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Tampon de choc pour véhicule de chemin de fer
L'invention concerne des perfectionnements aux tampons de choc pour véhicules de chemins de fer.
Un des objets de l'invention consiste dans un mécanisme de tampon pour véhicule de chemin de fer, qui comporte une action élastique préliminaire, absorbant les chocs plus légers que le mécanisme a à supporter en service, suivie d'une action de forte résistance de friction absorbant les chocs d'intensité exception- nelle.
Un autre objet de l'invention consiste dans un mécanisme de tampon'pour véhicule de chemin de fer, qui comporte une enveloppe fixée sur une extrémité du véhicule, une tête de tampon coulissan- te pénétrant télescopiquement dans l'enveloppe,un amortisseur de choc à friction dans l'enveloppe et une résistance élastique pré- liminaire, interposée entre la tête de tampon et l'amortisseur de choc par friction, la tête de tampon et l'enveloppe comportant un dispositif d'accouplement maintenant les pièces assemblées et limitant l'écartement dans le sens de la longueur de la tête et de l'enveloppe et maintenu automatiquement en position de fonctionne- ment, de façon à maintenir les pièces accouplées une fois que le mécanisme a été assemblé.
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Un objet plus spécial de l'invention consiste dans un mé- canisme tel qu'il est indiqué dansle paragraphe précédent et dans lequel l'amortisseur de choc par friction comporte un boitier de friction et un embrayage de friction soumis à l'action d'un ressort, coulissant dans le boitier et dans lequel le dispositif d'accouplement des pièces consiste dans des butées d'arrêt coo- pérantes, solidaires de la tête de tampo et de l'enveloppe, qui sont amenées en prise l'une avec l'autre par un mouvement de déplacement rotatif de la tête et de l'enveloppe pendant l'opé- ration d'assemblage du mécanisme et sont maintenues ensemble dais cette position relative du fait que la tête de tampon et l'en- veloppe ne peuvent pas tourner l'une par rapport à l'autre,
à cause de la présence de rainures de guidage dans l'enveloppe dans lesquelles le mouvement des butées est limité à un mouve- ment coulissant dans le sens longitudinal de l'enveloppe, et d'un dispositif de blocage relatif en forme de patte et d'enco- che sur l'accouplement de l'amortisseur de choc par friction et sur la tête de tampon.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront plus nettement au cours de la description qui en est donnée ci-après.
Sur le dessin ci-joint, donné uniquement à titre d'exemple: la fig. 1 est une coupe longitudinale verticale du méca- nisme de tampon suivant l'inventions monté dans sa position sur l'extrémité d'un véhicule de chemin de fer ; les figs.2, 3 et 4 sont des coupes transversales vertica- les respectivement suivant les lignes 2-2, 3-3 et 4-4 de la fig.l; la fig. 5 est une vue en perspective de la tête de tampon du mécanisme des figs.l, 2, 3 et 4, la portion antérieure de bout de cette tête de taapon étant arrachée en partie ;
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la fig. 6 est une vue semblable à la fig.l représentant une autre forme de réalisation de l'invention; les figs. 7 et 8 sont des coupes transversales verticales respectivement suivant les lignes 7-7 et 8-8 de la fig. 6 ;
Sur le dessin, 10 désigne une portion de la paroi de bout d'un véhicule de chemin de fer, cette portion se trouvant d'un côté de l'axe longitudinal du véhicule et comportant le mécanisme de tampon perfectionné monté sur elle. Ainsi qu'on le comprend sans peine, le mécanisme de tampon se retrouve de l'autre côté de l'extrémité du véhicule et les deux mécanismes coopèrent d'une manière connue avec une paire de mécanisme de tampons semblables montés sur l'extré mité d'un véhicule voisin.
Si on se reporte d'abord à la forme de réalisation des figs.
