Dispositif de rattrapage automatique de jeu pour timonerie de frein de véhicules. L'invention concerne un dispositif de rat trapage automatique de jeu pour timonerie de frein de véhicules de chemins-de-fer ou de véhicules automobiles.
Divers dispositifs automatiques de rat trapage de jeu pour timonerie de frein sont déjà. connus. Ils consistent par exemple eu des barres filetées faisant partie de la timo nerie et sur lesquelles agissent des cliquets à. ressort, ce qui présente l'inconvénient inad missible dans le cas de véhicules de chemins cle-fer, de faire dépendre la sécurité du frei nage d'organes aussi fragiles que des ressorts.
D'autres dispositifs consistent en deux barres pénétrant l'une dans l'autre, l'une d'elle comportant un organe de clavetage co nique denté agissant sur l'autre. Dans ces dispositifs, le rattrapage ne peut se faire que par petites valeurs à la fois, un rattrapage d'une certaine importance ne pouvant avoir lieu en une fois.
Semblablement à ces dispositifs connus, le dispositif selon l'invention possède des or- gaves de clavetage, au nombre de deux, situé sur au moins une barre filetée et constitués par des écrous subdivisés en plusieurs seg ments. Mais, comme cela résulte de la des cription qui va suivre; la disposition de ces organes est telle que les inconvénients pré cités sont éliminés.
Selon l'invention, les organes de clave- tage, dont la surface extérieure est conique, sont situés chacun dans une boîte qui lui est propre et peuvent se mouvoir avec la barre filetée entre une butée et un siège également conique de leur boîte respective.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, plusieurs formes d'exécution d'un dis positif selon l'invention.
La fig. 1 montre en coupe longitudinale un dispositif destiné à un véhicule de chemin- de-fer; La fig. 2 correspond à la coupe II-II de la fig. 1; Les fig. 3 et 4 montrent en vue de côté et en coupe un châssis de véhicule de chemin- de-fer, avec frein à air comprimé et disposi tif de rattrapage de jeu selon les fig. 1 et 2; Les fig. 5 à 10 montrent trois manières différentes de placer le dispositif sur la ti monerie d'un frein;
La fig. 11 montre en coupe longitudinale un dispositif destiné à un véhicule automo bile; La fig. 12 montre schématiquement le fonctionnement du dispositif de la fig. 9. Le dispositif selon les fig. 1 et 2 com porte deux boîtes 1 et 2 comprenant les sièges et les butées, l'une, 1, de ces boîtes pouvant être immobilisée par l'intermédiaire de deux oreilles 3, tandis que l'autre, 2, reliée à la barre de timonerie, côté commande, transmet l'effort de freinage à la barre de timonerie 4.
Les organes de commande peuvent être reliés à la boîte 2 par l'intermédiaire de l'aeillet 5.
Dans chacune des boîtes se trouve un or gane de clavetage 6 resp. 7 que l'on peut nommer le premier, 6, organe de rattrapage, et le second, 7, organe d'accouplement, con formément aux fonctions qu'ils remplissent. Chacun de ces organes a la forme d'un écrou subdivisé en quatre parties 8, 9, 10, 11 et dont le taraudage correspond au filetage 12 de la barre 4 en un profil dissymétrique, c'est-à-dire en forme de dents de scie. Grâce à cette forme en dents de scie des filetages utilisés, les deux organes de clavetage peu vent se déplacer sur la barre 4 dans la direc tion de la flèche 13 seulement.
Pour permettre ce déplacement, les par ties ou segments 8, 9, 10, 11, de -chaque or gane sont maintenus ensemble au moyen d'un ressort circulaire situé dans un frai sage correspondant 14 resp. 16 de l'organe.
L'espace dans lequel chacun des deux or ganes est susceptible de se mouvoir est déli mité par un siège conique semblablement à la surface correspondante de l'organe en 16 et 17 et par une butée plane correspondant à la base correspondante de l'organe, en 18 et 19.
