation 3 à valve, le' dispositif de freinage
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automatique 4, à valve, appelé aussi"robinet de mécanicien", le dispositif de commande de freinage 5 à valve, le réservoir auxiliaire 6, le dispositif à valve 7 de relais du cylindre de frein, et enfin le cylindre de frein 8.
Puisque tous les éléments constitutifs que l'on vient d'énumérer peuvent être des types utilisés dans l'équipement de freinage de locomotive n 24-RL, qui est représenté et décrit Jans la notice d'instruc- tion n 5066 de Mars 1948 de la Westinghouse Air Brake Company, la description qui va suivre et le dessin annexé ont été limités à cet équipement et.aux caractéristiques de fonctionnement qui sont essentielles pour comprendre clairement l'invention. @
Si on considère les figures 1 et 2 du dessin, on voit que le robinet de mécanicien 4 est de préférence du type désigné dans la notice d'instruction déjà citée sous le nom de "robinet de freinage DSE-24";
ce robinet comprend essentiellement un dispositif à valve (non représenté) que l'on peut, en déplaçant une poignée 9, faire passer à une position de marche pour relier le dispositif d'alimentation à valve 3 à la conduite générale 1, en vue de charger celle-ci avec du fluide sous pression venant du .réservoir principal 2 par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation 10 et de ce dispositif d'alimentation. Le robinet 4 peut être placé également, au moyen de la poignée 9, dans une position de serrage de sercice, pour effectuer dans la pression de la conduite générale une réduction de service d'un degré désiré quelconque et dans une position de recouvrement pour accumuler le fluide dans la conduite générale à la pression réduite désirée.
Le robinet de Mécanicien 4 comprend une partie 11 de serrage de service qui, comme on le voit sur la figure 2, comprend elle-même un piston 12 monté coulissant dans un carter 13 en plusieurs pièces; ce piston est soumis d'un côté à la pression de fluide régnant dans une chambre 14 et de l'antre côté à la pression de fluide régnant dans une chambre 15.
La chambre 15 peut être chargée constamment avec du fluide sous pression venant du réservoir principal 2 par une dérivation du conduit d'alimentation 10 (figure 1); la chambre 14 peut être vidangée dans l'atmosphère par un conduit 16 de commande de sécurité, ou être chargée avec du fluide sous pression venant de la chambre 15 par un orifice '17, qui est prévu dans le piston 12 pour permettre aux pressions dans les chambres 14-15 de s'égaliser à une vitesse déterminée. Un ressort 18 disposé dans la chambre 14 pousse le piston 12 vers une position normale, pour définir une position normale d'un tiroir 19 disposé dans la chambre 15 et relié positivement au piston 12.
Le tiroir 19 se trouvant en position normale, une dérivation du conduit 16 de commande de sécurité est obstruée et une conduite 20 de commande de suppression de puissance est reliée à l'air libre. Quand le fluide sous pression contenu dans la chambre 14 s'échappe par le conduit 16 de commande de sécurité, le piston 12 et le tiroir 19 occupent au contraire une position de serrage, de manière à produire une réduction de "service" dans la pression de la! conduite générale et à effectuer ainsi d'une manière connue un serrage de "commande de sécurité" des freins de la locomotive.
Dans cette position de serrage le tiroir 19 ouvre à l'air libre, par l'orifice habituel "de verrouillage" non représenté, la dérivation déjà mentionnée du conduit 16 et permet également au fluide sous pression du conduit d'alimentation 10 de passer dans la conduite 20 de commande de suppression de puissance, de manière que le dispositif ordinaire 21 de suppression de puissance puisse couper l'alimentation des moteurs d'entraînement d'une locomotive électrique ou d'une locomotive diésel-électrique; on empêche ainsi le grillage des commutateurs, conformément à la pratique courante.
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Si l'on se réfère maintenant à la figure 1 du dessin, on voit que le dispositif à valve 5 de commande de freinage comprend essentielle- ment un dispositif à valve (non représenté) susceptible, en réponse à une réduction de service dans la pression de la conduite générale 1, de faire arriver le fluide sous pression du réservoir auxiliaire 6, d'abord dans la conduite 23 par l'intermédiaire d'une conduite 22 et du dispositif 5, et ensuite dans le dispositif à valve 7 de relais du cylindre de frein pour actionner ce dispositif et fournir du fluide à une pression corres- pondante, à partir d'une dérivation du conduit d'alimentation 10, à une conduite 24 constamment ouverte sur le cylindre de frein 8; on effectue ainsi d'une manière connue un serrage de service des freins.
A la suite d'une augmentation de la pression dans la conduite générale, le disposi- tif 5 fonctionne pour relier la conduite générale 1 à la conduite 22, en vue de recharger le réservoir auxiliaire 6, et aussi pour relier en même temps la conduite 23 à un orifice dévacuation ( non représenté) de ce dispositif de manière que le dispositif à valve 7 puisse vidanger le cylindre de frein 8 par l'intermédiaire de la conduite 24, qui ne communi- que pas dans ces conditions avec le conduit d'alimentation 10; on desser- re ainsi d9une manière connue les freins de la locomotive.
Le dispositif à valve 5 de commande de freinage et le dispositif à valve 7 de relais coopèrent également, d'une manière analogue, pour fournir du fluide sous pression au cylindre de frein 8 par la conduite
24 pendant un serrage d'urgence des freins du train ou pendant un serrage indépendant des freins de la lomomotive, comme on l'a expliqué en détail dans la notice d'instruction mentionnée plus haut. L'avertisseur pneumatique ordinaire 25 comppend un dispositif à valve (non représenté) commandé par un levier 26 actionné à la main.
Ce levier est sollicité normalement vers une position de fermeture, pour laquelle le conduit d'alimentation 10 est séparé d'une conduite 27 de commande de l'avertisseur, mais ce levier peut être déplacé jusqu'à une position d'ouverture pour faire arriver du fluide sous pression de ce conduit .10 dans cette conduite décommande 27 en vue de faire retentir l'avertisseur.
Conformément à l'invention, on prévoit un dispositif de commande de sécurité comprenant les éléments et les connexions non encore décrits ci-dessus et représentés sur la figure la
Ce dispositif de commande de sécurité comprend deux dispositifs pneumatiques de coupure à valve 28,29, un dispositif de.manifestation à valve 30 actionné de préférence à la main, et deux réservoirs 31, 32 pour emmagasiner le fluide sous pressiono Le dispositif de commande de sécurité comprend aussi de préférence les éléments facultatifs suivants :
deux dispositifs 33, 34 à clapet de retenue, de préférence du type à bille, un dispositif magnétique à valve 35, et un dispositif 36 associé avec le dispositif ordinaire de commande ( non représenté) qui sert communément à commander la vitesse et le sens de déplacement d'une locomotive électrique ou diésel-électriqueo
Le dispositif pneumatique de coupure à valve 28 sert de valve d'avertissement et peut être du type représenté sur la figure 3; ce type comprend essentiellement un diaphragme flexible 37 serré entre des parties d'un carter 38 et séparant une chambre de commande 39 d'une chambre sans pression 40.La chambre de commande 39 peut être chargée de fluide sous pression ou être vidangée dans l'atmosphère par une conduite 41 (figure 1) qui est normalement ouverte à l'air libre par un orifice calibré 41a;
la chambre sans pression 40 est au contraire constamment ouverte à l'air libre par un orifice 42 percé dans le carter. Le diaphragme 37 est relié à une tige coaxiale 43 par l'intermédiaire d'une pièce d'appui 44 disposée dans la chambre 40. La tige 43 se prolonge au-delà de la chambre 40 jusque dans une chambre 45 en traversant une cloison 46 ; peut coulisser d'une manière étanche dans un alésage 47 percé dans cette cloison. Une soupape de coupure 48, disposée dans la chambre 45 et reliée à l'extrémité de la
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tige 43, commande la communication entre le chambre 45 et une chambre 49 à travers un alésage 50 percé dans une cloison 51;
cette soupape 48 peut s'appliquer sur un siège annulaire et conique 52 formé dans cette cloison et entourant l'alésage 500
Pendant le fonctionnement, quand la pression du fluide dans la conduite 41 est inférieure à une valeur prédéterminée, un ressort 53 disposé dans le chambre 40 et agissant sur la pièce d'appui 44 solidaire du diaphragme 37 pousse celui-ci et la tige 43 jusqu'à une position normale, dans laquelle ces deux pièces sont représentées sur la figure 3.
