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Dispositif d'absorption de chocs par friction , notamment pour véhicules de chemins de fer.
@ La présente invention concerne un dispositif dans lequel l'énergie cinétique de masses en mouvement est absor- bée ou annihilée, les ressorts employés étant relativement faibles par suite de l'emploi de surfaces de friction.
Dans les dispositifs connus de ce genre, les surfaces de friction présentent ou bien des pressions telle- ment élevées, par unité de surface, qu'on doit veiller à pro- duire un graissage permanent, afin d'éviter un grippage des surfaces, ou bien elles possèdent l'inconvénient que les dispositifs -déjà lors d'une faible augmentation du coeffi- cient de friction- ne reviennent plus dans leur position re- tirée, après avoir subi lechoc, ou bien qu'elles se coin- cent déjà pendant le tamponnement, c' est à dire pendant la
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course de travail.
Le dispositif suivant l'invention élimine ces in- convénients, to ut en ne nécessitant pas un encombrement im- portant.
On connait déjà des dispositifs dans lesquels ce résultat est obtenu par une disposition spéciale des sur- faces de friction et du ressort, disposition dans laquelle les plaques de choc, qui se rapprochent mutuellement sous les efforts de choc ou de traction, présentent sur leur côté intérieur un creux formé par des faces placées obliquement par rapport à la direction des chocs ; entre ces faces obli- ques du creux sont placés deux blocsde friction, qui se rap- prochent mutuellement, perpendiculairement à la direction du choc, et cela à l' encontre de la force d'un ressort.
Or, cet- te solution ne fournit un dispositif simple, convenant pour un travail peu important, que lorsque ses dimensions sont pe- tites ; d'autre part, on admet qu' il ne se coince pas, même lorsque le coefficient de friction augmente considérablement.
Confoemément à la présente invention, cette dispo- sition présente la simple possibilité de pouvoir augmenter très rapidement cette proportion de multiplication entre la force du choc et celle du ressort, et par suite le rendement .
En effet, la disposition réciproque du ressort et des surfa- ces de friction permet un emboitement multiple des éléments de friction, avec un seul ressort agissant de l'intérieur.
Ainsi, la multiplication peut être calculée de façon à augmen- ter suivant la série x, x2, x ..., en comparaison des dispo- sitions connues, où, après répétition de la disposition, la multiplication augmente suivant la série x,2x , 3x ... Par con- séquent, la répétition ne signifie pas ici un simple aligne- ment d'éléments identiques de même grandeur, mais un emboite-
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ment dans un élément de forme identique mais plus grand, ren- fermant le premier. une réalisation donnée à titre d'exemple est repré- sentée par les dessins annexés aux fige l, o, 7, 8, 9 et 10 en coupe horizontale,aux fige 2 et 11 en vue de coté et en coupe verticale correspondant aux fige 1 et 10.
La fig. 3 représente le parallélogramme de forées -correspondant à la fige 1, sans friction ;
La fig. 4 (5) représente ce parallélogramme sous friction, pendant la course de travail (de recul) du disposi- tif.
La vue en plan peut aussi être considérée comme vue de coté ; dans ce cas, la vue de coté doit naturellement être considérée comme vue en plan. Les figures n'indiquent pas les guides, les étriers de traction (permettant au mtme dispositif de recevoir aussi des efforts de traction), etc., habituellement fixés au wagon, étant donné qu'ils ne font pas partie de l'es- sence de l'invention.
Les fig. 1 et 2 représentent la disposition dans la- quelle on utilise une paire de blocs de friction. Les la; - ques de choc 1A et 1B fixées entre les butées 1 du châssis du wagon sont mobiles dans la direction de la force P (-P) ; leurs c6tés intérieurs présentent un creux formé par les faces obliques 2,3. Les blocs de friction 1C, 1D, placés entre ces faces obliques, blocs que tend à séparer un ressort 4 pla- cé entre eux, se rapprochent mutuellement lors de la conrse de pression des plaques de choc. Lorsque la force P (-P) cesse, le ressort repousse les deux corps 1C, 1D et ainsi également les plaques de choc lA, 1B dans leur position d'extension de départ.
Etant donné que, pendant le mouvement, une friction se présente sur les faces 2,3, une partie du travail de la
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force P, lors de la compression, et une partie du travail du ressort, lors de la détente, est transformée en travail de friction. Par conséquent, d'uhe part on est en mesure d'employer un ressort (R) plus faible et, d'autre part, la force de recul (P") indésirable du ressort déjà petite en soi, est encore di- minuée.
