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On utilise usuellement pour le freinage des véhicules de chemin de fer par air comprimé des distributeurs modérables dans lesquels l'alimentation et la vidange du cylindre de frein au moyen d'un double clapet, sont commandés par les mouvements d'un piston principal soumis, d'une part, à la pression de la con- duite générale, d'autre part, à la pression d'un réservoir de commande et d'un piston équilibreur sur lequel agit la pression d'air au cylindre. En position de repos, pendant la marche, lorsque les freins sont desserrés la pression de la con- duite générale équilibre celle du réservoir de commande. Une baisse de pression de la conduite générale entraînant un déplacement du piston provoque l'alimentation du cylindre de frein.
Des moyens sont prévus pour alimenter le réservoir de com- mande à une pression dont la valeur correspond à la pression normale de marche dans la conduite générale. Le réservoir de commande est associé à des dispositifs auxiliaires qui ont pour but de permettre sa vidange, son remplissage et son iso- lement.
On connaît également des distributeurs de frein dans lesquels à l'ac- tion de la pression de la conduite générale sur le piston de commande s'oppose celle d'un système élastique, un ressort par exemple. La tension de ce ressort correspond à la pression dans la conduite générale à partir de laquelle les freins sont tout juste desserrés. En position de marche l'action de la pression de la conduite générale sur ce piston est légèrement supérieure à l'action du ressort.
Les distributeurs à réservoir de commande sont pourvus de dispositifs d'accélération réalisant à partir d'une baisse de pression de la conduite géné- rale en-dessous de la pression de marche la mise en communication de celle-ci avec des capacités appropriées. Ces dispositifs sont nécessaires, d'une part pour obtenir la mise en action des freins d'une façon certaine et d'autre part dans le cas de trains longs pour réduire le temps entre la manoeuvre de freinage et la mise en action du distributeur du dernier véhicule.
Pour permettre, en position de repos l'égalisation des pressions de la conduite générale et le réservoir de commande, une chute de pression très lente de la conduite générale inférieure à 300 g minimum ne doit pas mettre en action les dispositifs d'accélération (condi- tions de l'Union Internationale des Chemins de Fer), cette nécessité complique les distributeurs.
Avec les distributeurs à ressort, les dispositifs d'accélération ne sont pas nécessaires pour obtenir la mise en action. En effet les freins s'appli- quent même si la pression de la conduite générale chute très lentement dès que son action sur le piston de commande est inférieur à celle du ressort principal.
Par contre pour réduire dans le cas de trains longs de temps entre la manoeuvre et la mise en action du distributeur du dernier véhicule il devient indispensable de leur associer un dispositif d'accélération.
La présente invention a pour objet un distributeur de frein combinant la simplicité et la sécurité du distributeur à ressort et la rapidité de mise en action du distributeur à réservoir de commande.
Selon l'invention, le distributeur comporte un compartiment étanche dont une paroi est constituée par le piston de commande du clapet double et des moyens pour alimenter ce compartiment à partir de la conduite générale lorsque la pression dans cette conduite dépasse la valeur de réglage à partir de laquelle les freins doivent être desserrés, l'air introduit dans le compartiment étanche agissant sous le piston dans le même sens que le ressort.
Dans les distributeurs connus, le clapet double d'alimentation du 'frein est fermé lorsque le piston de commande occupe, entre des butées qui limi- tent ses mouvements, une position moyenne. Par exemple, la montée du piston de commande ouvre l'alimentation du cylindre de frein, sa descente l'échappement.
Selon une première particularité de l'invention le piston principal commande un second clapet double qui met en relation le compartiment étanche à travers des orifices calibrés soit avec l'atmosphère lorsque le piston est au-des-
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sus d'une position de desserrage, soit avec la conduite générale lorsque le pis- ton est en-dessous de cette position, position qui est elle-même située légère- ment en. dessous de la position moyenne et correspond au desserrage continu des freins.
Selon une autre particularité¯de l'invention, le compartiment étanche est relié directement à l'atmosphère tant que la pression dans le cylindre de frein ne descend pas en dessous d'une valeur proche de zéro.
De ce fait, même s'il se produit des à-coups de pression dans la con- duite générale pendant l'armement ou le desserrage, le compartiment étanche ne peut commencer à se remplir qu'au moment où les freins sont près d'être desserrés, c'est-à-dire lorsque la pression dans la conduite" générale approche de la valeur de réglage. Dès que la pression dépasse cette valeur, l'air de la conduite géné- rale pénètre dans le compartiment étanche et vient ajouter son action à celui du ressort de manière à équilibrer la pression de la conduite générale et à mainte- nir ainsi le distributeur en position de desserrage continu quelle que soit la va- leur de la pression de la conduite générale au-dessus de la valeur de réglage.
Pour cette position le compartiment étanche est isolé de l'atmosphère et de la conduite générale.
Comme dans les distributeurs connus le serrage est provoqué par une baisse de pression de la conduite générale entraînant le déplacement du piston qui commande l'ouverture d'un clapet assurant la mise en communication de la con- duite générale avec une poche, ce qui permet d'obtenir une chute rapide de pres- sion se propageant rapidement vers la queue du train.
Dans les distributeurs de freins connus comportant des ressorts, un ressort principal agit directement sur le piston de commande et s'oppose seul à l'action de la pression de la conduite générale tandis qu'un ressort limitateur fait partie du dispositif de liaison entre ce piston de commande et le clapet double. Ce ressort s'appuie sur un élément solidaire du piston de commande, et lorsqu'il intervient pour limiter la pression au cylindre à une valeur prédétermi- née, il doit s'écraser légèrement de telle sorte que la courbe des pressions au cylindre de frein pendant le serrage ou le desserrage présente un coude plus ou moins prononcé suivant la valeur relative de la flexibilité du ressort limitateur.
Selon une particularité du distributeur objet de l'invention, le res- sort principal et le ressort limitateur reposent sur des appuis fixes et indépen- dants et agissent conjointement sur le piston de commande et opposent la somme de leurs efforts à l'action de la pression de la conduite.générale.