Dans cette position, la soupape 48 est maintenue ouverte par la tige 43 et permet ainsi au fluide sous pression de passer entre les chambres 49 et 45; cette communication entre les deux chambres est désignée sur la figure 1 par le nombre de référence 54. Dans ces conditions, le fluide sous pression venant du réservoir principal 2 s'écoule, en passant par une dérivation du conduit 10 et la communication 54 du dispositif 28, dans un dispositif avertisse.:= actionné pneumatiquement, tel qu'un sifflet 55, pour prévenir le mécanisien que la pression dans la conduite 41 a diminué jusqu'à la valeur prédéterminée mentionnée plus haut.
Quand le fluide sous pression arrive au contraire dans la chambre de commande 39 par la conduite 41, le diaphragme 37 s'incurve, malgré la résistance opposée par le ressort 53, pour venir occuper une position de coupure, dans laquelle la soupape 48 est maintenue fermée par la tige 43; la communication est alors coupée entre la chambre 49 et la chambre 45 et le signal sonore avertisseur prend fin; cette coupureavec la dérivation du conduit d'alimentation 10 fermée à son extrémité dans la chambre 49, est désignée sur la figure 1 par le nombre de référence 560
Le dispositif de coupure à valve 29 sert de valve d'application de la commande de sécurité.
La structure du dispositif 29 est de préféren- ce identique à celle du dispositif 28, avec cette différence cependant que le ressort 53 du dispositif 29 est plus faible que celui du dispositif 28 pour des raisons que 1-'on va expliquer à présent.
La pression du fluide dans la chambre de commande ,39 du dispositif 29 est commandée également par l'intermédiaire de la conduite mais la chambre 45 de ce dispositif est ouverte à l'air libre et la chambre 49 s'ouvre sur le conduit 16 de commande de sécuritéo
Quand la pression du fluide dans la conduite 41 tombe par l'intermédiaire de l'orifice calibré 41a jusqu9à la valeur prédéterminée mentionnée plus haute le dispositif 28 se déplace jusqu9à sa position normale et actionne le sifflet 55 (figure 1);
si la mécanicien néglige de recharger rapidement la conduite 41 et si la pression dans cette conduite tombe en conséquence à travers cet orifice calibré jusqu9à une valeur prédéterminée plus faible, le dispositif 29 se déplace jusqu'à sa position normale et met à Pair libre le conduit 16 de commande de sécurité par l'intermédiaire de sa communication 54, en amorçant ainsi une application "de commande de sécurité" des freins de la locomotive.
Le dispositif de manifestation 30 à valve peut être d'un type bien conn quelconque comprenant un dispositif à valve (non représenté) qui peut être placé au moyen d'une poignée, 57 dans une position normale ( la position correspondante de la poignée est d'ailleurs représentée) pour relier une conduite 58 à la conduite 41, en vue de faire passer le fluide sous pression du réservoir 31 dans le réservoir 32 par les conduites 58-41, et aussi dans les chambres de commande 39 des dispositifs respectifs de coupure 28-29;
ce dispositif à valve peut être placé également, au moyen de la poignée 57, dans une position de recharge (la position correspondante de la poignée est représentée sur le dessin par la ligne 57a en trait mixte), pour relier une -dérivation du conduit 10 à la conduite 58 et recharger ainsi le réservoir 31 avec du fluide sous pression fourni par le réservoir principal 2.
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Le réservoir 31 a une capacité sensiblement plus grande que celle du réservoir 32. Celui-ci est prévu de préférence pour garantir quun volume suffisant de fluide sous pression est disponible dans la conduite 41 pour maintenir le dispositif 29 en position de coupure pen- dant un temps raisonnable après le fonctionnement du sifflet 55, de manière à laisser ainsi au mécanicien le temps de déplacer la poignée 57 du dispositif de manifestation à valve 30 successivement jusqu'à sa po- sition de recharge, puis de nouveau jusqu9à sa position normale, sans qu'il se produise une application indésirable "de commande de sécurité" des freins de la locomotive;
il faut noter que pendant le mouvement de cette poignée, le fluide sous pression contenu dans les chambres de com- mande 39 des dispositifs 28-29 continue à perdre sa pression en séchap- pant dans l'atmosphère par l'orifice calibré 41a.
Puisque le fonctionnement périodique du dispositif de manifes- tation à valve 30 est nécessaire avec la structure que 1-'on vient de décrire, sans tenir compte du fait que le mécanicien peut avoir prouvé sa vigilance en accomplissant un autre acte quelconque, le dispositif de commande de sécurité comprend de préférence les éléments facultatifs énu- mérés précédemment, de manière que le mécanicien puisse se dispenser de ce fonctionnement périodique, s'il le désire, à condition de manifes- ter suffisamment sa vigilance par l'accomplissement d'autres actes tels que ceux décrits ci-dessouso
Le dispositif 33 à clapet de retenue est intercalé entre des dérivations des conduites 41 et 24,
pour permettre l'écoulement du fluide sous pression de la conduite 24 dans la conduite 41 quand la pression dans la conduite 24:dépasse la pression dans la conduite 41, et pour empêcher l'écoulement du fluide sous pression dans le sens inverse. Ce dispositif 33 est disposé en parallèle avec l'orifice calibré 41a, qui permet au fluide sous pression de s'écouer de la conduite 41 dans la conduite 24 avec un débit faible- et commandéo
Pendant le fonctionnement, quand les freins de la locomotive sont desserrés, la conduite 24 étant par conséquent mise à l'air libre par l'intermédiaire du dispositif à valve 7 de relais du cylindre de frein,
la pression dans les chambres de commande 39 des dispositifs 28-29 tombe jusqu'à la pression atmosphérique par l'intermédiaire de la conduite 41 à une vitesse commandée par l'orifice calibré 41a; au contraire, quand les freins de la locomotive sont serrés, cette chute de pression cesse ou tout au moins se ralentit.
Si la pression dans le cylindre de frein 8 dépasse la pression dans la conduite 41, du fluide sous pression passe du conduit d'alimentation 10 dans la conduite 41 par l'intermédiaire du dispositif 7, de la conduite 24 et du dispositif 33 à clapet de retenue en rechargeant ainsi le réservoir 32 et en rechargeant également, si le dispositif à valve 30 de manifestation se trouve dans sa position normale, le grand réservoir 310
Le dispositif 34 à clapet de retenue est intercalé entre une dérivation de la conduite 27 de commande de l'avertisseur et une dérivation de la conduite 41, de manière à permettre l'écoulement du fluide de la conduite 27 dans la conduite 41, mais à empêcher l'écoulement dans le sens inverser ainsi,
la conduite 41 peut être rechargée en fluide sous pression à partir du conduit d'alimentation 10 toutes les fois que l'avertis- seur 25 est actionnée
Le dispositif magnétique 35 à valve peut être d'un type bien connu quelconque comprenant un électro-aimant (non représenté) et un dispositif à valve (non représenté) qui peut être commandé par l'excitation de cet électro-aimant pour relier une dérivation du conduit d'alimentation 10 à une dérivation de la conduite 58, en vue de fournir du fluide sous pression au réservoir 31 et aussi, si le dispositif de manifestation 30 à valve est dans sa position normale, à la conduite 41, au réservoir 32
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et aux chambres de commande 39 des dispositifs 28-29;
ce dispositif à valve peut agir également, quand l'excitation de l'électro-aimant est interrompue, pour supprimer cette communication entre les dérivations du conduit 10 et de la conduite 58, les extrémités de ces dérivations étant alors fermées dans le dispositif 35.
