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DISPOSITIF POUR LE RATTRAPAGE DES JEUX DES SABOTS DE
FREIN .
L'invention se rapporte aux dispositifs automatiques de rattrapage des jeux des sabots de freins, spécialement de wagons de chemin de fer, qui consistent en une tige de traction de la timonerie de frein divisée en deux parties dont l'une est formée d'une vis déplaçable axialement par rapport à l'autre partie et porte d'une part un écrou d'accouplement servant à la fixation des deux parties de la tige lors du freinage et d'autre part un écrou d'avanoe qui est
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déplaçable le long de la vis sous l'effet d'un organe de commande déplacé lui-même axialement le long de l'autre partie de la tige dans une direction lors du freinage et dans l'autre direction lors du desserrage du frein
Un appareil de rattrapage automatique de cette espèce est connu,
dans lequel le pas de la vis est suffisamment grand pour que celle-ci soit réversible et dans lequel les éorous sont disposés de manière à pouvoir tourner sur la vis lors de leur déplacement axial sur celle-ci. Dans cet appareil connu les éorous ne sont oependant déplaçables par rotation le long de la vis que dans un sens, celui d'une diminution des jeux des sabots quand ils sont trop grands.
Ce dispositif n'est donc qu'à action simple et ne peut pas être fait à double action, par quoi l'on entend la falcuté non seulement de diminuer des jeux trop grands mais aussi d'augmenter des jeux trop petits. Pour la même raison la propriété de cet appareil connu de diminuer les jeux trop grands n'est pas dépendante uniquement de la oourse à vide du frein c'est à dire de la oourse parcourue par le piston de frein pour l'application des sabots oontre les roues, mais aussi de la oourse d'élasticité du frein, c'est à dire de la course parcourue ultérieurement par le piston de frein par suite de l'élastioité de la timonerie sous la force de freinage appliquée pour serrer les sabots oontre les roues.
La oourse d'élasticité varie cependant avec la pression de freinage et pour cette raison et
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pour d'autres il est désirable d'éliminer l'influence de la course d'élasticité sur la propriété que possède l'appareil de rattrapage de diminuer les jeux de sabots.
Dans ce but et pour pouvoir rendre l'appareil à double effet il est nécessaire que les écrous soient déplaçables dans les deux directions sur la vis. Pour obtenir la mobilité axiale des écrous dans les deux sens sur la vis il a été proposé de scinder les écrous en secteurs afin de permettre un soulèvement de leurs filets hors de leur engagement dans les filets de la vis, de sorte que les écrous lors de leur déplacement axial sur la vis glissent par les sommets de leurs filets au dessus des sommets des filets de la vis. Dans ce cas où les écrous ne tournent pas sur la vis, le pas des écrous et de la vis est naturellement sans fonction spéciale et n'est déterminé que par des questions purement constructives.
En glissant par leurs filets au dessus de ceux de la vis les écrous de même que la vis sont soumis à une forte usure et sont facilement endom- magées.
La présente invention a pour but de réaliser un appareil de rattrapage automatique des jeux des sabots de frein de l'espèce décrite au début dans laquelle les écrous sont rotatifs et de ce fait déplacables le long de la vis dans les deux sens et de manière telle, que la propriété de l'appareil de diminuer les jeux devient indépendante de la course d'élasticité du frein, que l'appareil de rattrapage puisse si l'on veut être fait double action, et que les écrous soient toujours engagés avec leurs filets dans ceux de la vis, ce qui
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réduit considérablement l'usure. Un autre but de l'in- vention est de réaliser un appareil de rattrapage du type sus-nommé d'un fonctionnement sûr et neanmoins relativement simple de construction.
L'invention est caractérisée essentiellement par le fait qu'entre l'écrou d'avanoe sur la vis réversible et l'organe de commande déplaçable axialement sur l'autre partie de la tige sont disposés d'une part deux paliers de butée qui, chacun dans un sens, transmettent à l'écrou d'avance les déplacements axiaux de sens différent lors du freinage et du desserrage du frein, de l'organe de commande et d'autre part un accouplement à friction qui lors de la transmission du mouvement axial de l'organe de commande à l'écrou d'avanoe lors du desserrage du frein présente une résistance limitée à la rotation de l'écrou d'avanoe.
'D'autres traits caractéristiques de l'invention ressortent de la desoription suivante de quelques formes de réalisation ohoisies à titre d'exemple de l'invention et représentées sur les dessins annexés.
La fig. 1 montre en coupe axiale l'une des formes de réalisation de l'appareil de rattrapage selon l'invention.
La fige 2 montre une vue avec coupe partielle de l'appareil de rattrapage modifié par rapport à celui représenté fig. 1.