Comme dans les distributeurs connus.ce ressort limitateur fait partie du dispositif de liaison entre le piston de commande et le clapet double, mais lorsqu'il intervient pour limiter la pression de l'air au cylindre son appui in- férieur ne s'étant pas déplacé la pression au cylindre n'augmente plus et la cour- be ne présente pas de point anguleux.
Comme dans les distributeurs connus, un dispositif oppose au piston de commande, par l'intermédiaire de la tige de commande du clapet double, une for- ce qui est fonction croissante de la pression dans le cylindre de frein. Cette force peut être réglée par un dispositif approprié, en fonction de la charge du vé- hicule par exemple. Selon l'invention, le dispositif de réglage ne modifie pas la course de la tige de commande, qui reste égale au déplacement donné du piston de commande. De ce fait, à une même variation de pression dans la conduite générale correspond toujours le même déplacement de la tige de commande quelle que soit la valeur de la pression de serrage choisie.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réali- sée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
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La figure-unique représente en coupe un mode de réalisation du dis- tributeur de frein objet de l'invention.
Le distributeur de frein représenté est constitué par un corps prin- cipal 1 dans lequel sont logés un certain nombre d'organes mobiles. A la partie supérieure du corps principal est prévu un clapet équilibré 2 séparant une cham- bre interne 3a d'une chambre externe 3b. Ce clapet 2 peut coopérer avec un siège. fixe 4a et un siège mobile 4b constitué par le bord d'un alésage creusé à l'extré- mité d'une tige 5 qui peut coulisser à travers un piston 6 relié par une membrane 7 aux parois d'un cylindre 8. Le piston est' mobile entre deux butées 9a et 9b, la première, butée supérieure, étant constituée par la paroi inférieure d'une cham- bre 10 prévue dans le corps centralchambre que traverse la tige 5 et qui est en liaison permanente avec l'atmosphère par un orifice 10a.
La paroi inférieure de la chambre 10 et la face supérieure du piston 6 délimitent une chambre de travail CT reliée à la conduite générale CG. En dessous du piston 6 est disposée une cham- bre hermétiquement close RE (réservoir d'égalisation) dans laquelle sont logés, d'une part un ressort double lla-llb, d'autre part un ressort simple 12. Le res- sort lla-llb est comprimé entre un plateau inférieur 13 reposant sur le fond de la boîte RE et un plateau supérieur 14 qui s'appuie sur la face inférieure du piston 6 par l'intermédiaire d'un dispositif d'articulation constitué d'un anneau 15 et de quatre billes 16a et 16b. Deux billes 16a diamétralement opposées sont intercalées entre l'anneau 15 et le piston 6 tandis que les deux autres billes 16b, disposées à 90 des premières, sont intercalées entre le plateau 14 et l'anneau 15.
Le ressort 12 repose par sa partie inférieure sur un plateau 17 sup- porté par une tige filetée 18 vissée à la partie inférieure de la boite RE. A sa partie supérieure, le ressort 12 supporte un plateau 19, analogue au plateau 17, en contact avec l'extrémité inférieure de la tige 5 coulissant dans le piston 6.
La partie inférieure de la tige 5 est munie d'un filetage 5a qui porte un anneau 22 coopérant par l'intermédiaire'd'un anneau 20 avec un logement du plateau 14.
Entre le plateau 19 et l'anneau 20 est intercalé un ressort 21 qui maintient l'an- neau 20 en contact avec le plateau 14. L'anneau 20 présente à sa partie inférieu- re un logement en forme de calotte sphérique qui-reçoit l'anneau de forme corres- pondante 22 vissé sur le filetage 5a. A l'intérieur de la chambre 10 est logé un fléau 23 articulé autour d'un axe horizontal 24 porté par un coulisseau 25 qui peut se déplacer entre deux guides horizontaux sous l'action d'une crémaillère 25a commandée par une roue dentée 26,elle-même commandée par un dispositif de ré- glage non représenté.. Un bras 23a du fléau'23 coopère avec la tige 5 par l'inter- médiaire d'une arête arrondie 29 prévue à la partie inférieure d'une échancrure 27 de la tige 5, échancrure dans laquelle passe le bras 23a du fléau.
De la même manière, l'autre bras 23b du fléau passe dans une échancrure 28 de la tige d'un piston PE (piston équilibreur) et agit sur ce,piston par l'intermédiaire d'une arête arrondie 30. Le piston PE se déplace à l'intérieur d'une chambre à laquelle il est relié par une membrane 31. Un ressort 32 agit sur le piston dans le sens descendant. La chambre extérieure 3b du clapet 2 est en relation avec une chambre intermédiaire 35 directement reliée au réservoir auxiliaire RA. La conduite prin- cipale CP est reliée à la chambre 35 par l'intermédiaire d'un clapet 36.
Il en est de même de la conduite générale CG par l'intermédiaire d'un clapet 37. Le cy- lindre de frein CF est relié à une chambre 38 entourant la partie supérieure de la tige 5 et il communique également en permanence avec la chambre 39 située en dessous du piston PE par l'intermédiaire d'un orifice calibré 39a.
On voit à la partie droite de la figure une valve VE dite valve d'é- , galisation qui est constituée par une chambre 40 communiquant par un orifice ca- libré 40a avec la chambre 10 et, par conséquent, avec l'atmosphère. La chambre 40 sert de logement à un clapet 41 soumis à l'action d'un ressort 41a qui tend à l'appliquer sur deux sièges 42a fixe et 42b mobile constitués par l'extrémité supérieure d'un poussoir creux 43 dont l'extrémité inférieure est maintenue en appui sur le bord de la face supérieure du piston 6 par un ressort 44. Son canal intérieur communique avec la chambre CT surmontant le piston 6 et, par conséquent, avec la conduite générale CG. Un canal 45 part du réservoir RE et aboutit sous le
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clapet entre les deux sièges.
Un autre canal 46 part également de la chambre RE ' et aboutit à la paroi de l'alésage 47 du corps central dans lequel coulisse la tige du piston PE. Dans la position représentée (position haute) du piston PE, le canal 46 communique avec un canal 48 creusé dans la tige du piston, canal qui débouche dans la chambre 10 en liaison directe avec l'atmosphère.