Il ressort sans autre du dessin qu'une traction exercée sur le dispositif coince les organes de clavetage clans les parties coni ques 16 et 17, ce qui a pour résultat de les appliquer fortement contre le filetage de la barre 4, qui est ainsi rigidement accouplée aux boîtes et ne peut en aucun cas s'en échap per dans la direction de la flèche 13.
4n voit également sans autre que la barre 4 peut par contre être avancée en sens con traire de celui de la flèche 13, les organes quittant alors leur contact avec les sièges coniques 16 et 17 pour suivre ladite barre 4 et s'ouvrir ensuite au fur et à mesure de l'avancement de cette dernière, de manière à sauter pas à pas d'un filet à l'autre du file tage 12. Ceci a lieu dès le moment où les organes de clavetage rencontrent les butées planes 18 et 19.
Enfin, le dessin montre que le jeu de l'or gane 6, dénommé organe de rattrapage entre le siège et la butée 16 et 18 est plus grand que celui de l'organe 7, dit organe d'accou plement, entre le siège et la butée 17 et 19. Comme cela ressortira de ce qui va suivre, le déplacement possible de l'organe de rattra page 6 détermine le jeu admis pour les or ganes de freinage, tandis que le déplacement possible de l'organe d'accouplement 7 .doit être juste suffisant pour permettre à ce der nier de s'ouvrir au passage de la barre 4.
La boîte 2 se termine par un corps cylin drique creux 20 et une boucle 5 et pénètre, d'autre part, partiellement en 21 dans la boîte 1, le tout dans le but de protéger constam ment le filetage 12 pendant que la -barre 4 effectue ses mouvements ou que les deux boîtes se déplacent relativement l'une à l'au tre. Pour la même raison, la boîte 1 se ter mine par une partie tubulaire 22.
Supposons maintenant que le dispositif décrit effectue un rattrapage: Dans le but de freiner, on exerce une traction sur la boîte 2, dans le sens de la flèche 23, cette traction est transmise à. la barre 4, aux autres organes de la timonerie et finalement aux sabots de frein, le tout par l'intermédiaire de l'organe d'accouplement 7, par lequel la boîte 2 est rigidement accou plée à la barre 4. Tout le dispositif se déplace donc dans le sens de la flèche 23, à l'exception de la boîte 1. qui est fixe.
Par construction, le tout est prévu de telle manière que pour un frein ne néces sitant pas clé rattrapage, le freinage n'exige pas un déplacement supérieur au jeu de l'or gane de rattrapage 6 dans sa boîte 1.
Mais lorsque le frein nécessite un rattra page, il est clair que le déplacement du dis positif sera plus grand, de sorte que la boîte ?, l'organe d'accouplement 7 et la barre 4 continueront clé se déplacer après que l'or gane de rattrapage 6 aura rencontré la butée 18. Cet organe est donc obligé de sauter de filet en filet par-dessus la barre dont le dé placement continue, le mouvement relatif de l'organe et de la barre étant déterminé par la différence entre le mouvement réellement nécessaire au freinage et le mouvement théo riquement nécessaire lorsque le frein est bien réglé. Ce mouvement relatif est une mesure de l'importance du rattrapage nécessaire.
Cette mesure détermine la longueur dont la barre 4 doit être raccourcie, c'est-à-dire re tenue dans son mouvement de retour lors qu'on libère le frein.
En effet, lorsqu'on libère le frein, la, barre 1 ne peut reculer que d'une longueur corres pondant au ,jeu de l'organe de rattrapage 6, car dès que ce dernier vient s'appliquer con tre le siège conique 16, tout mouvement de la barre 4 dans la. direction de la flèche 13 est immédiatement rendu impossible.
Mais au moment où l'organe de rattra page relie rigidement la barre 4 et la boîte 1, il subsiste entre les boîtes 1 et 2 un espace équivalent à la grandeur du rattrapage. Si à ce moment les parties de la timonerie ayant produit le freinage par l'intermédiaire de la boîte 2 retournent à leur position primitive, il est évident que la boîte 2 fera. de même et viendra se placer tout contre la boîte 1, pendant que l'organe d'accouplement 7 se dé placera d'une quantité correspondante sur le filetage 12. Cette opération revient à rac courcir la timonerie, en l'occurence la barre 4, d'une quantité correspondante à la mesure du rattrapage précédemment exprimée.