La fige 3 montre une vue fragmentaire avec coupe partielle de l'appareil selon la fig. 1 avec une autre modification.
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La fig. 4 montre la partie centrale d'une timonerie de frein, illustrant la manière d'y disposer l'appareil automatique de rattrapage.
La fig. 5 montre une autre forme de réalisation de l'appareil de rattrapage en coupe axiale.
Comme le montrent les dessins, l'appareil de rattrapage automatique est constitué par une tige de freinage divisée en deux parties dont l'une en forme de tige filetée ou vis 1 'engage dans l'autre partie 2 en forme de tube. La vis, dont le pas est suffisamment grand pour qu'elle soit réversible, est vissée d'une part dans un écrou 3 dit écrou d'accouplement servant à rendre solidaires les deux parties 1 et 2 de la tige lors du freinage, et d'autre part dans un écrou 4 dit écrou d'avance servant lors du desserrage du frein à entraîner la vis 1 dans le mouvement axial d'un organe de commande 5 axialement déplaçable sur la tige 1, 2. Cet organe de commande 5 est formé par un carter tubulaire qui est déplaçable axialement sur la partie 2 de la tige et qui entoure un ressort à compression 6 comprimé entre le dit carter et la partie 2 de la tige.
Ce ressort maintient normalement le carter 5 appuyé par une butée 20 contre une butée de la partie 2, ayant par ex. la forme d'une collerette 13.Le carter 5 est de manière connue déplacé axialement contre l'action du ressort 6 le long de la partie 2 lorsque, lors du freinage, le piston de frein continue son mouvement après avoir parcouru la partie de sa course qui correspond aux jeux normaux désirés des sabots de
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frein. Lors du desserrage du frein le carter 5 est ramené par le ressort 6 dans sa position initiale par rapport à la partie 2. Différents mécanismes pour l'obtention de ce déplaoement axial du carter 5 lors du freinage ont été proposés. Un dispositif connu servant à ce but est illustrée par la fig. 4.
Dans cet exemple, le carter 5 est muni d'une butée 7 coopérant avec une butée 8 qui se déplace par rapport à la partie 2 de la tige dans une certaine direction lors du freinage et dans la direction opposée lors du desserrage. La fig. 4 montre la tige 1, 2 reliée au balanoier 29 actionné par le piston du cylindre à frein 30, ce balancier 29 relié lui-même au balancier à point fixe 31 sur lequel est articulée une tringle 32 portant la butée 8, de préférence ajustable.
Pour pouvoir entraîner l'écrou d'avance 4 dans son déplacement axial sous l'action du ressort 6 lors du desserrage du frein, le carter 5 est muni d'une butée 9 ooopérant avec une bague de butée 15 rotative et déplagable axialement par rapport à l'écrou d'avance 4. Un ressort à compression 11 est serré entre cette bague de butée 15 et une collerette 18 ou analogue de l'écrou d'avance, 4. Un roulement à billes axial 16'est disposé entre la bague 15 et le ressort 11. La bague 15 forme l'une des parties d'un accouplement à friction dont l'autre partie est for= mée par une collerette 10 de l'éorou d'avance 4 qui est pressée contre la bague 15 par un ressort 11.
Pour l'entraînement de l'écrou d'avance 4 dans son déplace-
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ment axial lors du freinage, le carter 5 est muni d'une butée 14 qui coopère avec une butée de l'écrou d'avance 4, ayant par ex. la forme d'une collerette 18.
Un roulement à billes 16" est disposé entre la butée 14 et la collerette 18 afin de permettre à l'écrou d'avance 4 de tourner facilement lors de son déplacement axial. Au lieu d'être disposé entre la butée 14 et la collerette 18 le roulement à billes 16" peut être disposé entre le ressort 11 et la bague de butée 15 suivant la modification illustrée par la f ig. 2, suivant laquelle une bague de butée 19 rotative et déplaçable axialement sur l'écrou devance 4 est disposée entre les deux roulements 16' et 16" et coopère avec la butée 14.
Tant qae le carter 5 n'est pas déplacé de manière à écarter sa butée 20 de la butée correspondante 13 sur la partie 2 de la tige de freinage, l'écrou d'accouplement 3 s'appuie axialement contre le carter 5 par l'intermédiaire d'un roulement à billes. Comme le montrent les fig. 1, 2 et 5 ce roulement peut être le roulement à billes 16' déjà prévu pour l'écrou d'avance 4, celui-ci étant axialement soumis à l'action de ce roulement dans le sens dans lequel les deux écrous 3 et 4 doivent être déplacés sur la vis 1 pour l'agrandissement des jeux, et formant lui-même appui pour l'écrou d'accouplement 3 afin de le maintenir hors de contact avec la butée 13 sur la partie 2.