A la partie gauche du corps central est encastré l'ensemble d'une val- ve d'accélération VA et d'une valve de vidange VV en liaison avec une poche accé- , lératrice PA disposée à gauche du corps central. La valve accélératrice VA est constituée par une chambre 49 dans laquelle est logé un clapet 50 soumis à l'ac- tion d'un ressort 51 qui tend à l'appliquer sur un siège fixe 52a et sur un siège mobile 52b constitué par la partie supérieure alésée 53a d'un poussoir 53 dont la partie inférieure est maintenue en appui par un ressort 54, sur la face supérieu- re du piston 6. La poche accélératrice PA est reliée par un canal 55 à l'inter- valle entre les deux sièges 52a et 52b.
La valve de vidange W est constituée par un piston 57 qui peut se déplacer dans un cylindre 58 qui communique en permanence par sa partie supérieu- re avec le cylindre de frein CF par l'intermédiaire d'un canal 59. Un canal 60 relie en permanence à l'atmosphère la partie inférieure du cylindre. Le piston 57 porte sur sa face inférieure un clapet 61 qui peut coopérer avec un siège fixe 62 de manière à obturer un canal 63 relié en permanence avec l'alésage 53a du pous- soir 53.
Un certain nombre de joints, non repérés, entourent les parties cou- lissantes et Elurent l'étanchéité nécessaire de divers compartiments du distri- buteur. Le montage du clapet double 2 avec équilibrage garantit une grande sensi- bilité. Le montage des ressorts sur appuis articulés permet de compenser les ef- forts latéraux que ces ressorts pourraient exercer sur le piston et sur la tige de commande, efforts qui entraîneraient des frottements nuisibles des parties mobi- les. On peut régler les tensions des ressorts extérieurement en déplaçant par vissage les appuis des ressorts.
On va décrire le fonctionnement du distributeur de frein par les trois opérations successives d'armement, de serrage et de desserrage.
L'armement du frein, c'est-à-dire l'amenée du distributeur et du cy-: lindre de frein dans l'état préalable à un serrage s'effectue le train ant à l'arrêt. S'il existe, comme cela est le cas sur la figure, une conduite principa- le CP reliée à un réservoir principal lui-même alimenté par un compresseur haute pression porté par la machine, le réservoir auxiliaire RA est alimenté par cette conduite principale CP, à travers le clapet 36. S'il n'existe pas de réservoir principal et de conduite principale, le réservoir auxiliaire RA peut être alimen- té par la conduite générale CG à travers le clapet 37.
Au départ, la conduite générale CG étant à l'atmosphère, le piston 6 est en butée supérieure.
La tige 5 est poussée par le ressort 12 de telle sorte que la rotule
22 est en position haute également c'est-à-dire en contact par l'anneau 20 avec le plateau 14. Le clapet 2 est soulevé, le réservoir auxiliaire RA alimente donc le cylindre de frein OF. Il alimente également la chambre 39 située sous le pis- ton équilibreur PB, à travers l'orifice calibré 39a. Le piston PE est donc dépla- cé vers le haut et vient occuper la position représentée sur la figure. Le pis- ton PE par l'intermédiaire du fléau 23 s'oppose par conséquent à l'action du res- sort 12 agissant sur la tige 5.
De ce fait, lorsque la pression dans le cylindre de frein CF atteint une certaine valeur, l'effort du ressort tend à être dépassé par l'effort contraire fourni par le piston sous l'effet de la pression du cylin- dre de frein :la tige 5 et le clapet 2 descendent, l'admission au cylindre de frein'se ferme, le dispositif d'équilibrage est en position moyenne, le frein est serré, la surface du piston PE et la force du ressort 12 sont choisies de fa- çon que la pression d'équilibrage soit à l'intérieur du domaine des pressions de
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serrage usuelles. Si pour une raison quelconque la pression dans le cylindre de frein dépassait la valeur d'équilibrage, le piston PE provoquerait l'ouverture de l'échappement par descente de la tige 5, le cylindre CF serait mis immédiate- ment à l'atmosphère et l'équilibre serait rétabli par conséquent.
En même temps que le piston 6 s'est élevé, les poussoirs 43 et 53 de- la valve d'égalisation VE et de la valve d'accélération VA sont venus en positions hautes. La poche accélératrice PA est en liaison avec la conduite générale CG, son clapet d'échappement étant fermé. La poche accélératrice se remplit donc à la pression de la conduite générale. Le réservoir d'égalisation RE est en liaison directe'avec l'atmosphère par les conduites 47 et 48, la conduite générale étant isolée de ce réservoir, le clapet 41 reposant sur le siège 42b de la tête du poussoir 43.
Lorsque la pression dans la conduite générale CG et par conséquent dans la chambre de travail CT atteint 3, 4 kg/cm2, le piston 6 commence à descen- dre, les ressorte lla-llb étant tarés de façon à équilibrer une pression de 3,4kg par cm2 s'exerçant sur le piston 6.
Le piston 6 descendant, l'anneau 20 vient en contact avec la rotule
22. L'ensemble du dispositif décrit est alors en position moyenne, position re- pésentée sur la figure. Le piston équilibreur PE compensant comme indiqué plus haut la poussée du ressort 12 sur la tige 5, dès que la pression dans la conduite générale dépasse 3,4 kg/cm2, le piston 6 descend au-dessous de sa position moyen- ne en entraînant la tige 5, ce qui provoque l'ouverture de l'échappement 4b du cylindre CF qui est mis à l'atmosphère. Le piston équilibreur PE continue d'agir sur la tige 5 en se déplaçant légèrement vers le haut.
La pression baisse aussi- t8t dans le cylindre de frein puis plus lentement dans la chambre 39 située sous le piston équilibreur PE de telle sorte que le piston cesse d'équilibrer le res- sort 12 mais la pression croissant dans la chambre de travail CT maintient le piston 6 légèrement en dessous de la position moyenne. Dans cette position du piston, l'ouverture d'échappement 53a de la valve accélératrice est libérée du clapet 50, mais la poche PA n'est mise graduellement à l'atmosphère que lorsque la pression dans le cylindre de frein CF descend au-dessous de 300 g, cette va- leur de 300 g étant déterminée par le rapport de la surface du piston 57 (sous une pression de 300 g) et du clapet 61 (sous une pression de 4,5 à 4,6 obtenue lors du transvasement de la CG dans la poche).