1 à 5 incluses, on voit que le mécanisme de tampon perfectionné comporte d'une manière générale une enveloppe A, une tête de tampon B, un boitier de friction C, trois segments de friction D-D-D, un bloc en forme de coin E, une résistance élastique F, montée dans le boitier C et s'opposant élastiquement aux mouvements vers l'inté- rieur du bloc en forme de coin et des segments de friction et une résistance élastique préliminaire G s'opposant aux mouvements vers l'intérieur de la tête de tampon.
L'enveloppe A a la forme d'un cylindre ouvert à son extrémité antérieure et fermé par une paroi transversale 11 à son extrémité postérieure. L'enveloppe A comporte, à son extrémité antérieure ouverte, des rebords de butée rabattus en dedans 12-12-12. Les re- bords de butée 12-12-12 sont séparés par des intervalles égaux sur la périphérie de l'extrémité ouverte de l'enveloppe, en laissant ainsi subsister des intervalles entre eux.
L'enveloppe A comporte, à son extrémité ouverte, plusieurs nervures de guidage 13-13 diri- gées dans le sens longitudinal et vers l'intérieur à partir des
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rebords 12-12-12. Les nervure de guidage 13-13 sont au nombre de xix, disposées par paires, les nervures de chaque paire se trouvant aux extrêraités opposées des bords des rebords 12-12-12 en formant ainsi des glissières entre les nervures de chaque paire dans le prolongement du rebord de butée rabattu en dedans correspondant 12. L'enveloppe A comporte de plus plusieurs ner- vures de centrage intérieur 14-14 à son extrémité postérieure, disposées à partir de la paroi latérale et dans le sens longitu- dinal de l'enveloppe.
Les nervures 14-14 sont au nombre de six, et sont destinées à venir en prise avec le boitier de l'amortis- seur de choc par friction, de façon à le centrer. La paroi posté- rieure 11 du boitier A se prolonge de chaque côté de l'enveloppe de façon à former des brides d'attache 15-15 par lesquelles l'en- veloppe est montée sur la paroi de bout 10 du véhicule L'enveloppe est fixée sur cette paroi de bout d'une manière quelconque ap- propriée, de préférence par des boulons 16-L6, qui traversent la paroi et les brides 15-15 de l'enveloppe.
Le boitier C, les segments de friction D-D-D, le bloc en forme de coin E et la résistance élastique F constituent l'en- semble de l'amortisseur de choc par friction, qui est monté dans l'enveloppe A du mécanisme de tampon. Le boitier C de l'amortis- seur de choc par friction a la forme d'un tube hexagonal, en coupe transversale, fermé à son extrémité postérieure par une paroi transversale 17. Les parois du boitier C sont plus épais- ses à l'extrémité antérieure de ce boitier et ces portions plus épaisses comportent des surfaces de friction 18-18-18 dirigées dans le sens longitudinal, convergeant en dedans et en forme de V en coupe transversale, chacune de ces surfaces de friction étant formée par deux surfaces latérales intérieures contigues
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de la paroi hexagonale du boitier.
Le boîtier C comporte en outre à son extrémité antérieure plusieurs.butées d'arrêt 19-19, rabattues en dedans, qui alternent avec les surfaces de friction en forme de V du boîtier, c'est-à-dire que les butées 19 sont au nombre de trois et sont situées entre les surfaces de friction adjacentes.
Les segments de friction D sont au nombre de trois, et coo- pèrent respectivement avec les trois surfaces de friction du.bottier C, chacun des segments comportant une surface de friction extérieure 20 en forme de V en contact avec la surface de friction 18 en forme de V correspondante du boitier. A l'intérieur, chaque segment com- porte une surface plane oblique 21 et les surfaces obliques des trois segments convergent en dedans vers l'axe central longitudinal du mécanisme.
Le bloc en forme de coin E comporte trois faces obliques 22- 22-22 à son extrémité intérieure qui sont en contact respectif avec les trois faces obliques 21-21-21 des trois segments D-D-D .
