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PROCEDE DE SUSPENSION DE FREINS ELECTROMAGNETIQUES SUR RAILS ET
DISPOSITIFS EN PERMETTANT LA MISE EN OEUVRE.
La présente invention se rapporte aux freins électro-magnétiques sur rails etplus spécialement, aux dispositifs de suspension de tels freins.
Les patins de freins électromagnétiques sur rails sont, en géné- ral, suspendus, à une certaine distance du rail proprement dit, à l'aide d'or- ganes élastiques tels que ressorts, blocs de caoutchouc armés ou non d'un res- sort. Les flexibilités de ces organes et les dimensions de l'entrefer sont tel- les qu'elles permettent l'attraction des patins vers le rail au moment de la création du champ électromagnétique, c'est-à-dire au moment de l'excitation des bobines solidaires de ces patins. Il en résulte que, comme l'effort d'at- traction diminue très rapidement en fonction de l'augmentation de l'entrefer, celui-ci doit être faible.
Mais,d'autre part, les patins sont soumisà des impulsions dues aux mouvements verticaux des parties du véhicule qui les supportent, mouvements engendrés eux-mêmes par les dénivellations et les déformations des rails, ain- si que par l'élasticité de la suspension du véhicule. De ce fait, les patins peuvent arriver à toucher les rails sous l'influence de ces impulsions, qui se reproduisent périodiquement aux joints de rails, si ces impulsions font entrer en résonance l'ensemble patin-'organes élastiques de suspension et lui donnent, par suite, une amplitude importante génératrice de chocs desdits patins sur les rails et provoquent leur détérioration, principalement sur les voies en mauvais état.
On a déjà songé à remédier à ces défauts en utilisant, pour la suspension des patins, un ressort plus souple et en éloignant les patins du rail. Mais cet éloignement'est limité par l'accroissement de la réluctance de l'entrefer, et le patin est alors soumis au contraire à des amplitudes plus fortes, notamment, au passage des joints de rails.
Suivant la présente invention, on diminue la période propre d'os-
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cillation de l'ensemble patin-organes de suspension élastique en fonction de la course descendante du patin à l'encontre du rail en vue d'éviter la ré- sonance entre cette période propre et les impulsions. De la-sorte, si une am- plitude importante commence à se produire, cette amplitude qui conduit à une augmentation de la course descendante du patin se trouve automatiquement limi- tée par la modification de la période propre qui correspond à cet accroisse- ment de la course descendante.
Suivant un mode avantageux d'application du procédé décrit ci- dessus, on fait crottre la raideur propre aux organes de suspension du patin, suivant une loi prédéterminée en fonction de l'accroissement de la course descendante de ce patin. Cette loi peut, notamment, être déterminée de telle sorte que cette raideur variable suive de plus ou moins près l'effort d'at- traction exercé par le patin sur le rail, tout en lui restant inférieure.
L'invention a, en outre, pour objet un dispositif permettant la mi- se en oeuvre du procédé spécifié ci-dessus, ce dispositif comportant une sé- rie d'organes élastiques de compression et un moyen pour accroître, pour une même augmentation de la flèche, la charge nécessaire à l'obtention de cette aug- mentation de flèche, au fur et à mesure que le patin se rapproche du rail.
Suivant un mode avantageux de réalisation, le dispositif de susppn- sion des patins comprend une série de ressorts comportant un premier ressort de suspension proprement dit et ou plusieurs ressorts de durcissement entrant successivement en action pour des courses de compression déterminées du res- sort de suspension.
Suivant un autre mode avantageux de réalisation, le dispositif de suspension du patin comprend des ressorts montés en série avec entretoi- ses de butée appropriées, ces ressorts venant successivement en butée sans changement ultérieur de longueur, au fur et à mesure que croit la course des- cendante du patin.
De préférence, les ressorts peuvent être préalablement comprimés sous une charge supérieure au poids suspendu, en vue de créer une résistance à l'origine du mouvement de descente correspondant à chacun d'eux.
La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 représente en fonction des entrefers, la courbe des efforts d'attraction du patin, celle des efforts résistants d'un ressort habi- tuel et celle des efforts résistants de systèmes à ressorts multiples sui- vant l'invention.