Ainsi donc, et en une opération, le jeu du frein a été rattrapé et cela quelle que soit sa grandeur et au moyen d'organes présentant une sécurité de fonctionnement absolue. En effet, si même pour une raison ou une autre les ressorts retenant entre eux les segments des organes 6 et 7 venaient à être sans effet, au moins trois de ces segments seraient en traînés par la barre et produiraient sans accroc l'accouplement désiré. Il faut d'ail leurs remarquer que la forme de ressort choi sie, c'est-à-dire le petit ressort à boudin en roulé en forme de bague, est l'une des plus favorables au point de vue sécurité et que, d'autre part, les organes de clavetage ne peu vent se mouvoir dans leur boîte que dans un espace juste nécessaire et suffisant à leur travail.
Pour s'assurer de cela, on munit les seg ments clés organes de clavetage de vis laté rales 24 dont la hauteur des têtes remplit l'espace inévitablement produit par le trait de scie lors de la fabrication de ces organes. Ainsi, tout jeu entre les segments 8, 9,<B>10,</B> 1.1 est supprimé et il leur est impossible de se placer les uns contre les autres en produi sant, entre le premier et le dernier, une dif férence de position dans le sens axial, pro venant de la pente -du filetage.
En outre, au moins l'un des segments de chaque organe de clavetage, en d'autres ter mes chaque organe, est assuré contre un mou vement de rotation possible autour de la barre .1, ceci par exemple au moyen d'une fraisure 25 coopérant avec une goupille telle que 26 ou 27. Ceci présente en outre l'avan tage lorsqu'on remplace des sabots de frein usés par des sabots de frein neufs, de per mettre le retour .dans sa position primitive de la barre 4 par simple rotation de cette dernière qui, ainsi, se dévisse à l'intérieur des organes de clavetage, qui, eux, sont em pêchés de tourner.
La fig. 1 montre également comment la barre 4 est reliée à l'#illet 28 lui-même des tiné à être relié au reste de la timonerie. Cette liaison est telle que la barre 4 peut précisément tourner sur son axe afin de per mettre de la dévisser et de la ramener dans sa position primitive sans qu'il soit néces saire de démonter quoi que ce soit du dis positif. Sur la barre 4 est fixée à cet effet une bague 29 qui transmet l'effort de trac tion à l'oeillet 28 par l'intermédiaire d'une douille 30.
Pour faciliter le déplacement des organes de clavetage le long du filetage 12 et pour éviter la production de particules de métal susceptible de gêner le bon fonctionnement du dispositif, i1_ est indiqué d'abattre les arê tes vives des filets 12, par exemple en pas sant la barre sur le tour.
Les fig. 3 et 4 montrent un exemple cl'utilisation du dispositif avec un frein Westinghouse. Au châssis 31 du wagon est fixé le cylindre 32 du frein agissant sur l'un des deux leviers 33 auquel sont accrochées des barres de timonerie 4. Sur chacune de ces barres se trouve situé en 34 un dispositif semblable à celui des fig. 1 et 2. La boîte 1 du dispositif est rendue immobile au moyen des tringles 35 fixées aux oreilles 3.
Le ressort 3-6, lequel sert .à ramener après chaque freinage les organes du frein dans leur position primitive, produit ici à chaque opération de rattrapage le déplacement des organes 7 sur leur tige 4 respective.
Les fig. 5 à 7 montrent une autre ma nière de placer le dispositif dans le cas d'un frein semblable au précédent. Ce montage diffère du précédent en ce qu'il nécessite un seul dispositif au lieu -de deux. En 82 est figuré à nouveau le cylindre du frein agis sant sur l'un des deux leviers 33 réunis comme précédemment par une barre de même désignation. Les deux boîtes 1 et 2 du dis positif contenant les organes 6 et 7 sont schématiquement représentées et l'on voit que la boîte 1, au lieu d'être reliée rigidement au châssis, est reliée par l'intermédiaire de l'o reille 37 et de la barre 38 articulée en 40 à celui des leviers 83 sur lequel le dispositif n'agit pas directement.