Le bloc E comporte de plus trois pattes de retenue 23-23-23, diri- gées latéralement vers l'extérieur, se dirigeant entre les segments adjacents et venant en contact avec les butées d'arrêt 19-19-19 du boitier 0 de façon % limiter le mouvement en dehors du bloc en for me de coin et à le maintenir assemblé avec la boitier. Le bloc en forme de coin E comporte à son extrémité extérieure un rebord an- nulaire 24, en saillie latérale en dehors, etsur lequel agit la force exercée par la tête de tampon D. Le rebord 24 comporte trois évidements ou encoches 25-25-25 formant des sièges de blocage dont la fonction sera expliquée plus loin. Les encoches 25-25-25 sont séparées par des intervalles égaux sur la circonférence du rebord.
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La résistance élastique F comporte un ressort à boudin rela- tivement fort extérieur et un ressort à boudin intérieur faible,. qui s'appuie à son extrémité antérieure sur l'extrémité intérieure du bloc en forme de coin E et à son extrémité postérieure sur la paroi transversale 17 de l'extrémité du boitier, tandis que le ressort extérieur s'appuie à son extrémité antérieure sur les extrémités intérieures des segments D-D-D et à son extrémité pos- térieure contre la paroi postérieure transversale du boitier.
Le boîtier hexagonal C de l'amortisseur de choc par friction s'ajuste entre les nervures 14-1 de l'enveloppe A, c'est-à-dire que les extrémités intérieures des nervures s'appliquent contre les por- tions des faces planes hexagonales du boitier en empêchant ainsi le boitier de tourner par rapport à l'enveloppe. Les segments D de l'amortisseur de choc par friction ne peuvent pas tourner par rapport au boitier C à cause de la forme en V des surfaces de fric tion en contact l'une avec l'autre des segments et du boitier, et le bloc E ne peut pas tourner par rapport aux segments à cause des faces obliques, planes en contact de ces segments et des pat- tes 23, qui sont interposées entre les segments adjacents.
La tête de tampon B a la forme d'un manchon cylindrique tu- bulaire, ouvert à son extrémité postérieure et fermé à son extrê- mité antérieure par une paroi transversale 26 relativement épaisse
La paroi 26 se prolonge latéralement en dehors du manchon cylin- drique en formant ainsi un rebord annulaire 27, qui constitue la plaque de tampon circulaire du mécanisme de tampon. Ainsi que l'indique la fig.l, la surface extérieure de la plaque de tampon circulaire a un contour convexe, de façon à coopérer convenable- ment avec la tête de tampon du véhicule adjacent.
La portion du manchon cylindrique de la tête de tampon B a une épaisseur plus forte en dehors, au voisinage du rebord 27, de façon à former un siège annulaire 28 en saillie en arrière, qui vient rencontrer l'extrémité antérieure de l'enveloppe A, de façon à limiter la @
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course de compression du mécanisme. La portion du manchon de la. tête du tampon B comporte à son extrémité intérieure trois pattes 29-29-29, relativement épaisses, dirigées latéralement en dehors et coopérant avec les rebords de butée rabattus en dedans 12 de l'extrémité ouverte de l'enveloppe A, de façon à limiter le mouve ment en dehors de la tête de tampon.
Les pattes 29-29-29 sont guidées dans la glissière 30.formée par les nervures adjacentes 13-13 de l'enveloppe A, qui limitent leur mouvement à un mouvement longitudinal dans l'enveloppe. La paroi de la portion tubulaire de la tête de tampon B est entaillée à son extrémité postérieure de façon à former trois pattes 31-31-31 séparées par des interval- les égaux, dirigées en arrière et formant en réalité le prolonge- ment des pattes 29-29-29. Les pattes 31-31-31 sont dans le prolon gement des encoches 25-25-25 du rebord du bloc en forme de coin E de façon à empêcher la tête B de tourner par rapport à l'enveloppe A, lorsque les pattes 29-29-29 sortent des glissières 30-30-30 de l'enveloppe.
L'extrémité intérieure de la portion du manchon de la tête du tampon B vient en contact avec le rebord 24 du bloc E, de' façon à le pousser en dedans lorsque la tête de tampon B s'est déplacée en dedans sur une longueur déterminée et que la résistance' préliminaire G s'est comprimée.