L'une des bornes du dispositif magnétique 35 à valve est connectée à une source d'énergie électrique, telle qu'une batterie 59, par l'intermédiaire d'un fil d9alimentation 60, son autre borne est connectée par un fil 62 à un contact 61 du dispositif 36.
Comme on l'a indiqué précédemment, le dispositif 36 est associé au dispositif ordinaire de commande de la locomotive ( non représenté) qui comprend une partie de commande de puissance et une partie de commande de renversement de marche, pour commander respectivement la vitesse et le sens de marche d'une locomotive électrique ou diesel-électrique.
La partie de commande de renversement de marche actionne, par un dispositif électrique non représenté, le contact 61 de telle manière que, quand cette partie demande la marche avant de la locomotive, ce contact 61 touche un fil 63, comma on le voit sur le dessin, et quand cette partie demande la marche arrière de la locomotive, le contact 61 touche une dérivation du fil de retour 64 de la batterie pour fermer un circuit électrique et exciter ainsi le dispositif magnétique 35 à valve. Ce circuit électrique peut aussi être fermé dans certaines conditions que l'on définira maintenant, quand l'organe 61 est en contact avec le fil 63.
Le fil 63 est connecté à un bras de contact 65, qui peut toucher l'un de plusieurs plots, tels que 66, 67, 68 et 69, connectés électriquement entre eux et à une dérivation du fil de retour 64 de la batterie. Le bras de contact 65, tourne de préférence avec la partie de commande de puissance mentionnée plus haut de telle manière que, quand les moteurs de la locomotive tournent au ralenti, le bras de contact 65 touche le plot 66 et quand la partie de commande de puissance demande des augmentations successives de la vitesse jusqu'à une vitesse relativement faible et prédéterminée correspondant à la position du plot 69, le bras de contact 65 s'applique successivement sur les plots 67, 68, 69;
quand une nouvelle augmentation de vitesse est demandée, le bras 65 continuant à se déplacer dans le sens des -aiguilles d'une montre ( en regardant le dessin) quitte le plot 69.
On voit maintenant que le circuit électrique indiqué ci-dessus est fermé et que le dispositif magnétique 35 à valve est par conséquent excité, quand l'organe de contact 61 touche directement le fil 64 de retour de la batterie, par exemple pendant le renversement de marche, ou le touche par l'intermédiaire du fil 63, du bras de contact 65, et de l'un quelconque des plots 66,67, 68 ou 69, comme dans le cas ou la locomotive est arrêtée ou avance à faible vitesse.
Il faut remarquer aussi qu'on peut donner au réservoir 31 et à l'orifice calibré 41a les dimensions voulues pour exiger une fréquence désirée quelconque du fonctionnement périodique du dispositif de manifestation 30 à valve, quand la locomotive est en marche avant à une vitesse dépassant celle correspondant à la position du plot 69 du dispositif 36.
- FONCTIONNEMENT -
Pour exposer le fonctionnement, on va supposer initialement que le réservoir principal 2 est chargé en fluide sous pression, que la locomotive est arrêtée, avec ses moteurs tournant à vide, que la poignée 9 du dispositif de freinage à valve 4 est en position de marche et que les freins de la locomotive sont par conséquent desserrés, que le conduit 16 de commande de sécurité est chargé en fluide sous pression, et enfin que la poignée 57 du dispositif de manifestation 30 à valve se trouve en position normale.
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Dans ces conditions, les différents éléments se trouvent dans les positions respectives représentées sur les figures 1 et 20 Le circuit du dispositif magnétique à valve 35 est fermé par l'intermédiaire de l'organe de contact 61, du fil 63,du bras de contact 65, du plot 66 et du fil de retour 64 à la batterie, et excite par conséquent ce dispositif; il en résulte que du fluide sous pression s"écoule du réservoir principal
2 dans le conduit d'alimentation 10, et de là, par l'intermédiaire de ce dispositif 35 ét de la conduite 58, dans le réservoir 31 et dans le dispo- sitif de manifestation 30 à valve;
le fluide s'écoule ensuite par la conduite 41 dans les chambres de commande 39 des dispositifs 28, 29 et aussi dans le réservoir 32, en maintenant ainsi ces derniers dispositifs en position de coupure et leurs chambres de commande complètement chargées en fluide sous pression, bien qu'une partie de ce fluide s'écoule de la conduite 41 dans la conduite 24 avec un faible débit commandé par l'orifi- ce calibré 41a, et ensuite dans l'atmosphère en passant par le dispositif à valve 7 de relais du cylindre de frein.
On va supposer maintenant que la locomotive fait marche arrière, par exemple pour entrer dans une gare terminus en vue de former un train
L'organe de contact 61 du dispositif 36 a alors quitté le fil 63 pour venir toucher le fil 64 de retour à la batterie, en continuant ainsi à exciter le dispositif magnétique 35 à valve et en maintenant par conséquent le dispositif de commande de sécurité chargé en fluide sous pression comme on vient de l'expliquero
Si l'on suppose maintenant que la locomotive se met en marche avant, l'organe de contact 61 touche de nouveau le fil 63 et le circuit du dispositif magnétique 35 à valve reste fermé; ce dispositif est donc excité, tant que le Haras 65 reste en contact avec l'un des plots 66, 67, 68 et 69;
le plot 69, comme on l'a déjà indiqué, correspond à une position déterminée de la partie de commande de puissance du dispositif de commande de la locomotive mentionné plus haut, position demandant une certaine vitesse prédéterminée au-dessus de laquelle on désire faire intervenir la commande de sécurité. quand une augmentation de cette vitesse prédéterminée est demandée, le bras de contact 65 quitte le contact 69, ouvre ainsi le circuit du dispositif 35 et supprime par conséquent l'excitation de celui-ci;
il en résulte que les différentes parties du dispositif de commande de sécurité ne sont plus chargées automatiquement en fluide sous pression par l'intermédiaire du dispositif35 et de la conduite 580
Puisque la poignée 57 du dispositif de manifestation 30 à valve est encore en position normale, la pression régnant dans les deux réservoirs 31 et 32, ainsi que dans les chambres de commande 39, (figure 1) des dispositifs 28, 29,tombe maintenant, par suite de l'écoulement, à faible débit à travers l'orifice calibré 41a et le dispositif à valve 7 de relais du cylindre de frein, comme on l'a expliqué précédemment.
Quand la pression dans la conduite 41 a été réduite ainsi à la valeur prédéterminée déjà mentionnée, le dispositif 28 se déplace jusqu'à sa position normale en établissant ainsi la communication 54; le fluide sous pression s'écoule alors du conduit d'alimentation 10 dans le sifflet 55, pour prévenir le mécanicien que la poignée 57 du dispositif 30 doit être déplacée de sa position normale à sa position de recharge, afin de recharger le dispositif de commande de sécurité.