La pression continuant à baisser dans le cylindre de frein lorsqu'elle descend au-dessous de 150 g, le ressort 32 déplace le piston équilibreur PE vers le bas interrompant ainsi la communication directe du réservoir d'égalisation RE avec l'atmosphère par les conduits 46 et 48.
Normalement, lorsque la pression dans la conduite générale croit de
0 à 4,7 kg/om2, le réservoir d'égalisation RE n'est pas alimenté par la conduite générale CG, car le piston 6 s'écarte très peu de sa position moyenne on a en somme un état d'équilibre continu. Si pour une raison exceptionnelle la pression dans la conduite générale croit brutalement (à-coup de pression), le piston 6 atteint la position basse.
A ce moment-là, la conduite générale alimente le ré- servoir d'égalisation RE lentement et d'une manière inefficace, car tant que le cylindre de frein n'est pas près d'être desserré, le piston équilibreur PE est en position haute, c'est-à-dire le réservoir RE est relié directement à l'at- mosphèreo
Lorsque la pression atteint 4,7 kg dans la conduite générale CG et dans la chambre de travail CT, valeur qui correspond au tarage des ressorts lla- llb et 12, le cylindre de frein est vide, la pression y est nulle, les freins sont desserrés. Les positions des divers organes du distributeur sont les suivants le piston 6 est en position moyenne, (position en dessous de laquelle il n'est d'ailleurs descendu dans le cas normal que très légèrement) : le clapet double 2 repose sur ces sièges d'admission 4a et d'échappement 4b.
Le piston équilibreur
PE est en position basse, de ce fait le réservoir RE n'est pas relié directement à l'atmosphère, le conduit 46 débouchant entre les joints d'étanchéité portés par
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la tige du piston PE. Le clapet 41 reposant sur la tête du poussoir 43 mais non sur le siège fixe 42a, le réservoir RE est relié à l'atmosphère par les orifices calibrés 40a et 45a. Le clapet 50 reposant sur le siège 52a et aussi sur le siè- ge 52b, mais la poche accélératrice PA est toujours à la pression atmosphérique.
Lorsque la pression 'dans la conduite générale dépasse 4,7 kg/cm2, le piston 6 descend en dessous de sa position moyenne, contre l'action des ressorts lla - llb et 12. Le poussoir 43 descendant, le clapet 41 vient reposer sur le siè- ge 42a et fermer ainsi l'échappement du réservoir d'équilibrage RE en libérant l'ouverture d'admission 42b.
De l'air sous pression venant de la conduite générale CG pénètre dans' le réservoir RE. Cet air vient agir sous la face inférieure du piston 6 qui remon- te légèrement en dessous de la position moyenne et referme l'ouverture d'admission 42b du réservoir RE sans ouvrir l'échappement. Au fur et à mesure de 1''augmenta- tion de la pression dans la conduite générale CG, entraînant l'augmentation de l'effort s'exerçant sur le piston 6 dans le sens descendant, de l'air venant de la conduite générale CG pénètre dans le réservoir d'égalisation RE et compense l'aug- mentation de l'effort sur le piston 6 dans le sens descendant. Ainsi, le piston est constamment ramené légèrement en dessous de la position moyenne, en une posi- tion qui peut être appelée position de desserrage continu.
Lorsque la conduite générale CG atteint sa pression de régime (5 kg par exemple), tout mouvement ces- se. Le distributeur est prêt à fonctionner.
Pour effectuer un serrage, le mécanicien opère une baisse de pression dans la conduite générale CG et par conséquent dans la chambre CT. Le piston 6 se déplace vers le haut, en position haute, définie par la butée 9a.
Il ouvre le clapet d'admission 2 : de l'air passe du réservoir auxi- liaire RA dans le cylindre de frein CF. En même temps le clapet 50 se soulève sous l'action du poussoir 53 en établissant la communication entre la conduite générale CG et la'poche accélératrice PA qui joue alors son rôle en accélérant la baisse de pression dans la conduite générale et plus particulièrement dans la chambre CT. Le poussoir 43 déplaçant le clapet 41 met le réservoir d'égalisation RE à l'atmosphère mais l'air ne s'en échappe que lentement vu la présence des ori- fices calibrés 45a'et 40a. De ce fait, l'action de l'air sous pression contenu dans le réservoir d'égalisation RE s'ajoute pendant un certain temps à celle des- ressorts de façon à maintenir l'alimentation du cylindre de frein par soulèvement du clapet.
Si la presssion dans CG tombe en dessous de la valeur de réglage de 4,7 kg/om2, RE se vide complètement.
A parti de ce moment là, l'effort sur le piston 6 résulte de la dif- férence entre la poussée des ressorts, poussée qui correspond à une pression de 4,7 kg/om2 et la valeur actuelle de la pression dans la conduite générale. La pression du cylindre CF agissant sur la face supérieure du piston 57 ferme la com- munication entre la poche accélératrice PA et l'atmosphère. En même temps que la pression monte dans le cylindre CF, elle monte dans la chambre 39 sous le pis- ton PE, mais plus lentement étant donné la présence d'un orifice calibré 39a. Lors- que la pression dans la chambre 39 dépasse 150 g/om2, le piston PE se déplace pour venir en position haute mettant ainsi directement à l'atmosphère le réser- voir RE.
La pression montant dans la chambre 39, l'effort, que le piston PE oppose au ressort 12 par l'intermédiaire de la tige 5, croit et diminue d'autant la force que le ressort 12 exerce sur le piston 6, conjointement à la force exer- cée par les ressorts 11a et llb. A une baisse de pression déterminée en dessous de 4,7 kg/om2 correspond une pression déterminée sur le piston équilibreur PE pour laquelle le, clapet d'admission 4a se referme. On voit que la pression du cy- lindre de frein CF est fonction de la baisse de pression dans la conduite généra- le, en dessous de 4,7 kg cm2. Toute nouvelle baisse de pression dans la conduite générale CG entraîne une augmentation de la pression au cylindre de frein CF.
