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Triangle de frein.
La présente invention se rapporte aux triangles de frein appliqués au matériel roulant des chemins de fer.
Elle a pour but de permettre une fabrication économique de ces triangles, d'alléger leur poids tout en accroissant leur sécurité et leur durée de service.
Ces résultats sont obtenus par une forme, une disposition et un/ coopération particulières des différents éléments faisant partie du triangle et l'invention est caractérisée en ordre principal par une base constituée en un profilé, de préférence en forme de U et par.un poinçon habituellement formé par un plat qui s'étend suivant une médiane et qui est rendu solidaire d'une part de la chape d'attelage et d'autre part de cette base.
Dans la réalisation pratique de l'invention, ce poin- çon est fixé par soudure à la chape d'attelage et également par soudure au profilé dans lequel en général il s' engage .
Dans un tel triangle, les deux membrures sollicitées à traction peuvent être formées de préférence par des plats
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ou ronds et ,?tre rendues solidaires par soudure chacune de la chape d'attelage et d'un porte-tourillon auquel est fixée la base en général égalèrent par soudure.
Afin de bien faire comprendre l'invention; on décrira ci-après à titre d'exemple et à l'aide des dessins annexés un triangle de frein réalisé conformément à l'invention.
La figure 1 estune vue de face de l'ensable du triangle. La figure 1A est une vue de profil de cet ensemble.
Les figures 2 et 2A montrent respectivement en vue de face et de profil l'assemblage du porte-tourillon aux autres éléments du triangle.
La figure 3 est un vue de face d'un porte-tourillon dont le tourillon est muni d'une bague d'usure.
Les figures 4 et4A montrent en vue de face etde profil une bague d'usure pour tourillon. Les figures 5 et 5A sont relatives à l'assemblage du poinçon avec la base. La figur- 5 estune coupe par la ligne AB de la figure 1 etla figure 5A estune coup" par la ligne CD de la figure 1A.
Les figures 6 et 6A montrent envue de face et de profil la chape et son assemblage.
Les figures 7 et7A montrent en coup eten vue de profil la b@gue d'usure de la chape.
Le triangle, otjetde l'invention, comprend comma élé- ments principaux :
1) une membrure profilée 1 sollicitée par compression qui dans l'exemple représente a une forme en U. Cette membrure @eut être un laminé ou un.1 t6le pliée en t et être en acier mi-doux ;
2) deux porte-tourillons 2 prévus à chacune des ex@ré- mités du profilé 1.
Ces deux porte-tourillons sont en général motrices en acier mi-doux ou mieux en acier de cémentation au Ni ou au NiCr, les tourillons étant seuls cémentés et trempés.
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Les bagues d'usure 3 (figures 1 et 4) sont habituellement en acier dur ou en acier doux cémenté et trempé.
3) une chape d'attelage 4 habituellement matricëe par exemple en acier au carbone ordinaire mi-doux.
La chape 4 peut être munie d'une bague d'usure 5 (figures 1,6 et 7) en acier dur ou en acier doux cémenté trempé.
4) deux membrures 6 sollicitées à traction formées par des plats laminés en acier au carbone ordinaire mi-doux.
Les éléments 2 et 4 formant noeuds ou articulations et les .membrures 6 seront de préférence enacier à haute limite élastique et seront fibrës dans le sens des sollicitations.
5) un poinçon 7 formé par un plat en acier doux ou extra-doux, également sollicité à traction, s'étendant suivant la médiane et soudé en S à la chape 4 et en S1au profilé 1 dans lequel il pénètre comme montré aux figures 5 et 5A.
Les membrures 6 sont,dans l'exemple représenté, rendues solidaires par des soudures S2 de la chape 4 et par des soudures S3 des porte-tourillons 2 auxquels lA profilé 1 est fixé par des soudures S4.
En 8 (fig.3), on peut prévoir des lè'vres latérales qui sont venues de matriçage sur le porte-tourillon et qui ont pour but d'allonger le cordon de soudure assujettissant le porte-tourillon sur le profilé et de diminuer pour autant la portée de flexion propre de ce dernier.