Si le mécanicien fait passer rapidement la poignée 57 à la position de recharge, le réservoir 31 est mis en communication par la conduite 58 et le dispositif 30 avec le conduit d'alimentation 10, de manière à être rechargé avec du fluide sous pression venant du réservoir principal 2. Le mécanicien laisse la poignée 57 en position de recharge pendant une courte période prédéterminée, qui est définie par la capacité choisie du réservoir 31 et le débit d'écoulement à travers le conduit 10, et ramène ensuite cette poignée à sa position normale.
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Pendant ce temps, le sifflet 55 continue à retentir, jusqu'à ce que la poignée 57 du dispositif 30 soit ramenée à sa position normale en avertissant ainsi le mécanicien que 1-'opération de manifestation n'a pas été effectuée; le réservoir 32 fournit à la conduite 41 un volume de fluide sous pression suffisant pour garantir que la pression dans la conduite 41, et par conséquent dans la chambre de commande 39 du dispositif 29 ne tombera pas;, pendant un intervalle de temps raisonnable, par l'intermédiaire de l'orifice calibré 41a jusquà la valeur faible prédéterminée et mentionnée plus haut pour laquelle le dispositif 29 passe en position normale en amorçant un freinage de "commande de sécurité".
Si la poignée 57 du dispositif 30 de manifestation à valve est ainsi ramenée à sa position normale dans cet intervalle de temps raisonnable, le fluide sous pression s'écoule, comme on l'a explique plus haut du réservoir 31 dans la conduite 41 et dans les chambres de commande 39 des dispositifs 28, 29, en faisant revenir ainsi le dispositif 28 à sa position de coupure pour laquelle le sifflet 55 cesse de fonctionner.
On remarquera maintenant que le mécanicien doit déplacer périodiquement la poignée 57 du dispositif de manifestation 30 à valve de sa position normale à sa position de recharge, puis la'ramener à sa position normale pour manifester sa vigilance. S'il est au contraire défaillant, c'est-à-dire s'il ne peut pas accomplir cette opération de manifestation, la pression dans la conduite 41 et dans les autres éléments du dispositif de commande de sécurité continue à diminuer vers la valeur de la pression atmosphérique en s'échappant par l'orifice calibré 41a, jusqu'au moment où cette pression atteint la faible valeur prédéterminée et déjà mentionnée pour laquelle le dispositif 29 passe en position normale;
le conduit de commande de sécurité 16 se vidange alors dans l'atmosphère par l'intermédiaire de la communication 54 du dispositif 29 et le tiroir 19 du dispositif de freinage 4 à valve passe en position de serrage, Il en résulte que du fluide sous pression arrive dans la conduite 20 pour actionner le dispositif 21 de suppression de puissance et pour couper l'alimentation des moteurs.
Le conduit 16 de commande de sécurité se vidange indépendamment dans 19 atmosphère par l'intermédiaire de l'orifice de verrouillage prédéterminé et une réduction "de service" se produit dans la pression de la conduite généraleo Le dispositif de commande de freinage 5 à valve répond à cette réduction de pression de la conduite générale pour fournir du fluide sous pression, à partir du réservoir auxiliaire 6, au dispositif à valve 7 de relais du cylindre de frein,
en permettant ainsi à ce dispositif de fournir du fluide à une pression correspondant au cylindre de frein 8 afin d'effectuer un serrage "de commande de sécurité" des freins de la locomotive et aussi d'ouvrir rapidement le dispositif 33 à clapet de retenuea Le fluide sous pression s'écoule alors dans les chambres de commande 39 des dispositifs 29-28 pour faire passer successivement ces deux dispositifs en position de coupure, afin de séparer rapidement -de l'atmosphère le conduit 16 de commande de sécurité et de mettre fin au bruit du sifflet 55; cette disposition permet au train de reprendre sa vitesse plus rapidement, en amorçant rapidement la recharge du système de commande de sécurité après un freinage de commande de sécurité, comme on va l'expliquer maintenant.
Pour reprendre le contrôle de la locomotive après un freinage de sécurité, le mécanicien, conformément à la pratique courante, doit ramener le dispositif de commande de la locomotive déjà mentionné à une position neutre et déplacer également la poignée 9 du dispositif de freinage 4 à sa valve de sa position de marche à sa position de recouvrement ;
ces deux opérations sont nécessaires pour rétablir l'alimentation des moteurs de la locomotive, et la deuxième opération est également nécessaire pour fermer l'orifice de verrouillage déjà mentionné par l'intermédiaire duquel le conduit 16 de commande de sécurité avait été vidangé indépendamment par suite du passage du tiroir 19 à sa position de serrage,
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Le dispositif de commande de la locomotive se trouvant en position neutre, le bras de contact 65 du dispositif 36 vient sur le plot correspondant 66 et excite ainsi le dispositif magnétique 35 à valve pour compléter la recharge du système de commande de sécurité, recharge qui avait été amorcée par l'intermédiaire du dispositif 33 à clapet de retenue;
il faut remarquer que le dispositif magnétique 35 fournit du fluide à ;La pression du réservoir principal, tandis que le dispositif 33 à clapet de retenue admet du fluide simplement à la pres- sion du cylindre de freine
Dès que 1'orifice de verrouillage a été fermé par le passage de la poignée 9 du dispositif de freinage 4 à sa position de recouvre- ment, le conduit 16 de commande de sécurité ne communique plus du tout avec l'atmosphère, le dispositif 29 étant déjà passé en position de coupureo La pression dans la chambre 15 du dispositif 4 s'égalise par conséquent dans la chambre 14 et le conduit 16 de commande de sécurité, à la vitesse commandée par l'orifice 17 du piston 12; il en résulte que ce piston et le tiroir 19 reviennent en position normale sous l'ac- tion du ressort 18.
Dans sa position normale, le tiroir 19 coupe la communication entre le conduit 16 et l'orifice de verrouillage, et provoque également la vidange de la conduite 20 dans 1-'atmosphère en rétablissant ainsi l'alimentation des moteurso La poignée 9 du dispositif
4 doit être alors placée, soit dans sa position de desserrage, soit dans sa position de marche, pour recharger la conduite générale 1 avec du fluide sous pression provenant du réservoir principal 2 et passant par le dispositif d'alimentation 3 à valve, et pour actionner ainsi le dispositif à valve 7 de relais du cylindre de frein,
dans le but de faire échapper le fluide sous pression du cylindre de frein 8 et de desserrer par conséquent les freins de la locomotive de manière que le train puisse' reprendre sa vitesseo
On remarquera que le dispositif 33 à clapet de retenue permet de recharger rapidement le dispositif de commande de sécurité, et en particulier la chambre de commande 39 du dispositif 29, avec du fluide à une pression au moins suffisante pour faire passer ce dispositif en position normale ;
il en résulte que, si le mécanicien fait passer la poignée 9 du dispositif de freinage 4 à valve dans sa position de recouvrement, sans -ramener d'abord le dispositif de commande de la locomotive à sa position neutre, le conduit 16 de commande de sécurité est néanmoins séparé de 1-*air libre dans le dispositif 29 et permet ainsi au tiroir 19 du dispositif 4 de passer en position normale comme on l'a déjà expliquée Il faut noter cependant qu'à un moment quelconque, pendant que la poignée 9 du dispositif 4 est en position de recouvrement, le dispositif de commande de la locomotive doit être ramené en position neutre;
autrement, le dispositif 21 de suppression'de puissance continue à couper 1'alimentation des moteurs
Si l'on suppose maintenant que le train reprend sa marche à grande vitesse et que le mécanicien actionne le dispositif avertisseur 25, une partie du fluide sous pression fourni ainsi à la conduite 27 de commande de l'avertisseur s'écoule dans la conduite 41, en passant par le dispositif 43 à clapet de retenue, si la conduite 41 n'est pas déjà chargée sensiblement à la pression du réservoir principal.