En d'autres @ termes, la boîte 2 est pivotée en 39 sur le levier 33 de gauche sur le dessin, tandis que la boîte 1 est reliée par une tringle au levier de droite.
La fig. 5 montre ce dispositif au repos, la barre 4 occupant une certaine position par rapport aux deux boîtes 1 et 2 et l'autre barre de la timonerie 41 ne différant en rien de sa disposition habituelle.
Au moment du freinage, les divers or ganes passent en premier lieu par la position représentée à la fi-. 6. Les extrémités 39 et 40 des deux leviers 33 se rapprochent l'une de l'autre, ces leviers oscillant à cet effet autour des extrémités de la barre qui les re lie, les deux boîtes 1 et 2 se séparent d'une quantité correspondante l'une de l'autre et, tandis que l'organe 7 maintient la boîte 2 et la tige 4 rigidement accouplées, l'organe 6 vient à rencontrer la butée 18 de la boîte 1.
Si le frein considéré a trop de jeu et qu'un rattrapage est nécessaire, les deux le viers 33 continueront leur mouvement d'os cillation jusqu'à venir dans la position de la fig. 7. Les boîtes 1 et 2 se seront séparées encore plus l'une de l'autre, l'organe 6 s'étant à cet effet déplacé relativement à la barre 4.
La distance 42 de laquelle les boîtes 1 et 2 se seront séparées l'une de l'autre repré sente ici la somme du jeu 48 admis et du rattrapage à effectuer, mais non pas sur une seule des roues du véhicule, mais sur les deux groupes de roues commandés l'un par la barre 4, l'autre par la barre<B>Il.</B> Par la liai son provenant de la barre 38, les jeux se sons; additionnés dans le dispositif qui, lui-même, doit être prévu avec un ébat 4 3 de l'organe de rattrapage 6 correspondant au double du jeu admis entre chaque sabot et ia roue cor respondante.
Au moment du desserrage du frein lors que les leviers 88 reviennent dans la posi tion de la fier. 8, les deux boîtes 1 et 2 en trent de nouveau en contact l'une avec l'au tre, l'organe 6 ayant raccourci la barre 4 d'une quantité équivalente à la différence qu'il y a entre les longueurs 42 et 43.
Une autre manière d'utiliser un seul dis positif dans le cas d'un frein Westinghouse, c'est-à-dire dans un cas semblable à celui des fig. 5 à 8, est représenté. à la fig. 9. Le dis positif constitué par les boîtes 1 et 2 est placé ici. sur la barre de liaison entre les cen tres de rotation des leviers 33, cette barre étant divisée en deux pièces 44 et 45 et les organes de clavetage étant placés sur la pièce 44, tandis que la boîte 2 de l'organe d'a.ecou- plement est solidaire de la pièce 45.
Alors que le pivot 46 du levier 33 de gauche sur le dessin est un point fixe, le pivot 47 du levier de droite se déplace lors qu'on freine et cela sous l'influence de la poussée exercée par la tige de piston 48 com mandée par le cylindre 32.
Le levier 33 -de droite est pivoté en 49 à la barre formée des pièces 44, 45, tandis qu'en 50 est pivotée sur l'extrémité de ce le vier opposée au pivot 47 l'une des barres 41 de la timonerie du frein. Un levier auxiliaire 51 situé au repos approximativement paral lèlement au levier 33 de droite, est relié, d'une part, au pivot 50 de ce levier par une biellette 52, d'autre part, à la boîte 1 du dispositif par des biellettes 53 pivotées en 54, ce levier étant en outre pivoté en 55 sur le cylindre 32.