La résistance élastique, préliminaire G comporte un ressort à boudin intérieur faible, qui s'appuie par son extrémité antérieu- re contre la surface intérieure de la paroi antérieure transversa- le 26 de la tête de tampon et par son extrémité postérieure contre un siège 32 formé sur la partie antérieure du bloc E et un ressort à boudin extérieur, relativement fort, s'appuyant à son extrémité antérieure' contre la surface intérieure de la paroi 26 de la tête de tampon B et à son extrémité postérieure contre l'extrémité an- térieure ou portion en forme de rebord du bloc E.
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Pour assembler le mécanisme de tampon perfectionné, on monte d'abord le mécanisme amortisseur de choc par friction qui se com- pose du boitier de friction C, des segments de friction D-D-D,du bloc en forme de coin E et de la résistance élastique F dans l'en veloppe A et on le comprime. Le mécanisme amortisseur de choc par friction est maintenu à l'état comprimé de préférence par une barre de retenue à tête en force de T, qui passe par des trous situés dans le prolongement 33, 34 et 35 dans le bloc E, dans la paroi postérieure 17 du boitier et dans la paroi postérieure 11 de l'enveloppe. Ces trois trous sont allongés dans le sens trans- versal pour permettre d'y faire passer la tête en forme de T de la barre.
Puis on pose la résistance élastique préliminaire G sur le bloc E et on introduit la tête de tampon B télescopiquement dans l'enveloppe A sur le dispositif élastique G, en tournant la tête dans une position telle que ses rebords 29-29-29 passent entre les rebords de butée 12-12-12 de la tête de l'enveloppe A. On pousse la tête de tampon en dedans à l'encontre de la résistance
G, jusqu'à ce que les rebords 29-29-29 dégagent les extrêmités postérieures ou intérieures des nervures 13-15. Cette opération est facile à exécuter en raison du jeu ménagé. par l'amortisseur de choc par friction comprimé, qui est maintenu dans cette posi- tion comprimée par la barre dont il a été question ci-dessus.
Une fois la tête de tampon B poussée en dedans du boitier, de façon à dégager les extrémités intérieures des nervures 13-13, on fait tourner la tête pour amener les rebords 29-29-29 dans le prolon- gement des rebords 12-12-12 de l'enveloppe A, c'est-à-dire pour amener les rebords 29-29-29 dans le prolongement des glissières 30-30-30. Dans cette position de la tête de tampon B, ses pattes
31-31-31 sont dans le prolongement des encoches ou siègés 25-25-
25 du bloc Les pièces étant ainsi assemblées, on enlève la barre en la faisant sortir par l'extrémité postérieure de l'en- valoppe A, en permettant ainsi au dispositif amortisseur de choc
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par friction de se détendre.
Pour enlever la barre, on dévisse l'écrou qui la fixe et on la fait tourner pour amener sa tête en forme de T dans le prolongement des trous 33,34 et 35 du bloc E, du boitier C et de l'enveloppe A, de façon à la faire passer librement par ces trous.
Le fonctionnement du mécanisme de tampon suivant l'inven- tion est le suivant : Lorsque la tête de tampon B se déplaça en dedans sous l'effet d'une pression exercée sur elle par un objet tel que la tête de tampon. d'un véhicule adjacent, la résis- tance élastique préliminaire G est comprimée contre le bloc en forme de coin E en absorbant ainsi les chocs légers. Lorsque les chocs sont plus forts, la tête B est poussée plus loin en dédans et l'extrémité antérieure du manchon de cette tête ren- contre le bloc E et le pousse en dedans du boitier de friction en écartant les segments l'un de l'autre et en les poussant contre les sutfaces de friction du boitier et les poussant en dedans, à l'encontre de la résistance élastique F.
Il existe ainsi une forte résistance de friction pendant que l'amortisseur de choc par friction fonctionne.