En augmentant ainsi la pression dans la conduite 41, cette disposition dispense provisoirement le mécanicien de se déranger en retardant l'opération suivante nécessaire de manifestation sur la poignée 57 du dispositif 300
On suppose maintenant que le mécanicien fait passer la poignée 9 du dispositif de freinage 4 à valve en position de service ou en position d'urgence, pour effectuer respectivement un serrage de service ou un serrage d'urgence des freins tout le long du train, ou qu'il actionne la poignee du robinet indépendant habituel ( non représenté) pour effectuer
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une application indépendante des freins de la locomotive.
Dans l'une ou 1 autre de ces conditions, le cylindre de frein 8 se charge en fluide sous pression et la chute, de pression se produisant dans le dispositif de commande de sécurité, par l'intermédiaire de l'orifice calibré 41a s'arrête ou se trouve tout au moins retardée, suivant la pression différentielle pouvant exister entre les deux côtés de cet orifice calibré; si la pression dans le cylindre de frein dépasse la pression dans la conduite 41, une certaine quantité de fluide s'écoule dans la conduite 41, par le dispositif 13 à clapet de retenue pour recharger le dispositif de commande de sécurité.
Ceci présupposenaturellementque le application des freins est effectuée pendant que le dispositif de commande de la locomotive est maintenu dans une position demandant une vitesse supérieu- re à celle pour laquelle le bras de contact 65 vient sur le plot 69, comme cela peut êtra judicieusement réalisé pendant le passage dans une courbe.
D'autre part, si le dispositif de commande de la locomotive est ramené vers sa position neutre ou même jusqu'à cette position, quand les freins sont appliqués et si le bras de contact 65 vient par conséquent sur l'un des plots 69, 68, 67 ou 66, le dispositif de commande de sécurité se recharge principalement par l'intermédiaire du dispositif magnétique 35 excité, avec 1-'aide initialement d'une recharge supplémentaire effectuée par le dispositif 33 à clapet de retenue, jusqu'au moment où celui-ci se ferme du fait que la pression dans la conduite 41 dépasse la pression dans lecylindre de frein 8.
On voit maintenant que l'appareillage de freinage à fluide sous pression conforme à l'invention comporte un dispositif de commande de sécurité,qui exige une action périodique du mécanicien pendant que la locomotive roule à une vitesse supérieure à une certaine valeur faible et prédéterminée et qu'une commande de sécurité est par conséquent désirable;
on voit aussi que cette commande de sécurité est supprimée automatiquement et avantageusement, pour éviter au mécanicien de se déranger quand une telle commande n'est pas nécessaire, par exemple pendant que la locomotive est arrêtée, ou quand Inactivité dp mécanicien est suffisamment absorbée par différentes conditions de conduite, comme dans le cas où la locomotive renverse son sens de marche, ou avance à faible vitesse, quand l'avertisseur est actionné, ou quand les freins de la locomotive sont serrés, par suite d'une application de "service" ou "d'urgence" amorcée à la main des freins du train, ou par suite d'une application indépendante des freins de la locomotive.
On voit également que le mécanicien ne peut pas annuler la caractéristique de commande de sécurité, quand le dispositif de commande de sécurité est mis en fonctionnement, et que les besoins en air comprimé de l'appareillage conforme à 1-invention, sont réduits jusqu'à un minimum puisque la chute de pression à travers l'orifice calibré la.la s'effectue dans la conduite 24 du cylindre de frein, et non directement dans l'at- mosphère.
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The present invention relates to pressurized fluid braking devices and more particularly to those of the type comprising automatic safety controls.
Modern locomotives are generally fitted with a pressurized fluid braking system comprising a valve-type safety control device, known as a "dead man's" control device, which produces a brake application of the locomotive unless the locomotive engineer. Do not press a foot pedal or hand lever constantly except under certain conditions during hand-initiated braking. If the mechanic places a toolbox or other object on this lever, or if he collapses by himself for some reason in such a rut as to keep this lever down, the safety control may be rendered completely inoperative. .
The object of the present invention is therefore to provide a braking apparatus comprising a safety control device such that it cannot be canceled in a continuous manner.
Another object of the invention is to provide such a device which requires a periodic action or manifestation, but not continuous, on the part of the mechanic, and which does not produce a safety application of the brakes of the locomotive if the foot or the mechanic's hand is momentarily withdrawn from the lever.
The safety control device according to the invention does not require such an action or periodic manifestation under certain conditions where the vigilance of the mechanic is demonstrated by the performance of other acts.
In order to achieve the above-mentioned goals, a new device is used on the locomotive which requires periodic but not continuous action from the engineer and which warns him in advance when such action is necessary, so as to give him a reasonable time , if it is inert, to operate this device and thus prevent undesirable application of the locomotive brakes. A device the action of which can be suppressed is provided for automatically canceling the safety command, not only during a manually initiated service, emergency or independent application of the locomotive brakes, but also during and shortly thereafter. the regular horn has been sounded, or after the locomotive has stopped, reversed, or is moving at low speed.
Other objects and advantages of the invention will appear in the more detailed description which follows.
In the appended drawing: - Figure 1 is a schematic view of part of the braking equipment according to the invention; - Figure 2 is a sectional view on a large scale of part of the automatic valve braking device, the outline of which is shown in Figure 1; - Figure 3 is a large-scale sectional view of a pneumatic valve cut-off device shown schematically in Figure 1.
- DESCRIPTION -
If we consider Figure 1 of the drawing, we see that the pressurized fluid braking apparatus according to the invention comprises first the usual brake pipe 1 which extends over the entire length of the train, and then over the locomotive the usual main tank 2, the valve feed device 3, the 'braking device
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automatic valve 4, also called a "mechanic's valve", the valve brake control device 5, the auxiliary reservoir 6, the valve device 7 for relaying the brake cylinder, and finally the brake cylinder 8.
Since all of the components just enumerated may be of the types used in locomotive braking equipment No. 24-RL, which is shown and described in the instruction manual No. 5066 of March 1948 of The Westinghouse Air Brake Company, the description which follows and the accompanying drawing have been limited to such equipment and to the operating characteristics which are essential for a clear understanding of the invention. @
If we consider Figures 1 and 2 of the drawing, we see that the engineer valve 4 is preferably of the type designated in the instruction manual already cited under the name of "DSE-24 brake valve";
this valve essentially comprises a valve device (not shown) which can, by moving a handle 9, change to an operating position to connect the valve supply device 3 to the general pipe 1, with a view to charge the latter with pressurized fluid coming from the main reservoir 2 via a supply duct 10 and this supply device. The valve 4 can also be placed, by means of the handle 9, in a tightening position of exercise, to effect in the pressure of the general pipe a reduction of service of any desired degree and in an overlapping position to accumulate the fluid in the brake pipe at the desired reduced pressure.
The Mechanic's valve 4 comprises a service clamping part 11 which, as can be seen in FIG. 2, itself comprises a piston 12 slidably mounted in a casing 13 in several parts; this piston is subjected on one side to the fluid pressure prevailing in a chamber 14 and on the other side to the fluid pressure prevailing in a chamber 15.
The chamber 15 can be constantly charged with pressurized fluid coming from the main reservoir 2 by a bypass of the supply duct 10 (FIG. 1); chamber 14 may be vented to atmosphere through a safety control conduit 16, or be charged with pressurized fluid from chamber 15 through port '17, which is provided in piston 12 to allow pressures in the chambers 14-15 to equalize at a determined speed. A spring 18 disposed in the chamber 14 pushes the piston 12 towards a normal position, to define a normal position of a spool 19 disposed in the chamber 15 and positively connected to the piston 12.