Alors que la distance entre les pivots 50 et 56 de la biellette 52 est constante, la dis tance entre les pivots 47 et 55 ne l'est pas, puisqu'au moment du freinage le pivot 47 s'éloigne du cylindre 32, donc du pivot 55. Le freinage a donc pour effet d'écarter les extrémités 47 et 55 des leviers 33 et 51 l'une de l'autre, ces leviers formant alors un angle qui sera. d'autant plus obtus que l'opération du freinage nécessite un mouvement d'une amplitude plus grande de la tige de piston 48. Mais, l'amplitude de ce mouvement dé pendant du jeux existant entre sabots de freins et jantes de roues, on peut dire égale ment que cet angle sera d'autant plus obtus que ce ,jeu est plus grand.
Les pivots 47 et 55 s'éloignant l'un de l'autre, les pivots 49 et 54 s'éloigneront égale ment et cela. d'une quantité proportionnelle si l'on a soin de donner aux deux leviers con- sidérés des dimensions sinon égales, du moins proportionnelles.
Les boîtes 1 et 2, reliées respectivement; au pivot 54 et au pivot 49, s'éloigneront donc l'une de l'autre au moment .du freinage et cela d'une quantité dépendant de la gran deur du déplacement des sabots, tandis qu'une fois le freinage terminé, ces deux boî tes se rapprocheront l'une de l'autre de cette même quantité.
Ce mouvement d'éloignement et de rap prochement des deux boîtes correspond à ce qui a déjà. été décrit et aura pour effet final, si cet éloignement est supérieur au jeu admis de l'organe de rattrapage, un raccourcisse ment de l'ensemble formé par les pièces 44 et 45. Ce raccourcissement, qui rapproche l'un de l'autre les points de pivotement cen traux des deux leviers 33, produit en même temps un rapprochement des sabots de freins des jantes de leurs roues respectives. En 57 est en outre prévu un accouplement dans le genre de celui de la barre 4 à. l'oeillet 28 de la fig. 1, permettant, en faisant tourner la barre dénommée ici 44, de rallonger l'ensem ble 44, 45 lorsqu'on remplace les sabots usés par des sabots neufs.
Enfin, la fig. 10 montre comment on peut placer le dispositif dans un bogie sur la barre établissant la liaison entre les sabots de deux roues du bogie. Ces deux roues sont repré sentées en 58 et leurs sabots respectifs en 59. Une tige 41 de timonerie agit sur ces sabots par l'intermédiaire des leviers 60 et 61 accou plés entre eux par la barre en deux pièces 63, 64 de la première desquelles la boîte 2 du dispositif est solidaire, tandis que la boîte 1 entoure l'organe de rattrapage situé, comme du reste l'organe d'accouplement, sur la barre 64. Le pivot 65 du levier 61 est fixe et il est facile de se rendre compte du fonction nement du frein lorsqu'un effort de traction est exercé dans le sens de la flèche 66 sur la barre de timonerie 41.
Un levier auxiliaire 67 est également prévu, dont une extrémité 68 est pivotée à un organe 69 fixe du châssis dont le centre 70 est relié par une biellette au point de pi- votement 71 du sabot 59 sur le levier 60 et dont l'extrémité libre 72 est reliée par une autre biellette 73 à la boîte 1 du dispositif.
Au moment du freinage, c'est-à-dire lors qu'on tire dans le sens de la flèche 66 sur la barre 41, le levier 60 pivote dans le sens des aiguilles d'une montre autour du point 71 qui se déplace légèrement vers la droite sur le dessin, jusqu'à ce que le sabot 59 soit appliqué contre la jante de la roue. Il y a traction sur la barre 63, 64 dans la direction de la flèche 74, de sorte que la boîte 2 du dispositif aura tendance à se déplacer dans ce sens, tandis que le déplacement du sabot 59 et l'entraînement par lui du pivot 70 du levier auxiliaire 67 produisent un déplace ment de la boîte 1 du dispositif dans le sens inverse de celui de la flèche 74.
Les deux boîtes du dispositif s'écartent de nouveau l'une de l'autre et cela d'une quantité qui est évidemment en proportion avec le chemin qu'ont dû parcourir les sabots pour effectuer le freinage si l'on a eu soin de choisir les leviers 60 et 67, sinon égaux, du moins -proportionnels.