Suivant une variante de réalisation, le nombre des éléments peut être réduit à 5.lorsque les membrures 6 sont obtenues par forgeage.d'une seule pièce soit avec les portetourillons 2, soit avec la chape d'attelage 4.
Les soudures S à S4 sont effectuées de préférence à l'arc électrique. La disposition des éléments est conçue de telle manière que les plans neutres des diverses membrures se situent sur les axes théoriques des sollicitations, sauf en
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ce qui concerne la membrure comprimée 1 qui estretenue par le poinçon '7 et pour laquelle un certain décalage subsiste suivant des directions parallèles entre le plan neutre du praofila 1 et l'axe théorique des sollicitations de manière à orienter favorablement le flambage, c'est à dire dans le sens opposa à celui de la traction sous charge.
D'autrepart, le poinçon de retenue 7 situé dans l'axe médian du triangle réduit de moitié la portée de flambage de la membrure 1 etl'utilisation d'un profilé pour la membrure 1 rend la, construction particulièrement économique. Ûne autre propriété est que les angles Ó peuvent recevoir leur valeur maximum .
Grâce a cette construction, on peut choisir rationnellement pour les différents éléments les matériaux quirépondent le mieux aux conditions requises et arriver ainsi par rapport aux triangles de frein actuellementen usage à un allégement correspondant à une économie de métal variant de 20 à 50%, le poids d'un triangle suivant l'invention oscillant entre 17,5 et 18,5 kilogrammes (Triangle pour véhicule à voie normale, écartement 1 m.440.
D'une manière résumée, les propriétés avantageuses du triangle obtenu sont les suivantes : a) Légèreté .
@lle est due à une utilisation maximum des matériaux, avantage résultant du tracé théorique , de la forme et des modes de fabrication respectifs des éléments, qui le composent tels que pièces matricées, laminés, profilés et enfin du mode d'assemblage, la soudure électrique.
Cette légèreté est due également à la possibilité de pouvoir introduire simultanément, grâce à la soudure à l'arc électrique, des matériaux différents, présentant des caracteristiques avantageuses, haute limite élastique, résistance élevée à l'usure, aux chocs, au vieillissement . C'est ainsi qu'il serait possible, sinon avantageux, d'envisager pour
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les parties tendues, porte-tourillons, plats et chapes, un acier tel que l'acier 60 au Ni-Cr-Mo (genreHLNS) à grande soudabilité et présentant des caractéristiques mécaniques élevées. Dans ce cas, les tourillons non cémentés sont bagués ou subissent un durcissement superficiel au chalumeau. Il serait ainsi possible d'accroître encore la légèreté. b) Sécurité.
Elle est due à l'emploi de matériaux sains, homogènes, compacts et à texture fibreuse, tous ayant subi un forgeage ou un laminage, au mode d'assemblage, le soudage électrique à l'arc s'effectuant sur des sections de grandes longueurs et de faibles épaisseurs, les soudures travaillant exclusivement soit en tension, soit en compression ou cisaillement, enfin à la souplesse de l'ensemble, tous les éléments étant relati- vement flexibles ou élastiques, soit par la nature des maté- riaux, soit par la forme des éléments et la disposition de ceux-ci. c) Bas prix de revient.
Celui-ci est d'abord fonction de la légèreté et par- tant d'un gain de métal.
Il est dû également à un large emploi de matériaux bruts de laminage - aux facilités de forgeage, d'usinage et de traitement thermique par la décomposition élémentaire de l'ensemble, ensuite au mode d'assemblage des éléments.
Sans s'écarter de l'invention, et selon les mêmes principes et les mêmes particularités constructives, il est .évidemment possible de réaliser tous autres triangles de frein qui différeraient par les conditions d'essai ou d'utilisation, par le dimensionnement extérieur, par la position des axes ou les points d'articulation et éventuellement par la limitation du poids unitaire.