Lorsque la pression actionnant le mécanisme cesse, l'ac- tion de détente du ressort ? pousse les segments de friction et le bloc en forme de coin en dehors, jusqu'à ce que le mouve- ment de ce bloc soit limité en venant en contact d'épaulèrent avec les butées d'arrêt 19-19-19 du boitier C et l'action de détente du dispositif élastique G pousse la tête de tampon B en dehors, jusqu'à ce que son mouvement soit limité par le con- tact de ses rebords 29 avec le rebord 12 de l'enveloppe.
On remarquera à ce propos que pendant toute la course de compression et le mouvement de détente du mécanisme, la tête B
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est directement accouplée avec l'enveloppe A, de façon à empêcher une séparation accidentelle de ces pièces, les rebords 29-29 de la tête B étant guidés dans les glissières 30-30 formées par les nervures 15-13 de l'enveloppe A et les pattes SI,de la tête B se logeant dans les encoches 25 du bloc E avant que les rebords 29 de la tête B passent en arrière,
au-delà des nervures 13-13 de l'enveloppe pendant la course de compression du mécanisme et les pattes 31-31 restant logées dans les encoches du bloc jusqu'à ce que les rebords 29-29 soient entrés entre les nervures 13-13 pendant la course de détente du mécanisme.
Suivant la forme de réalisation de l'invention des figs.6, 7 et 8 le mécanisme de tampon suivant l'invention comporte une enveloppe H; une tête de tampon J, trois segments de friction K-K-K, un bloc en forme de coin L, une résistance élastique M et une résistance élastique préliminaire N.
L'enveloppe H a la forme d'une boite creuse fermée par une paroi postérieure transversale verticale 40. La paroi 40 se pro- longe latérlement en dehors au-delà de l'enveloppe, de chaque côté de cette enveloppe de façon à former des brides 41-41 per- mettant de la fixer sur l'extrémité d'un véhicule de chemin de fer. La portion antérieure de l'enveloppe est de forme cylindrique en coupe transversale, ainsi qu'il est indiqué en 42 et.en arrière de cette portion cylindrique 42, l'enveloppe est de forme hexago- nale en coupe transversale, en formant ainsi une portion d'enve- loppe de friction 43, de forme hexagonale. Les parois de l'extré- mité antérieure de la portion de l'enveloppe 43, à l'endroit où elle se réunit-à. la portion cylindrique de l'enveloppe H ; comporte une surépaisseur intérieure 44.
Cette portion plus épaisse 44 de la paroi de l'enveloppe 43 comporte trois surfaces de friction intérieures convergeant en dedans 45-45-45, en forme de V en coupe transversale, chaque surface 45 étant formée par deux por-
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tions de la surface intérieure adjacente de la paroi de l'enve- loppe hexagonale. Les parois de la portion cylindrique de l'enve- loppe H sont décalées en dedans à des intervalles espacés 46, tout à fait à l'extrémité antérieure de cette portion cylindrique, en formant ainsi des épaulements d'arrêt transversaux 47. Les épau- lements 47 sont de préférence au nombre de trois.
Du fait du dé- calage à l'extrémité antérieure de l'enveloppe entre les épaule- ments 47, il existe trois passages de guidage 48-48-48 qui sont plus larges que les épaulements, ainsi que l'indique la fig.7.
Les segments de friction K qui sont au nombre de trois, coopèrent avec les surfaces de friction en forme de V,45, de l'enveloppe de friction. Chaque segment de friction K comporte une surface de friction 49 sur sa surface extérieure en forme de V, en coupe transversale, et en contact avec la surface de friction en forme de V correspondante de l'enveloppe. Chaque segment comporte, à l'intérieur, une face oblique 50 et les faces 50 des trois segments convergent en dedans ou n arrière de l'en- veloppe 43.
Le coin L a la forme d'un bloc comportant à son extrémité intérieure trois faces obliques 51-51-51 convergeant en arrière et en contact avec les faces obliques 50-50-50 des trois segments- de friction. Le mouvement en dehors du coin L est limité et ce coin est maintenu, assemblé avec l'enveloppe H au moyen do trois pattes radiales 61, qui en sont solidaires, se dirigent entre les segments adjacents et sont en contact en arrière de trois pattes intérieures 62-62-62 de l'enveloppe 43, ces pattes se trouvent aux extrémités antérieures des surfaces de friction 45 @ de l'enveloppe.