E- tant donné que les ressorts lla et llb seuls peuvent équilibrer une pression de
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3,4 kg/om2 sur le piston 6, lorsque cette pression est atteinte, la pression au- cylindre de frein CF cesse de croître. Le ressort 12 est taré, de façon qu'il é- quilibre par l'intermédiaire du piston PE une pression de serrage satisfaisante, comme indiqué plus haut. En fait, on voit que le ressort 12 est susceptible à lui seul d'équilibrer une pression de 1,3 kg cm2 s'exerçant sur le piston 6. Le ser- rage maximum est donc atteint dès que la pression dans la conduite générale est des- cendue. à 3,4 kg/cm2.
Pour produire le desserrage des freins, le mécanicien provoque une remontée de la pression dans la conduite générale CG et par conséquent dans la chambre-de travail CT. Le piston 6 descend en entraînant la tige 5 de telle sorte que son extrémité c'est-à-dire le siège 4b se sépare du clapet 2, mettant ainsi le cylindre CF à l'atmosphère. La pression diminue dans la chambre 39 sous le pis- ton équilibreur PR, l'effort transmis à la tige 5 par le fléau diminue également jusqu'à ce qu'on obtienne un nouvel équilibre entrainant le retour du piston 6 en position moyenne et par conséquent la fermeture de l'échappement du cylindre CF. Pour les raison indiquées précédemment à propos du serrage, la pression de desserrage dans le cylindre de frein CF est fonction de la remontée de pression dans la conduite générale CG.
Si le desserrage se prolonge suffisamment pour que la pression dans le cylindre de frein CF descende en dessous de.300 g/om2, l'effort de l'air at- mosphérique agissant sous le piston 57 déplace ce piston vers le haut ouvrant ain- si la communication de la poche accélératrice PA avec l'atmosphère.
La poche se vidange au fur et à mesure que la pression dans le cylin- dre diminue et se prépare donc à un nouveau serrage. Lorsque cette pression des- cend en dessous de 150 g, le piston équilibreur PE se déplace sous l'action de son ressort 32 et coupe la communication directe du réservoir d'égalisation RE avec l'atmosphère. Lorsque la pression dépasse 4,7 kg/cm2 dans la conduite gêne- rale, la pression dans le cylindre CF est nulle, le piston principal est en posi- tion de desserrage continu, la poche accélératrice PA est à l'atmosphère tandis que le réservoir d'égalisation RE se remplit à partir de la conduite générale CG.
Ces dernièresphases du desserrage sont identiques à celles décrites à propos de l'armement.
En position moyenne du piston de commande, lorsque les freins sont serrés (3,4 kg cm2 dans la conduite générale) l'action du ressort 12 est équili- brée par celle de la pression régnant dans le cylindre de frein, s'exerçant sur le piston équilibreur PE, par l'intermédiaire du fléau 23. Le déplacement du pis- ton de commande, et par conséquent du clapet double, pour une variation donnée de la pression dans la conduite générale, dépend de la flexibilité des ressorts. Au contraire dans les distributeurs connus, le piston de commande déplace le clapet double par l'intermédiaire du fléau, de telle sorté que la course du clapet varie selon la position du fléau, elle est d'autant plus faible que la pression de ser- rage choisie est plus forte, ce qui constitue cet inconvénient.
Il va de soi que des modifications peuvent être- apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Moderate distributors in which the supply and emptying of the brake cylinder by means of a double valve are controlled by the movements of a subjected main piston, are usually used for the braking of railway vehicles by compressed air, on the one hand, to the pressure of the general pipe, on the other hand, to the pressure of a control reservoir and of a balancing piston on which the air pressure in the cylinder acts. In the rest position, while driving, when the brakes are released, the pressure in the general line balances that in the control reservoir. A drop in pressure in the brake pipe causing the piston to move causes the brake cylinder to be fed.
Means are provided for supplying the control tank at a pressure the value of which corresponds to the normal operating pressure in the general pipe. The control tank is associated with auxiliary devices which aim to allow it to be emptied, filled and isolated.
Brake distributors are also known in which the action of the pressure of the general pipe on the control piston is opposed to that of an elastic system, a spring for example. The tension of this spring corresponds to the pressure in the brake pipe from which the brakes are just released. In the operating position, the action of the pressure of the general pipe on this piston is slightly greater than the action of the spring.
Distributors with a control tank are provided with acceleration devices which, on the basis of a drop in pressure in the general pipe below the operating pressure, place the latter in communication with appropriate capacities. These devices are necessary, on the one hand to get the brakes to be put into action in a certain manner and on the other hand in the case of long trains to reduce the time between the braking maneuver and the actuation of the valve. last vehicle.
To allow, in the rest position the equalization of the pressures of the main pipe and the control tank, a very slow drop in pressure of the main pipe of less than 300 g minimum must not activate the acceleration devices (condi - tions of the International Union of Railways), this necessity complicates the distributors.
With spring loaded valves, accelerators are not necessary to achieve actuation. In fact, the brakes apply even if the pressure in the main pipe drops very slowly as soon as its action on the control piston is less than that of the main spring.
On the other hand, in the case of long trains, in order to reduce the time between the maneuver and the actuation of the distributor of the last vehicle, it becomes essential to associate an acceleration device with them.
The present invention relates to a brake distributor combining the simplicity and safety of the spring-loaded distributor and the rapidity of actuation of the control reservoir distributor.
According to the invention, the distributor comprises a sealed compartment, one wall of which is formed by the control piston of the double valve and means for supplying this compartment from the general pipe when the pressure in this pipe exceeds the setting value from from which the brakes must be released, the air introduced into the sealed compartment acting under the piston in the same direction as the spring.
In known distributors, the double brake supply valve is closed when the control piston occupies an average position between stops which limit its movements. For example, the rise of the control piston opens the supply of the brake cylinder, its descent the exhaust.
According to a first feature of the invention, the main piston controls a second double valve which connects the sealed compartment through calibrated orifices either with the atmosphere when the piston is above.
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addition to a release position, or with the brake pipe when the piston is below this position, which position is itself located slightly at. below the middle position and corresponds to the continuous release of the brakes.