Si l'on ne tient pas à se passer de cette façon d'un roulement à billes dans le dispositif de
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rattrapage, on peut, selon la modification illustrée dans la fig. 3 disposer un roulement à billesspécial 17' pour l'appui axial de l'écrou d'aocouplement 3 contre le carter 5 dans la direction de l'agrandissement des jeux. Au début du déplacement axial du carter 5 contre l'action du ressort 6, l'écrou d'accouplement 3 vient s'appliquer par un collet 12 dont il est muni contre la butée 13 de la partie 2, ce qui verrouille l'écrou d'accouplement 3 et l'empêche de tourner dans le sens d'un agrandissement des jeux. Lors de son déplacement axial le long de la vis 1 dans le sens d'une diminution des jeux, l'écrou d'accouplement 3 s'appuie axialement sur la partie 2 par l'intermédiaire d'un roulement à billes axial 17.
Sur les dessins, le dispositif de rattrapage ,est représenté dans sa position correspondant au frein desserré. Au début du mouvement d'application du frein, tant que la force transmise de la partie 2 à la vis 1 n'a qu'à surmonter la résistance de course à vide, l'éorou d'avance 4 doit être maintenu de manière à ne pas tourner, afin de permettre au ressort 6, au carter 5 et à l'écrou d'avance 4 d'entraîner la vis 1 dans le mouvement de la partie 2. Dans ce but on devra dans la forme de réalisation illustrée aux fig. 1 - 3 faire le ressort 11 suffisamment fort pour maintenir la collerette 10 en angagement à friction suffisant avec la bague de butée 15 pour que la collerette ne puisse pas glisser sur la bague 15, qui de son coté s'appuie contre la butée 9 et est empêchée par
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celle-ci de tourner.
Si les jeux sont trop petits, c'est à dire si une tension de freinage surgit dans la timonerie avant que le déplacement axial du carter 5 par coopération des butées 7 et 8 ait commencé, le ressort 11 cède à la tension grandissante dans la tige de frein 1, 2, ce qui libère L'accouplement 10, 15 ou lui permet tout au moins de glisser sous l'effet du couple exercé par la tension de freinage sur l'écrou 4 grâce à la réversibilité de la vis 1.
Par conséquent les écrous 3 et 4 tourneront et se déplace- ront axialement sur la vis 1 dans le sens d'un agran- a/ dissement des jeux. Lorsque le piston de frein/paroouru sa course correspondant aux jeux désirés et lorsqu'au début du déplacement axial du carter 5 contre l'action du ressort 6, l'écrou d'accouplement 3 s'appuie par son collet 12 contre la butée 13 sur la partie 2, la rotation de l'écrou d'accouplement 3 est arrêtée et la vis 1 est accouplée à la partie 2. La tension de freinage est maintenant transmise de la partie 2 la vis 1 par les butées 13 et 12 et l'écrou 3.
Si les jeux sont trop grands, o'est à dire si la butée 8 atteint la butée 7 avant qu'une tension de freinage ait surgi dans la timonerie lors du freinage, le déplacement axial du carter 5, qui se produit lorsque le piston continue sa course, a pour effet que l'écrou d'accouplement 3 par son collet 12 s'appuie contre la butée 13 et est empêché par celle-ci de tourner. En d'autres mots, la vis 1 est verrouillée à la partie 2.
Dans la suite de son mouvement axial par coopération
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des butées 7 et 8, le carter 5 entraîne par l'intermédiaire de sa butée 14 l'éorou d'avanoe 4 axialement le long de la vis 1 vers la gauche sur le dessin.
Ce déplacement de l'écrou d'avanoe 4 est possible, l'éorou pouvanttourner et sa rotation étant facilitée par le roulement à billes axial 16. Pendant ce déplacement de l'écrou d'avance 4 sur la vis 1 dans cette direction, l'accouplement à friction 10, 15 est inaotif du fait que la bague de butée 15 perd son appui oontre la butée 9 et peut tourner librement par rapport à celle-ci. Quand le carter 5, lors du desserrage du frein, est déplacé vers la droite dans le dessin par rapport à la partie 2 sous l'effet du ressort 6, les butées 9 et la bague de butée 15 entrent de nouveau en action pour entraîner l'écrou d'avance 4 dans le déplacement du carter 5 par l'intermédiaire du ressort 11.