La fig. 3 représente le parallélogramme de forces avec = tg 4= 0, c'est à dire en ne supposant aucune fric- tion ; la fig. 4 (5) reorésente le parallélogramme de forces pendant la compression, c'est à dire lors de la course de tra- vail (pendant le recul/, c'est à dire lors de la détente), lors- que les surfaces de friction présentent le coefficient de fric- tion de # = 5g 4.
On voit à la fig. 4 (5) que, pendant la course de travail (course de recul), la force opposée R' (P") de la force de compression P' (force de ressort R"), qui main- tient l'équilibre vis à vis de l'autre, devient égale à 0, lorsque 1/ = [gamma], (4 = 90 -), c'est à dire qu'avec ce coeffi- cient de friction, aucune force de ressort (aucune force eppo- sée extérieure) n'est nécessaire, afin de maintenir dans 1'é- quilibre une force de compression (force de ressort) de n'im- porte quelle grandeur ; cela est le cas lorsque la disposition se cale elle-même, c'est à dire se colnce, pendant la course de compression (de recul).
Des explications ci-dessus, on conclut qu'avec [gamma]= 45 , on possède la sûreté maxima que, aussi bien pendant la course de travail que pendant celle de recul, un coincement ne se présentera pas. Avec[gamma]= 45 , le coince- ment ne se présenterait que dans le cas où le coefficient de friction posséderait une valeur improbable de [gamma]= tg 45 = 1.
Le nombre donné par la proportion P'/R' (P"/R") indi- quie le nombre de multiplications obtenues par l'emploi des sur- faces de friction, pendant la course de travail (course de recul); La force de ressort qui suffit pour obtenir un certain rendement
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important est d'autant plus petite (la force de recul. nuisible du ressort devenant active) que le nombre donné par cette pro- portion est plus grand dans un dispositif donné.
On voit ensuite par les fig. (b) que la multiplica- tion P'/R' (P"/R") pendant la course de travail (course de re- cul) est plus favorable, c'est à dire plus grande (plus petite) avec un angle [gamma] plus petit (plus grand).
En tenant compte de ces conditions qui s'opposent, et en considérant en même tempsles nécessités relatives au grippage, on trouve que le cas le plus favorable s'obtient en choisissant l'angle centre 30 et 40 .
Les fig. 6 et 7 montrent comment le principe de la fig. 1 peut être employé deux fois, afin d'augmenter la muti- plication P/R, c'est à dire d'échelonner encore une fois la force du ressort. Les c8tés obliques intérieurs des blocs de friction 1C, 1D sont également exécutés en surfaces de fric- tion, ent entre celles-ci sont introduits d'autres blocs de friction intérieurs 2A, 28. AU lieu du resso rt 4., un autre ressort b est placé entre ces blocs de friction intérieurs.
Lorsque, pour ceux-ci, on désigne l'angle et- de la fig.
1 par [gamma]1 et l'angle correspondant du second degré par [gamma]2, ce qui a @ été dit ci-dessus au sujet du grippage et de la multiplication vaut également pour ce second degré ; en même temps, les blocs de friction extérieurs 1C, 1D (les blocs de friction intérieurs 2A, 2B) correspondent aux plaques de choc lA, 1B ( des blocs de friction lu, 1D).
Ce second degré, ou disposition intérieure, garde tou- tes les qualités de la disposition extérieure, sans en pré- senter de nouvelles. Sd par exemple la disposition extérieure ne grippe pas, la disposition intérieure présente la même s[u- reté contre le grippage, naturellement à condition que [gamma]2=[gamma]1=[gamma]1.
Si par exemple, la multiplication P/R, avec la réalisation suivant la fig. 1 est de X fois, la même multiplication existe également avec la disposition intérieure, naturellement à con-
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dition que [gamma]2=[gamma]1=[gamma]. Ainsi, la multiplication de la disposition à deux degrés augmente jusqu'à devenir x2, par rapport à la multiplication x de la disposition à un degré.
Cela constitue une différence vis à vis des solutions connues dans lesquelles une double répétition de la disposition ne présente qu'une multiplication de 2x.
Les fig. 6 et 7 sont dessinées conformément à la condition [gamma]2= [gamma]1 = [gamma], avec la différence que pour la fig. 7, constitue un angle quelqonque, et pour la fig. 6, [gamma]= 45 . Afin d'obtenir la proportion P/R pour la disposi- tion suivant la fig. 6, le dénombrement suivant les fig. 4,5 devrait être convenablement continué.