According to another particularity of the invention, the sealed compartment is connected directly to the atmosphere as long as the pressure in the brake cylinder does not drop below a value close to zero.
Therefore, even if there are surges of pressure in the general pipe during arming or releasing, the sealed compartment can only begin to fill when the brakes are close to. be released, that is to say when the pressure in the "general pipe approaches the setting value. As soon as the pressure exceeds this value, the air in the general pipe enters the sealed compartment and adds its action to that of the spring so as to balance the pressure in the brake pipe and thus keep the valve in the continuous release position whatever the value of the pressure in the brake pipe above the value of setting.
For this position, the sealed compartment is isolated from the atmosphere and from the general pipe.
As in known distributors, tightening is caused by a drop in pressure in the general pipe causing the displacement of the piston which controls the opening of a valve ensuring the placing of the general pipe in communication with a pocket, which allows obtain a rapid drop in pressure propagating rapidly towards the tail of the train.
In known brake distributors comprising springs, a main spring acts directly on the control piston and alone opposes the action of the pressure of the main pipe while a limiting spring is part of the connecting device between this control piston and double valve. This spring rests on an element integral with the control piston, and when it acts to limit the pressure in the cylinder to a predetermined value, it must be slightly crushed so that the curve of the pressures in the brake cylinder during tightening or loosening presents a more or less pronounced bend depending on the relative value of the flexibility of the limiting spring.
According to a particular feature of the distributor object of the invention, the main spring and the limiting spring rest on fixed and independent supports and act jointly on the control piston and oppose the sum of their forces to the action of the valve. general line pressure.
As in the known distributors, this limiting spring is part of the connecting device between the control piston and the double valve, but when it intervenes to limit the air pressure in the cylinder its lower support is not When displaced, the pressure in the cylinder no longer increases and the curve does not present any angular point.
As in the known distributors, a device opposes to the control piston, by means of the control rod of the double valve, a force which is an increasing function of the pressure in the brake cylinder. This force can be adjusted by an appropriate device, depending on the load of the vehicle for example. According to the invention, the adjustment device does not modify the stroke of the control rod, which remains equal to the given displacement of the control piston. As a result, the same pressure variation in the general pipe always corresponds to the same movement of the control rod whatever the value of the clamping pressure chosen.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the drawing and from the text being, of course, part of it. said invention.
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The single figure shows in section an embodiment of the brake distributor which is the subject of the invention.
The brake distributor shown consists of a main body 1 in which a number of movable members are housed. At the top of the main body there is a balanced valve 2 separating an internal chamber 3a from an external chamber 3b. This valve 2 can cooperate with a seat. fixed 4a and a movable seat 4b formed by the edge of a bore hollowed out at the end of a rod 5 which can slide through a piston 6 connected by a membrane 7 to the walls of a cylinder 8. The piston is' movable between two stops 9a and 9b, the first, upper stop, being constituted by the lower wall of a chamber 10 provided in the central body chamber through which the rod 5 passes and which is in permanent connection with the atmosphere by an orifice 10a.
The lower wall of the chamber 10 and the upper face of the piston 6 define a working chamber CT connected to the general pipe CG. Below the piston 6 is disposed a hermetically closed chamber RE (equalization tank) in which are housed, on the one hand a double spring 11a-11b, on the other hand a single spring 12. The spring 11a -llb is compressed between a lower plate 13 resting on the bottom of the box RE and an upper plate 14 which rests on the lower face of the piston 6 by means of an articulation device consisting of a ring 15 and four balls 16a and 16b. Two diametrically opposed balls 16a are interposed between the ring 15 and the piston 6 while the two other balls 16b, arranged 90 from the first, are interposed between the plate 14 and the ring 15.
The spring 12 rests by its lower part on a plate 17 supported by a threaded rod 18 screwed to the lower part of the box RE. At its upper part, the spring 12 supports a plate 19, similar to the plate 17, in contact with the lower end of the rod 5 sliding in the piston 6.
The lower part of the rod 5 is provided with a thread 5a which carries a ring 22 cooperating by means of a ring 20 with a housing of the plate 14.
Between the plate 19 and the ring 20 is interposed a spring 21 which maintains the ring 20 in contact with the plate 14. The ring 20 has at its lower part a housing in the form of a spherical cap which receives. the ring of corresponding shape 22 screwed onto the thread 5a. Inside the chamber 10 is housed a beam 23 articulated around a horizontal axis 24 carried by a slide 25 which can move between two horizontal guides under the action of a rack 25a controlled by a toothed wheel 26, itself controlled by an adjusting device, not shown. An arm 23a of the beam 23 cooperates with the rod 5 by means of a rounded edge 29 provided at the lower part of a notch 27 of the rod 5, notch in which the arm 23a of the flail passes.
In the same way, the other arm 23b of the beam passes through a notch 28 of the rod of a PE piston (balancing piston) and acts on this piston via a rounded edge 30. The PE piston is moves inside a chamber to which it is connected by a membrane 31. A spring 32 acts on the piston in the downward direction. The outer chamber 3b of the valve 2 is in connection with an intermediate chamber 35 directly connected to the auxiliary reservoir RA. The main pipe CP is connected to the chamber 35 by means of a valve 36.
The same is true of the general pipe CG via a valve 37. The brake cylinder CF is connected to a chamber 38 surrounding the upper part of the rod 5 and it also communicates permanently with the chamber. 39 located below the PE piston via a calibrated orifice 39a.
On the right-hand side of the figure, a valve VE can be seen, called an equalization valve, which is constituted by a chamber 40 communicating through a calibrated orifice 40a with the chamber 10 and, consequently, with the atmosphere. The chamber 40 serves as a housing for a valve 41 subjected to the action of a spring 41a which tends to apply it to two fixed seats 42a and mobile 42b formed by the upper end of a hollow plunger 43 whose end lower is maintained in support on the edge of the upper face of the piston 6 by a spring 44. Its internal channel communicates with the chamber CT surmounting the piston 6 and, consequently, with the general pipe CG. A channel 45 leaves from the RE reservoir and ends under the
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valve between the two seats.