L'anneau 15 qui s'appuie alors oontre la butée 9, ne peut pas tourner.Au début du mouvement de desserrage du frein et jusqu'à ce que la tension de freinage ait cessé, le ressort, 11 cède un peu au déplaoement du carter 5, ce qui permet à l'accouplement à friction 10, 15 de glisser et à l'écrou d'avance 4 de se déplacer en tournant sur la vis 1. Dès que la tension de freinage a céssé dans la timonerie, l'engagement à friction entre les parties 10 et 15 de l'accouplement est suffisant pour maintenir l'éorou d'avance 4 et l'empêcher de tourner, de sorte que le carter 5 en continuant son déplacement lors de la continuation du desserrage du frein entraîne la vis 1 et la déplace par rapport à l'autre partie 2 de la tige
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et l'écrou d'accouplement 3 dans le sens d'une diminution des jeux,
jusqu'à ce que le carter 5 ait atteint sa position initiale. Au cours de ce mouvement de diminution des jeux l'écrou d'accouplement tourne sur le roulement à billes axial 17.
Pour supprimer la nécessité de prévoir le ressort 11 servant au serrage des parties de l'accouplement 10, 15 et par suite le ressort 6 si puissants que l'action de ces ressorts soit dans toutes les circonstances suffisante pour ne pas céder à la résistance de course à vide de la timonerie, même si cette résistance est très grande, on peut outre les deux écrous 3 et 4 disposer un trosième écrou 21 sur la vis, comme le montre la fig. 5. Ce troisième écrou sert à augmenter la force d'entraînement entre la partie 2 et la vis 1 lors de l'application du frein et est à un certain degré d'analogie avec l'écrou 4 muni d'un accouplement à friction.
L'une des parties 25 decet accouplement est disposée sur l'éorou 21 et l'autre partie est formée par une bague de butée 22 par laquelle l'écrou 21 lors de l'application du frein s'appuie contre une butée 26 de la partie 2 de la tige. Un ressort à compression 23, qui sert à maintenir les parties 22 et 25 de l'accouplement engagéesentre elles, est comprimé entre l'anneau de butée 22 et un collet 27 de l'écrou 21. Un roulement billes axial 24 est disposé entre le ressort 23 et l'un de ses appuis, de préférence la bague de butée 22, comme le montre le dessin. Le ressort 23 peut être prévu
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suffisamment puissant pour que dans toutes les circonstanoes il ne cède jamais à la résistance de course à vide de la timonerie lors de l'application du frein, même si cette résistance est grande.
De ce fait, il sera possible de prévoir les ressorts 11 et 6 plus faibles sans courir le risque que le dispositif de rattrapage effectue un agrandissement intempestif des jeux, même si la résistance de la timonerie pendant la course à vide atteint une valeur exoeptionellement grande. Lors du desserrage du frein, l'écrou 21 s'appuie contre la partie 2 par l'intermédiaire d'un roulement à billes axial 28 pour faciliter la rotation que cet éorou doit accomplir lors du déplacement relatif des parties 1 et 2 dans le sens d'une diminution des jeux.
Comme le montre la fige 5 la bague de butée 15 peut si l'on veut être reliée carter 5 par un enoliquetage qui peut de préférence être constitué par un ressort d'enclenchement 33 et qui empêche la rotation de la bague 15 dans l'un des sens de rotation, c'est à dire dans le sens dans lequel tournent les écrous sur la vis 1 lors du mouvement d'agrandissement des jeux.
Dans les formes de réalisation décrites oidessus le dispositif de rattrapage automatique est à double aotion, c'est à dire qu'il est en état non seulement de diminuer des jeux trop grands mais aussi de produire une augmentation des jeux lorsqu'ils sont trop petits. Cette dernière fonction est due au fait que l'éorou d'accouplement 3, soit directement, soit indirectement par l'intermédiaire de l'écrou d'avanoe 4
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est maintenu par le carter 5 de telle sorte que son collet 12 ne soit pas engagé avec la butée 13 sur la partie 2 jusqu'à ce que, lors du freinage, le piston de frein ait parcouru la partie de sa course qui correspond aux jeux désirés.
En renonçant à maintenir de cette façon l'écrou d'accouplement 3 non engagé avec la butée 13 sur la partie 2 pendant une partie de la course du piston de frein lors du freinage, de sorte que l'écrou d'accouplement 3 pendant toute la course du piston de frein s'appuie contre la butée 13, l'appareil est rendu à simple aotion. Quoiqu'il @@@ soit préférable dans la plupart des cas d'avoir un appareil de rattrapage à double aotion, l'invention n'est pas limitée à cette espèce d'appareils, car des traits caractéristiques de l'invention sont avantageusement applicables au cas où l'appareil de rattrapage est à simple action.
R é s u m é.
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