Etant donné que la proportion de multiplication augmente dans l'exécution double, la force initiale du ressort
5 augmente aussi, de façon correspondante à la grandeur ini- tiale de l'effort de choc. Afin que celui-ci ne devienne pas trop grand, un ressort primaire 6 peut encore être intercalé en avant du dispositif. Par cette disposition, le dispositif peut recevoir un diagramme à courbe de début choisie librement.
Avec Ci(,. == [gamma] = 45 (fig. 6), la course du
2 1 ressort b est exactement aussi grande que la co urse des corps . lA, 1 B, qui, par exemple peut être limité par les butées 7, 8.
De plus, on voit, par les fige 1, 6,10, que dans le cas d'une disposition unique, triple... des éléments de friction, le ressort est placé transversalement, mais que par contre avec une disposition double, quadruple... de ces éléments, il est placé dans la direction de la force P.
Dans les fige 1 et 6, le ressort est disposé à l'intérieur des éléments de friction, dans les fig. 7, 8 et
10 à l'extérieur de ces éléments, mais dans ce cas, il agit de même, par l'intercalation d'une timonerie.
Cette timonerie consiste, dans l'exécution sui-
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vant la rig. 7, par exemple en un tube 9 qui porte à ses deux extrémités les plateaux-butées 10, 11. L'autre extrémité du ressort 12,13 agit sur. les plateaux-butées 1,15. Les tiges 16,17,faisant corps avec ces plateaux-butées, touchent par leurs têtes T, qui s'introduisent à travers la fente 18 du tube 9, les blocs de friction 2A, 2B.
Bans la solution suivant la fig. 8, cette timonerie se distingue de celle de la fig. 7 par le fait que les blocs de friction 2A, 2B sont actionnés non pas par une tige char- gée de la traction, mais par une tige 19 chargée du choc aihsi que par un tube 20, et cela par les extrémités intérieu- res des ressorts 21,22. Les extrémités extérieures des res- sorts 21,22 agissent en même temps comme ressort préliminaire ou primaire replaçant les plaques de choc lA, 1B dans lapo- sition étendue, après passage du choc.
Lorsque le dispositif, suivant les fig. 1 ou 6 est exécuté deux fois (trois fois), l'une immédiatement après l'autre, et dans la direction de la pression, cette dis- position présente la course double (triple),avec force de pression de début et finale restant la même.
Lorsque les deux dispositifs suivant la fig. 9 sont et 1A" exécutés de façon à ce que les plaques de choc 1A'/, ou 1B'et 1B" forment une seule pièce, cette disposition présente , avec une course restant de même grandeur, un effort de pression dou- ble de ceui de l'exécution suivant les fig. 1 ou 6.
Au lieu de doubler le principe selon la fig. 1, on peut aussi le tripler ou le quadrupler. Ce dernier cas est représenté aux fig. 10 et 11. Aux blocs de friction de l'exé- cution double viennent s'ajouter les blocs de friction 3C, 3D et 4A, 4B. Sur ces derniers agit la force du ressort 24, de la manière suivante : elle pousse (tire) le bloc de fric- tion 4A (4B), avec son extrémité gauche (droite), par l'inter- médiaire du plateau-butée 25 (26) et de la tige 27, (28,28).
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De cette façon, on possède la certitude que la même force agit sur les blocs 4A, 4B, comme pour le ressort disposé à l'intérieur, à la fig. 6 (ressort 5). Dans cette réalisation, la multiplication est tellement grande qu'un petit ressort 24 suffit pour obtenir des efforts de choc considérables. Etant donné que la force de ce ressort ne suffit pas taujours pour replacer avec assez de force l'attelage et la tige de choc dans leur position de départ, des ressorts auxiliaires 31 sont disposés entre les plateaux 29,30, qui sont raccordes aux pla- ques de choc lA, 1B. Les ressorts auxiliaires 31 tendent con- tinuellement à séparer les deux corps 1A, 1B, et, lors de la détente, le ressort 24 a seulement pour fonction de ramener les corps de friction dans leur position de départ.
Dans cette quadruple exécution, la multiplication mon- te à x4, par rapport à la multiplication x de l'exécution lui- vant la fig. 1, à condition que l'inclinaison des surfaces obliques reste inchangée.
Dans l'exécution à trois fois, les blocs de fric- tion 4A, 4B sont supprimés et le ressort agit directement sur les blocs de friction 3C, 3D, et celà perpendiculaire- ment à la direction de la force P. La multiplication atteint dans cette exécution x3, par rapport à la multiplication x de la réalisation suivant la fig. 1, à condition toutefois que l'inclinaison des faces obliques reste inchangée.