Another channel 46 also starts from the chamber RE 'and ends at the wall of the bore 47 of the central body in which the piston rod PE slides. In the position shown (high position) of the PE piston, the channel 46 communicates with a channel 48 hollowed out in the piston rod, which channel opens into the chamber 10 in direct connection with the atmosphere.
In the left part of the central body is embedded the assembly of an acceleration valve VA and a drain valve VV in conjunction with an accelerator pocket PA placed to the left of the central body. The accelerator valve VA consists of a chamber 49 in which is housed a valve 50 subjected to the action of a spring 51 which tends to apply it to a fixed seat 52a and to a movable seat 52b formed by the part. upper bore 53a of a pusher 53, the lower part of which is held in abutment by a spring 54, on the upper face of the piston 6. The accelerator pocket PA is connected by a channel 55 at the interval between the two seats 52a and 52b.
The drain valve W is constituted by a piston 57 which can move in a cylinder 58 which communicates permanently through its upper part with the brake cylinder CF via a channel 59. A channel 60 connects in permanently in the atmosphere the lower part of the cylinder. The piston 57 carries on its underside a valve 61 which can cooperate with a fixed seat 62 so as to close off a channel 63 permanently connected with the bore 53a of the pusher 53.
A number of gaskets, not marked, surround the sliding parts and provide the necessary tightness of various compartments of the distributor. The installation of the double check valve 2 with balancing guarantees high sensitivity. The mounting of the springs on articulated supports makes it possible to compensate for the lateral forces which these springs could exert on the piston and on the control rod, forces which would cause harmful friction of the moving parts. The tension of the springs can be adjusted externally by moving the spring supports by screwing.
The operation of the brake distributor will be described by the three successive cocking, tightening and loosening operations.
The arming of the brake, that is to say the bringing of the distributor and the brake cylinder to the state prior to application is carried out with the ant train stationary. If there exists, as is the case in the figure, a main pipe CP connected to a main tank which is itself supplied by a high pressure compressor carried by the machine, the auxiliary tank RA is supplied by this main pipe CP , through the valve 36. If there is no main tank and main line, the auxiliary tank RA can be supplied by the general line CG through the valve 37.
Initially, the general pipe CG being in the atmosphere, the piston 6 is in upper stop.
The rod 5 is pushed by the spring 12 so that the ball joint
22 is also in the high position, that is to say in contact by the ring 20 with the plate 14. The valve 2 is raised, the auxiliary reservoir RA therefore supplies the brake cylinder OF. It also supplies the chamber 39 located under the balancing piston PB, through the calibrated orifice 39a. The PE piston is therefore moved upwards and comes to occupy the position shown in the figure. The PE piston through the beam 23 therefore opposes the action of the spring 12 acting on the rod 5.
Therefore, when the pressure in the brake cylinder CF reaches a certain value, the force of the spring tends to be exceeded by the opposite force supplied by the piston under the effect of the pressure of the brake cylinder: the rod 5 and the valve 2 descend, the admission to the brake cylinder closes, the balancing device is in the middle position, the brake is applied, the surface of the piston PE and the force of the spring 12 are chosen so - so that the balancing pressure is inside the pressure range of
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usual tightening. If for any reason the pressure in the brake cylinder exceeds the balancing value, the PE piston will cause the exhaust to open by lowering the rod 5, the CF cylinder will be immediately vented to atmosphere and the balance would therefore be restored.
At the same time as the piston 6 has risen, the pushers 43 and 53 of the equalization valve VE and of the acceleration valve VA have come into high positions. The accelerator pocket PA is connected with the general pipe CG, its exhaust valve being closed. The accelerator pocket therefore fills under pressure from the brake pipe. The equalization tank RE is in direct connection with the atmosphere via the pipes 47 and 48, the general pipe being isolated from this tank, the valve 41 resting on the seat 42b of the head of the pusher 43.
When the pressure in the general pipe CG and therefore in the working chamber CT reaches 3.4 kg / cm2, the piston 6 begins to descend, the springs 11a-11b being calibrated so as to balance a pressure of 3, 4kg per cm2 exerted on the piston 6.
The piston 6 descending, the ring 20 comes into contact with the ball joint
22. The entire device described is then in the middle position, the position shown in the figure. The PE balancing piston compensating, as indicated above, for the thrust of the spring 12 on the rod 5, as soon as the pressure in the general pipe exceeds 3.4 kg / cm2, the piston 6 drops below its average position, causing the rod 5, which causes the opening of the exhaust 4b of the CF cylinder which is vented to the atmosphere. The balancing piston PE continues to act on the rod 5 by moving slightly upwards.
The pressure also drops in the brake cylinder and then more slowly in the chamber 39 located under the balancing piston PE so that the piston stops balancing the spring 12 but the increasing pressure in the working chamber CT maintains the piston 6 slightly below the middle position. In this position of the piston, the exhaust opening 53a of the accelerator valve is released from the valve 50, but the PA pocket is only gradually vented to atmosphere when the pressure in the brake cylinder CF drops below. of 300 g, this value of 300 g being determined by the ratio of the area of the piston 57 (under a pressure of 300 g) and the valve 61 (under a pressure of 4.5 to 4.6 obtained during the transfer of the CG in the pocket).
As the pressure continues to drop in the brake cylinder when it drops below 150 g, the spring 32 moves the balancing piston PE downwards thus interrupting the direct communication of the equalization tank RE with the atmosphere through the ducts. 46 and 48.
Normally when the brake pipe pressure increases
0 to 4.7 kg / om2, the equalization tank RE is not supplied by the general pipe CG, because the piston 6 deviates very little from its average position. In short, we have a continuous state of equilibrium. If for an exceptional reason the pressure in the general pipe increases suddenly (pressure surge), the piston 6 reaches the low position.
At this point, the brake pipe feeds the RE equalization tank slowly and inefficiently, because until the brake cylinder is close to being released, the PE balancing piston is in position. high, i.e. the RE reservoir is directly connected to the atmosphere.
When the pressure reaches 4.7 kg in the general pipe CG and in the working chamber CT, a value which corresponds to the calibration of the springs lla-llb and 12, the brake cylinder is empty, the pressure is zero, the brakes are greenhouses. The positions of the various parts of the distributor are as follows: the piston 6 is in the middle position, (position below which it is moreover lowered in the normal case only very slightly): the double valve 2 rests on these seats d 'intake 4a and exhaust 4b.