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La tête de tampon J comporte un manchon cylindrique ouvert à son extrêmité postérieure et fermé à son extrémité antérieure par une paroi transversale 52.. La paroi 52 se dirige latéralement en dehors de la portion de manchon cylindrique de la tête de tam- :on, en forint ainsi un rebord annulaire 53, qui constitue un prolongement de la paroi 52, qui avec le rebord 53 forme la tête de tampon proprement dit du mécanisas.
Au point où la tête de tampon proprement dite se réunit à sa-portion le manchon cylindri- que la paroi du manchon s'élargit légèrement ou comporte une légère suépaisseur en formant ainsi un siège annulaire 54, dirigé en arrière et venant en contact avec l'extrémité antérieure- de l'enveloppe E de façon à,limiter le mouvement en- dedans de la tête de tampon. La portion de manchon de la tête de tampon J' comporte à son extrémité intérieure trois pattes de retenue ou rebords, dirigés latéralement en dehors 55-55-55, séparés par des intervalles égaux sur la circonférence du manchon.
Les pattes 55-55-55 du manchon de la tête de tampon sont guidées dans leur mouvement longitudinal par des glissières 56-56-56, formées par des nervures dirigées dans le sens longitudinal 57-57, 57-57 et 57-57 sur l'intérieur de la portion cylindrique de l'enveloppe H immédiatement en arrière des épaulements d'arrêt 47-47-47 de cette enveloppe. Chaque paire de nervures 57-57 se dirige en arrière à partir des côtés opposés des épaulements d'arrêt correspondants 47. Les nervures 57-57 ont une longueur telle que les pattes 55- 55-55 de la tête de tampon J puissent venir en contact par der- rière avec les extrémités intérieures des nervures lorsqu'on assemble la tête de tampon avec l'enveloppe H d'une manière ana- logue à celle qui a été décrite à propos des figures 1 à 5 in- cluses.
La paroi périphérique de la portion du manchon de la tête de tampon J comporte une surépaisseur à l'extrêmité inté-
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rieure du manchon, en 58, et des pattes 59 se dirigent en ar- rière à partir de cette portion plus épaisse. Les pattes 59 sont décalées en dedans par rapport à la surface extérieure de la paroi latérale de l'enveloppe de la tte de tampon. Elles peuvent venir au contact avec trois sièges 60-60-60 qui se trouvent à l'extrémité antérieure du bloc en forme de coin L.
Les dimensions des pièces sont choisies de façon que les pattes 59 de la tête de tampon J s'appliquent sur les sièges 60-60-60 avant que les pattes 55-55-55 de la tête de tampon quittent les glissières 56 formées entre les nervures 57-57. la. résistance élastique M comporte deux ressorts à boudin extérieur et intérieur qui s'appuient à leurs extrémités posté- rieures contre la paroi 'transversale 40 de l'enveloppe H et à leurs extrémités antérieures respectivement contre le coin L et les segments K.
La résistance élastique M est de préférence sous compression initiale lorsque le mécanisme est assemblé
Le ressort N qui constitue la résistance préliminaire du mécanisme comporte des ressorts à boudin intérieur et extérieur s'appuyant à leurs extrémités antérieures ou extérieures sur la paroi transversale 52 dé la tête de tampon J et à leurs extrémités intérieures sur le coin L, le ressort intérieur s'appuyant sur une dépression formée dans le coin.
L'opération d'assemblage du mécanisme des figs.6,7 et 8 est sensiblement la même que celle du mécanisme des figs.l à 5 incluses, sauf que le boitier de friction des figs.l à 5 inclu- ses n'existe pas, puisque l'enveloppe de friction du mécanisme est en une seule pièce avec l'enveloppe H des figs. 6,7 et 8.
Bien entendu l'invention ne doit pas être considérée com- me limitée aux formes de réalisation représentées et décrites
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qui n'ont été choisies qu'à titre d'exemple.