The spool 19 being in the normal position, a bypass of the safety control duct 16 is blocked and a power suppression control duct 20 is connected to the open air. When the pressurized fluid contained in the chamber 14 escapes through the safety control conduit 16, the piston 12 and the spool 19 instead occupy a clamped position, so as to produce a "service" reduction in the pressure. of the! general conduct and thus perform in a known manner a "safety control" application of the locomotive brakes.
In this clamping position the slide 19 opens to the open air, through the usual "locking" orifice not shown, the already mentioned bypass of the pipe 16 and also allows the pressurized fluid from the supply pipe 10 to pass into the power suppression control line 20, so that the ordinary power suppression device 21 can cut off the power supply to the drive motors of an electric locomotive or a diesel-electric locomotive; this prevents the toasting of the switches, in accordance with current practice.
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Referring now to Figure 1 of the drawing, it will be seen that the brake control valve device 5 essentially comprises a valve device (not shown) capable, in response to a reduction in service in pressure. of the general pipe 1, to bring the pressurized fluid from the auxiliary reservoir 6, first into the pipe 23 through a pipe 22 and the device 5, and then into the valve device 7 of the relay of the brake cylinder for actuating this device and supplying fluid at a corresponding pressure, from a bypass of the supply duct 10, to a constantly open duct 24 on the brake cylinder 8; a service application of the brakes is thus carried out in a known manner.
Following an increase in the pressure in the general pipe, the device 5 operates to connect the general pipe 1 to the pipe 22, with a view to recharging the auxiliary tank 6, and also to connect the pipe at the same time. 23 to a discharge port (not shown) of this device so that the valve device 7 can drain the brake cylinder 8 via the pipe 24, which does not communicate under these conditions with the brake pipe. power supply 10; the brakes of the locomotive are thus released in a known manner.
The brake control valve device 5 and the relay valve device 7 also cooperate, in a similar manner, to supply pressurized fluid to the brake cylinder 8 through the line.
24 during an emergency application of the train brakes or during an independent application of the engine brakes, as was explained in detail in the instruction manual mentioned above. The ordinary pneumatic horn 25 comprises a valve device (not shown) controlled by a lever 26 operated by hand.
This lever is normally biased towards a closed position, for which the supply duct 10 is separated from a pipe 27 for controlling the alarm, but this lever can be moved to an open position to bring fluid under pressure from this conduit .10 in this control conduit 27 in order to sound the alarm.
According to the invention, there is provided a safety control device comprising the elements and connections not yet described above and shown in FIG.
This safety control device comprises two pneumatic valve cut-off devices 28,29, a valve-type device 30 preferably actuated by hand, and two reservoirs 31, 32 for storing the pressurized fluid. Security also preferably includes the following optional elements:
two check valve devices 33, 34, preferably of the ball type, a magnetic valve device 35, and a device 36 associated with the ordinary control device (not shown) which is commonly used to control the speed and direction of movement of an electric or diesel-electric locomotive
The pneumatic valve cut-off device 28 serves as a warning valve and may be of the type shown in Figure 3; this type essentially comprises a flexible diaphragm 37 clamped between parts of a housing 38 and separating a control chamber 39 from a pressureless chamber 40. The control chamber 39 may be charged with pressurized fluid or be drained into the atmosphere through a pipe 41 (FIG. 1) which is normally open to the air through a calibrated orifice 41a;
the pressure-free chamber 40, on the contrary, is constantly open to the open air through an orifice 42 drilled in the housing. The diaphragm 37 is connected to a coaxial rod 43 by means of a support piece 44 placed in the chamber 40. The rod 43 extends beyond the chamber 40 into a chamber 45 by crossing a partition 46. ; can slide in a sealed manner in a bore 47 drilled in this partition. A cut-off valve 48, disposed in the chamber 45 and connected to the end of the
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rod 43, controls the communication between the chamber 45 and a chamber 49 through a bore 50 drilled in a partition 51;
this valve 48 can be applied to an annular and conical seat 52 formed in this partition and surrounding the bore 500
During operation, when the pressure of the fluid in the pipe 41 is less than a predetermined value, a spring 53 disposed in the chamber 40 and acting on the bearing piece 44 integral with the diaphragm 37 pushes the latter and the rod 43 up to 'to a normal position, in which these two parts are shown in Figure 3.
In this position, the valve 48 is kept open by the rod 43 and thus allows the pressurized fluid to pass between the chambers 49 and 45; this communication between the two chambers is designated in FIG. 1 by the reference number 54. Under these conditions, the pressurized fluid coming from the main reservoir 2 flows, passing through a bypass of the pipe 10 and the communication 54 of the device. 28, in a pneumatically actuated warning device, such as a whistle 55, to warn the mechanic that the pressure in the pipe 41 has decreased to the predetermined value mentioned above.
When the pressurized fluid, on the contrary, arrives in the control chamber 39 through the pipe 41, the diaphragm 37 is curved, despite the resistance opposed by the spring 53, to come to occupy a cut-off position, in which the valve 48 is maintained closed by the rod 43; the communication is then cut between the chamber 49 and the chamber 45 and the warning sound signal ends; this cut, with the bypass of the supply duct 10 closed at its end in the chamber 49, is designated in FIG. 1 by the reference number 560
The valve cut-off device 29 serves as an application valve for the safety control.
The structure of the device 29 is preferably identical to that of the device 28, with the difference, however, that the spring 53 of the device 29 is weaker than that of the device 28 for reasons which will now be explained.
The pressure of the fluid in the control chamber, 39 of the device 29 is also controlled by means of the pipe, but the chamber 45 of this device is open to the air and the chamber 49 opens onto the pipe 16 of safety control
When the pressure of the fluid in the line 41 drops through the calibrated orifice 41a to the predetermined value mentioned above the device 28 moves to its normal position and actuates the whistle 55 (FIG. 1);
if the mechanic neglects to quickly reload the line 41 and if the pressure in this line drops accordingly through this calibrated orifice to a lower predetermined value, the device 29 moves to its normal position and sets the line free. 16 safety control via its communication 54, thereby initiating a "safety control" application of the locomotive brakes.
The valve manifestation device 30 may be of any well known type comprising a valve device (not shown) which can be placed by means of a handle 57 in a normal position (the corresponding position of the handle is 'elsewhere shown) to connect a pipe 58 to the pipe 41, in order to pass the pressurized fluid from the reservoir 31 into the reservoir 32 through the pipes 58-41, and also into the control chambers 39 of the respective cut-off devices 28-29;
this valve device can also be placed, by means of the handle 57, in a recharging position (the corresponding position of the handle is shown in the drawing by the line 57a in phantom), to connect a branch of the duct 10 to line 58 and thus recharge the reservoir 31 with pressurized fluid supplied by the main reservoir 2.
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The reservoir 31 has a substantially greater capacity than that of the reservoir 32. The latter is preferably provided to ensure that a sufficient volume of pressurized fluid is available in the conduit 41 to maintain the device 29 in the off position for a period of time. reasonable time after the operation of the whistle 55, so as to thus give the mechanic time to move the handle 57 of the valve manifestation device 30 successively to its recharging position, then back to its normal position, without an unwanted application of the locomotive brakes "safety control" occurs;
It should be noted that during the movement of this handle, the pressurized fluid contained in the control chambers 39 of the devices 28-29 continues to lose its pressure by drying into the atmosphere through the calibrated orifice 41a.