The balancing piston
PE is in the low position, therefore the tank RE is not directly connected to the atmosphere, the conduit 46 opening between the seals carried by
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the PE piston rod. The valve 41 resting on the head of the pusher 43 but not on the fixed seat 42a, the tank RE is connected to the atmosphere by the calibrated orifices 40a and 45a. The valve 50 resting on the seat 52a and also on the seat 52b, but the accelerator pocket PA is still at atmospheric pressure.
When the pressure 'in the general pipe exceeds 4.7 kg / cm2, the piston 6 descends below its average position, against the action of the springs 11a - 11b and 12. The pusher 43 descending, the valve 41 comes to rest on the seat 42a and thus close the exhaust of the balancing tank RE by releasing the intake opening 42b.
Pressurized air from the general line CG enters the RE tank. This air acts under the underside of the piston 6 which rises slightly below the middle position and closes the intake opening 42b of the tank RE without opening the exhaust. As the pressure in the general pipe CG increases, causing the force exerted on the piston 6 in the downward direction to increase, air coming from the brake pipe CG enters the equalization tank RE and compensates for the increased force on piston 6 in the downward direction. Thus, the piston is constantly returned slightly below the middle position, to a position which may be referred to as the continuous release position.
When the CG brake pipe reaches its operating pressure (5 kg for example), all movement ceases. The dispenser is ready to operate.
To tighten, the mechanic operates a pressure drop in the general pipe CG and therefore in the chamber CT. The piston 6 moves upwards, in the upper position, defined by the stop 9a.
It opens the inlet valve 2: air flows from the auxiliary reservoir RA into the brake cylinder CF. At the same time, the valve 50 is raised under the action of the push-button 53, establishing communication between the general pipe CG and the accelerator pocket PA which then plays its role by accelerating the drop in pressure in the general pipe and more particularly in the CT room. The pusher 43 moving the valve 41 puts the equalization tank RE to the atmosphere but the air escapes only slowly due to the presence of the calibrated orifices 45a 'and 40a. As a result, the action of the pressurized air contained in the equalization tank RE is added for a certain time to that of the springs so as to maintain the supply of the brake cylinder by lifting the valve.
If the pressure in CG falls below the set value of 4.7 kg / om2, RE drains completely.
From this moment, the force on the piston 6 results from the difference between the thrust of the springs, thrust which corresponds to a pressure of 4.7 kg / om2 and the current value of the pressure in the general pipe. . The pressure of the cylinder CF acting on the upper face of the piston 57 closes the communication between the accelerator pocket PA and the atmosphere. At the same time as the pressure rises in the CF cylinder, it rises in the chamber 39 under the PE piston, but more slowly given the presence of a calibrated orifice 39a. When the pressure in the chamber 39 exceeds 150 g / om 2, the piston PE moves to come into the upper position, thus putting the tank RE directly into atmosphere.
The pressure rising in the chamber 39, the force which the piston PE opposes to the spring 12 via the rod 5, increases and decreases by the same amount the force that the spring 12 exerts on the piston 6, jointly with the force exerted by the springs 11a and 11b. A pressure drop determined below 4.7 kg / om2 corresponds to a pressure determined on the balancing piston PE for which the inlet valve 4a closes. It can be seen that the pressure of the CF brake cylinder is a function of the pressure drop in the general pipe, below 4.7 kg cm2. Any further pressure drop in the CG brake pipe causes the pressure in the CF brake cylinder to increase.
Since the springs lla and llb alone can balance a pressure of
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3.4 kg / om2 on piston 6, when this pressure is reached, the pressure at the CF brake cylinder stops increasing. The spring 12 is calibrated so that it balances a satisfactory clamping pressure via the piston PE, as indicated above. In fact, we see that the spring 12 is capable on its own of balancing a pressure of 1.3 kg cm2 exerted on the piston 6. The maximum tightening is therefore reached as soon as the pressure in the general pipe is. descent. at 3.4 kg / cm2.
To release the brakes, the mechanic causes pressure to rise in the general pipe CG and consequently in the working chamber CT. The piston 6 descends, driving the rod 5 so that its end, that is to say the seat 4b, separates from the valve 2, thus putting the CF cylinder into the atmosphere. The pressure decreases in the chamber 39 under the balancing piston PR, the force transmitted to the rod 5 by the flail also decreases until a new equilibrium is obtained causing the return of the piston 6 to the middle position and by therefore the closure of the CF cylinder exhaust. For the reasons indicated above with regard to tightening, the release pressure in the CF brake cylinder is a function of the pressure rise in the CG brake pipe.
If the release is prolonged long enough for the pressure in the CF brake cylinder to drop below 300 g / om2, the force of the atmospheric air acting under the piston 57 moves this piston upwards, thus opening it. if the communication of the accelerator pocket PA with the atmosphere.
The bag empties as the pressure in the cylinder decreases and therefore prepares for a new tightening. When this pressure drops below 150 g, the balancing piston PE moves under the action of its spring 32 and cuts off the direct communication of the equalization tank RE with the atmosphere. When the pressure exceeds 4.7 kg / cm2 in the main pipe, the pressure in the CF cylinder is zero, the main piston is in a continuously released position, the PA accelerator pocket is in the atmosphere while the RE equalization tank is filled from the CG general pipe.
These last phases of loosening are identical to those described in connection with the cocking.
In the middle position of the control piston, when the brakes are applied (3.4 kg cm2 in the main pipe) the action of the spring 12 is balanced by that of the pressure prevailing in the brake cylinder, acting on the balancing piston PE, by means of the beam 23. The displacement of the control piston, and consequently of the double valve, for a given variation of the pressure in the general pipe, depends on the flexibility of the springs. On the contrary in known distributors, the control piston moves the double valve via the flail, so that the stroke of the valve varies according to the position of the flail, it is all the lower as the operating pressure. chosen rage is stronger, which constitutes this disadvantage.
It goes without saying that modifications can be made to the embodiments which have just been described, in particular by substitution of equivalent technical means, without thereby departing from the scope of the present invention.
CLAIMS.
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