Le freinage étant terminé, il se produit les mouvements inverses et les boîtes 1 et 2 se rapprochent l'une de l'autre, raccourcis sant la longueur de la barre 63, 64 si leur précédent éloignement a dépassé par suite de l'usure -des sabots, l'amplitude fixée par le jeu que l'on veut autoriser à ces derniers.
Le dispositif décrit en référence aux fig. 1 et 2 du dessin est constitué comme un tout contenant aussi bien les organes de rattra page que les organes d'accouplement. Cette manière de procéder est aussi la plus simple. Toutefois, rien ne s'oppose à ce que l'on sé pare ces organes dont l'activité est différente. On pourrait par exemple dans le montage se lon les fig. 3 et 4, disposer un organe d'ac couplement, c'est-à-dire une boîte 2, avec son organe 7, sur la barre reliant les deux leviers 33 et ne placer aux deux points 34 qu'un or gane de rattrapage, c'est-à-dire à chacun de ces deux endroits une boîte 1 avec un or gane 6.
Les fig. 11 et 12 représentent un disposi- tif absolument analogue au précédent, mais plus particulièrement applicable aux véhi cules automobiles.
L'effort de freinage est transmis par l'in termédiaire de la boîte 75 à l'organe 76 et, de là., à la barre 77 qui le transmet aux or ganes de freinage, cette barre étant munie d'un filetage en dents de scie analogue à ce lui déjà décrit. L'organe 76 constitue l'or gane d'accouplement devant lequel est placé l'organe de rattrapage 78 et cela dans la se conde boîte 79. Les deux organes de clave- tage ainsi que les deux boîtes sont constitués de la manière précédemment décrite. Seul l'accouplement de la boîte 75 avec les or ganes de commande et la fixation de la boîte 79 sont un peu différents.
L'accouplement de la boîte 75 avec les organes de commande se fait par l'intermédiaire d'une partie file tée 80 et la fixation de la boîte 79 par l'in termédiaire de vis 81. Enfin, des goupilles 82 empêchent ici également toute rotation des organes de clavetage.
Un ressort 83 entoure tout le dispositif et a pour but d'attirer les deux boîtes 75 et 79 l'une dans l'autre. Ce ressort est vissé sur la surface extérieure de la boîte 79 et a gi ït sur la boîte 75 par l'intermédiaire de la surface conique 84 de cette dernière. Cette disposition présente l'avantage de permettre le remplacement immédiat du ressort qui reste toujours visible.
Le dispositif dont le montage est repré senté à la fig. 12 fonctionne exactement comme le précédent, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'en faire la description complète.
Par la pédale de frein 85, on transmet l'effort de freinage à la tringle 86, laquelle le transmet par l'intermédiaire du dispositif, de la tringle 87, du levier 88, de l'arbre 89, etc., aux pièces de timonerie 90 agissant elles- mêmes sur les freins. Les organes d'accou plement et de rattrapage agissent de la fa çon déjà décrite et lorsqu'on abandonne à elle-même la pédale 85, les différentes par ties sont rappelées dans leur position primi tive par l'effet du ressort 83. Il est évident que l'on. pourrait supprimer ce ressort, à la condition que la pédale elle-même soit munie d'un ressort correspondant.
Il est à remarquer que dans l'exemple représenté, la. boîte 79 au lieu d'être fixée au châssis de la machine, est réunie avec l'arbre 89 par l'intermédiaire de tringles 91. Par ce fait, les mouvements relatifs entre le châssis et la. timonerie, mouvements prove nant de l'élasticité de la suspension du véhi cule, sont sans influence aucune sur l'exac titude du rattrapage opéré par le dispositif. Si, en outre, une déformation quelconque de l'arbre 88 vient à ce produire, cette défor mation est également sans influence.
Il est évident que ce mode de fixation peut être appliqué aussi au dispositif décrit en premier lieu, de même que dans le cas présent on pourrait remplacer l'accouplement à oeillet 92 par un accouplement dans le genre de celui de la fig. 1.
Le dispositif selon l'invention peut éga lement rattraper les jeux dans le cas d'ef forts<B>(le</B> compression. Il suffit pour cela de le modifier, sa construction en devenant un plus compliquée.