Since periodic operation of the valve manifold 30 is required with the structure just described, regardless of the fact that the mechanic may have demonstrated vigilance by performing some other act, the display device safety control preferably comprises the optional elements enumerated previously, so that the mechanic can dispense with this periodic operation, if he wishes, on condition of showing sufficient vigilance by performing other acts such as those described below
The check valve device 33 is interposed between branches of the pipes 41 and 24,
to allow the flow of pressurized fluid from line 24 into line 41 when the pressure in line 24 exceeds the pressure in line 41, and to prevent flow of pressurized fluid in the reverse direction. This device 33 is arranged in parallel with the calibrated orifice 41a, which allows the pressurized fluid to flow from the pipe 41 into the pipe 24 with a low flow rate.
During operation, when the locomotive brakes are released, line 24 therefore being vented through the valve device 7 of the brake cylinder relay,
the pressure in the control chambers 39 of the devices 28-29 drops to atmospheric pressure through the conduit 41 at a rate controlled by the calibrated orifice 41a; on the contrary, when the brakes of the locomotive are applied, this pressure drop ceases or at least slows down.
If the pressure in the brake cylinder 8 exceeds the pressure in the line 41, pressurized fluid passes from the supply line 10 into the line 41 via the device 7, the line 24 and the valve device 33. by thus recharging the reservoir 32 and also recharging, if the manifestation valve device 30 is in its normal position, the large reservoir 310
The check valve device 34 is interposed between a bypass of the horn control line 27 and a bypass of the line 41, so as to allow the flow of the fluid from the line 27 into the line 41, but at prevent flow in the reverse direction as well,
line 41 can be recharged with pressurized fluid from supply line 10 whenever the alarm 25 is actuated
The magnetic valve device 35 may be of any well-known type comprising an electromagnet (not shown) and a valve device (not shown) which can be controlled by energizing this electromagnet to connect a branch. from the supply conduit 10 to a bypass of the conduit 58, in order to supply pressurized fluid to the reservoir 31 and also, if the valve manifestation device 30 is in its normal position, to the conduit 41, to the reservoir 32
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and to the control chambers 39 of the devices 28-29;
this valve device can also act, when the excitation of the electromagnet is interrupted, to suppress this communication between the branches of the duct 10 and of the pipe 58, the ends of these branches then being closed in the device 35.
One terminal of the valve magnetic device 35 is connected to a source of electrical energy, such as a battery 59, through a power wire 60, its other terminal is connected by a wire 62 to a contact 61 of device 36.
As previously indicated, the device 36 is associated with the ordinary locomotive control device (not shown) which comprises a power control part and a reversing control part, for respectively controlling the speed and the speed. direction of travel of an electric or diesel-electric locomotive.
The reversing control part actuates, by an electrical device not shown, the contact 61 in such a way that, when this part requests the forward running of the locomotive, this contact 61 touches a wire 63, as seen on the figure. drawing, and when that part calls for the locomotive to reverse, contact 61 touches a lead of the battery return wire 64 to close an electrical circuit and thereby energize the valve magnet 35. This electrical circuit can also be closed under certain conditions which will now be defined, when the member 61 is in contact with the wire 63.
The wire 63 is connected to a contact arm 65, which can touch one of several pads, such as 66, 67, 68 and 69, electrically connected to each other and to a branch of the return wire 64 of the battery. The contact arm 65, preferably rotates with the power control part mentioned above so that when the engines of the locomotive are idling, the contact arm 65 touches the stud 66 and when the control part of the locomotive is idling. power requires successive increases in speed down to a relatively low and predetermined speed corresponding to the position of pad 69, contact arm 65 is applied successively to pads 67, 68, 69;
when a further speed increase is requested, the arm 65 continuing to move clockwise (looking at the drawing) leaves the stud 69.
It can now be seen that the electrical circuit indicated above is closed and that the magnetic valve device 35 is therefore energized, when the contact member 61 directly touches the return wire 64 of the battery, for example during the reversal of the battery. walks, or touches it through wire 63, contact arm 65, and any one of the pads 66,67, 68 or 69, as in the case where the locomotive is stopped or moving at low speed.
It should also be noted that the reservoir 31 and the gauge port 41a can be sized to require any desired frequency of periodic operation of the valve manifestation device 30, when the locomotive is moving forward at a speed exceeding. that corresponding to the position of stud 69 of device 36.
- OPERATION -
To explain the operation, we will initially assume that the main tank 2 is loaded with pressurized fluid, that the locomotive is stopped, with its engines running empty, that the handle 9 of the valve braking device 4 is in the running position. and that the locomotive brakes are therefore released, that the safety control conduit 16 is charged with pressurized fluid, and finally that the handle 57 of the valve manifestation device 30 is in the normal position.
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Under these conditions, the different elements are in the respective positions shown in Figures 1 and 20 The circuit of the magnetic valve device 35 is closed by means of the contact member 61, the wire 63, the contact arm. 65, of the pad 66 and of the return wire 64 to the battery, and consequently energizes this device; as a result, pressurized fluid flows from the main tank
2 in the supply line 10, and thence, through this device 35 and the line 58, in the reservoir 31 and in the manifestation device 30 with valve;
the fluid then flows through line 41 into the control chambers 39 of the devices 28, 29 and also into the reservoir 32, thus keeping the latter devices in the cut-off position and their control chambers fully charged with pressurized fluid, although part of this fluid flows from line 41 into line 24 with a low flow rate controlled by the calibrated orifice 41a, and then into the atmosphere passing through the valve device 7 of the relay of the brake cylinder.
We will now assume that the locomotive is reversing, for example to enter a terminal station in order to form a train
The contact member 61 of the device 36 has then left the wire 63 to come into contact with the wire 64 returning to the battery, thus continuing to energize the magnetic valve device 35 and consequently keeping the safety control device charged. in pressurized fluid as we have just explained
Assuming now that the locomotive is going forward, the contact member 61 again touches the wire 63 and the circuit of the valve magnetic device 35 remains closed; this device is therefore excited, as long as the stud 65 remains in contact with one of the studs 66, 67, 68 and 69;
the pad 69, as already indicated, corresponds to a determined position of the power control part of the locomotive control device mentioned above, position requiring a certain predetermined speed above which it is desired to involve the safety control. when an increase of this predetermined speed is requested, the contact arm 65 leaves the contact 69, thus opens the circuit of the device 35 and consequently removes the excitation thereof;
as a result, the different parts of the safety control device are no longer automatically charged with pressurized fluid via the device 35 and the pipe 580
Since the handle 57 of the valve manifestation device 30 is still in the normal position, the pressure in the two reservoirs 31 and 32, as well as in the control chambers 39, (figure 1) of the devices 28, 29, now drops, as a result of the flow, at low flow rate through the calibrated orifice 41a and the valve device 7 of the brake cylinder relay, as explained above.
When the pressure in the line 41 has thus been reduced to the predetermined value already mentioned, the device 28 moves to its normal position, thus establishing communication 54; the pressurized fluid then flows from the supply duct 10 into the whistle 55, to warn the mechanic that the handle 57 of the device 30 must be moved from its normal position to its recharging position, in order to recharge the control device of security.
If the mechanic quickly passes the handle 57 to the recharging position, the reservoir 31 is placed in communication through the pipe 58 and the device 30 with the supply pipe 10, so as to be recharged with pressurized fluid coming from the main tank 2. The mechanic leaves the handle 57 in the recharging position for a short predetermined period, which is defined by the chosen capacity of the tank 31 and the flow rate through the duct 10, and then returns this handle to its position normal.
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During this time, the whistle 55 continues to sound, until the handle 57 of the device 30 is returned to its normal position thus warning the mechanic that the demonstration operation has not been performed; the reservoir 32 supplies the pipe 41 with a volume of pressurized fluid sufficient to ensure that the pressure in the pipe 41, and consequently in the control chamber 39 of the device 29, will not drop ;, during a reasonable period of time, for example through the calibrated orifice 41a up to the predetermined low value mentioned above for which the device 29 passes into the normal position by initiating a “safety control” braking.
If the handle 57 of the valve manifestation device 30 is thus returned to its normal position within this reasonable time interval, the pressurized fluid flows, as explained above from the reservoir 31 into the line 41 and into the the control chambers 39 of the devices 28, 29, thereby returning the device 28 to its cut-off position for which the whistle 55 ceases to operate.
It will now be noted that the mechanic must periodically move the handle 57 of the valve manifestation device 30 from its normal position to its recharging position, then bring it back to its normal position to demonstrate his vigilance. If, on the contrary, it is faulty, that is to say if it cannot accomplish this manifestation operation, the pressure in the pipe 41 and in the other elements of the safety control device continues to decrease towards the value atmospheric pressure escaping through the calibrated orifice 41a, until this pressure reaches the low predetermined value already mentioned for which the device 29 passes into the normal position;
the safety control duct 16 then empties into the atmosphere by means of the communication 54 of the device 29 and the spool 19 of the braking device 4 with valve passes into the clamping position, The result is that the pressurized fluid arrives in the pipe 20 to actuate the power suppression device 21 and to cut off the power to the motors.
The safety control line 16 independently drains into atmosphere through the predetermined locking port and a "service" reduction occurs in brake line pressure. The valve brake control device responds to this reduction in pressure of the general pipe to supply pressurized fluid, from the auxiliary reservoir 6, to the valve device 7 of the brake cylinder relay,
thus allowing this device to supply fluid at a pressure corresponding to the brake cylinder 8 in order to effect a "safety control" application of the locomotive brakes and also to quickly open the check valve device 33. pressurized fluid then flows into the control chambers 39 of the devices 29-28 in order to pass these two devices successively to the cut-off position, in order to rapidly separate the safety control conduit 16 from the atmosphere and to terminate at the sound of the whistle 55; this arrangement allows the train to resume speed more quickly, by rapidly initiating the recharging of the safety control system after a safety control braking, as will now be explained.
To regain control of the locomotive after safety braking, the locomotive engineer, in accordance with common practice, must return the already mentioned locomotive control device to a neutral position and also move the handle 9 of the braking device 4 to its position. valve from its operating position to its recovery position;
these two operations are necessary to restore power to the engines of the locomotive, and the second operation is also necessary to close the already mentioned locking hole through which the safety control conduit 16 had been drained independently as a result. the passage of the drawer 19 to its clamping position,
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With the locomotive control device in the neutral position, the contact arm 65 of the device 36 comes to the corresponding pad 66 and thus energizes the magnetic valve device 35 to complete the recharging of the safety control system, which recharging had been initiated by means of the check valve device 33;
it should be noted that the magnetic device 35 supplies fluid at the pressure of the main reservoir, while the check valve device 33 admits fluid simply at the pressure of the brake cylinder.
As soon as the locking orifice has been closed by the passage of the handle 9 of the braking device 4 to its covered position, the safety control duct 16 no longer communicates at all with the atmosphere, the device 29 having already passed in the cut-off position The pressure in the chamber 15 of the device 4 is consequently equalized in the chamber 14 and the safety control duct 16, at the speed controlled by the orifice 17 of the piston 12; as a result, this piston and the slide 19 return to the normal position under the action of the spring 18.
In its normal position, the slide 19 cuts off the communication between the pipe 16 and the locking hole, and also causes the pipe 20 to be emptied into the atmosphere, thus restoring the power supply to the motors. The handle 9 of the device
4 must then be placed, either in its release position or in its operating position, to recharge the general pipe 1 with pressurized fluid coming from the main tank 2 and passing through the supply device 3 with valve, and for thus actuate the valve device 7 of the brake cylinder relay,
in order to release the pressurized fluid from the brake cylinder 8 and consequently to release the locomotive brakes so that the train can 'resume its speed.
It will be noted that the check valve device 33 makes it possible to quickly recharge the safety control device, and in particular the control chamber 39 of the device 29, with fluid at a pressure at least sufficient to bring this device to the normal position. ;
it follows that, if the mechanic makes the handle 9 of the valve braking device 4 pass into its recovery position, without first returning the locomotive control device to its neutral position, the control conduit 16 of safety is nevertheless separated from 1- * free air in the device 29 and thus allows the drawer 19 of the device 4 to pass into the normal position as has already been explained It should be noted however that at any time, while the handle 9 of device 4 is in the recovery position, the locomotive control device must be returned to neutral position;
otherwise, the power suppressor 21 continues to cut power to the motors.
If it is now assumed that the train resumes its running at high speed and that the mechanic actuates the warning device 25, part of the pressurized fluid thus supplied to the pipe 27 for controlling the warning device flows into the pipe 41 , passing through the check valve device 43, if the pipe 41 is not already loaded substantially to the pressure of the main tank.
By thus increasing the pressure in the pipe 41, this arrangement temporarily dispenses the mechanic from disturbing himself by delaying the next necessary operation of manifestation on the handle 57 of the device 300
It is now assumed that the mechanic moves the handle 9 of the valve braking device 4 to the service position or to the emergency position, in order to respectively perform a service application or an emergency application of the brakes throughout the train, or that he actuates the handle of the usual independent valve (not shown) to perform
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independent application of the locomotive brakes.
Under either one of these conditions, the brake cylinder 8 is charged with pressurized fluid and the pressure drop occurring in the safety control device, through the calibrated orifice 41a s' stops or is at least delayed, depending on the differential pressure that may exist between the two sides of this calibrated orifice; if the pressure in the brake cylinder exceeds the pressure in the line 41, a certain quantity of fluid flows in the line 41, through the check valve device 13 to recharge the safety control device.
This naturally presupposes that the application of the brakes is carried out while the locomotive controller is held in a position requiring a higher speed than that at which the contact arm 65 comes to the stud 69, as can be judiciously done during the passage in a curve.
On the other hand, if the locomotive control device is returned to its neutral position or even to this position, when the brakes are applied and if the contact arm 65 therefore comes to one of the pads 69, 68, 67 or 66, the safety control device recharges mainly through the energized magnetic device 35, initially with the help of additional recharging carried out by the check valve device 33, until the moment. where the latter closes due to the fact that the pressure in the line 41 exceeds the pressure in the brake cylinder 8.
It can now be seen that the pressurized fluid braking apparatus according to the invention comprises a safety control device, which requires periodic action from the mechanic while the locomotive is running at a speed greater than a certain low and predetermined value and that a safety control is therefore desirable;
it can also be seen that this safety command is automatically and advantageously suppressed, in order to prevent the mechanic from disturbing himself when such a command is not necessary, for example while the locomotive is stopped, or when the inactivity of the engineer is sufficiently absorbed by various driving conditions, such as when the locomotive reverses its direction of travel, or moves at low speed, when the horn is activated, or when the locomotive brakes are applied, as a result of a "service" application or "emergency" initiated by hand from the train brakes, or by independent application of the locomotive brakes.
It can also be seen that the mechanic cannot cancel the safety control feature, when the safety control device is put into operation, and that the compressed air requirements of the apparatus according to the invention are reduced to the extent of to a minimum since the pressure drop across the calibrated orifice la.la takes place in the line 24 of the brake cylinder, and not directly in the atmosphere.
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