La figure 2 représente en fonction des entrefers, la courbe des ef- forts d'attraction du patin et celle des efforts résistants de deux ressorts préalablement comprimés montés en série avec butée de l'un d'eux à la compres- sion.
La figure 3 est une vue en coupe verticale d'un dispositif de sus- pension de patin à deux ressorts, dont un de durcissement.
La figure 4 est une coupe verticale d'une suspension de patin avec deux ressorts dont l'un à course limitée.
La figure 5 est une coupe verticale d'un dispositif analogue à celui de la figure 3, mais dans lequel les ressorts sont indépendants le res- sort de suspension proprement dit ayant une course limitée automatiquement.
Dans la série de courbes représentées à. la figure 1, la courbe 1 est celle des efforts d'attraction du patin en fonction des entrefers, courbe en dessous de laquelle doivent obligatoirement rester les efforts de retenue destinés à compenser totalement ou partiellement les impulsions auxquelles le patin est soumis et à empêcher les contacts patin-rail quand il n'y a pas ex- citation du bobinage du frein électromagnétique. Lorsque la suspension du pa- tin est réalisée à l'aide de ressorts normaux, les efforts résistants en fonc-
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tion de la course, sont sensiblement proportionnels à celle-ci et la courbe représentative est une droite telle que la droite 2 de la figure 1.
Si la suspension est réalisée à l'aide de deux ressorts suc- cessifs, dont le deuxième préalablement comprimé n'entre en jeu que lorsque le premier ressort a accompli la course e, la courbe des efforts résistants en fonction des entrefers correspond à la courbe 3 de la figure 1. Enfin, si la suspension est réalisée à l'aide de trois ressorts, dont deux ont leurs actions successivement limitées en compression par des butées, après une'cour- se el pour le premier et après un supplément de course,22 pour le second, la courbe représentative des efforts résistants en fonction des entrefers est analogue à la courbe 4 de la figure 1.
Dans l'exemple représenté à la figure 2, la courbe 5 se rapporte à un système comportant deux ressorts préalablement comprimés et donnant, par suite, un effort de retenue au départ, le premier ressort ayant sa course li- mitée en compression par une butée appropriée,
La figure 3 représente un dispositif susceptible de donner une courbe du genre de la courbe 3 de la figure la Le patin solidarisé avec la tige de suspension 7 par la pièce 19 est en équilibre sur le ressort de sus- pension 6 sur lequel il s'appuie par l'intermédiaire de la coupalle 9 et de l'écrou 8,
Le ressort 6 repose sur une coupelle 10 formant appui et qui est solidaire d'un brancard 11 supporté par les boites d'essieux du véhicule; la distance de la coupelle au rail ne varie pas.
Sur la coupelle 10 est fixée, à l'intérieur du ressort 6, une bague 12 présentant un logement supérieur sphé- rique 13 sur lequel vient s'appuyer le fond sphérique 14 d'une cage 15 dans laquelle est monté un ressort 16 agissant, comme il sera indiqué ci-après, comme ressort raidisseur.
Le ressort 16 a sa flexibilité réglée à l'origine par vissage du fond 14 et repose dans une coupelle 17 sur laquelle est fixée une coulisse 18 qui peut se déplacer sur la tige de suspension 7.
L'espace e correspondant à la course 1 de la courbe 3 de la figu- re 1 peut être réglé par vissage ou dévissage de la coupelle 9 dans l'écrou 8. Après réglage les pièces 8 et 9 sont rendues solidaires à l'aide d'un ou plusieurs ergots 20, ou de toute autre manière connue, arrêts en acier à res- sort,soudure, etc... L'entrefer est réglé par vissage ou dévissage de l'écrou 8 sur la tige 7.
Dès qu'un mouvement vertical de haut en bas, suivant la flèche F, vient à se produire sous l'influence de l'une des causes précédemment indi- quées, le ressort 6 fléchit de telle sorte que la face 8a de l'écrou 8 se rapproche de la face 18a de l'écrou 18. Si la face 8a vient en contact avec la face 18a et si le mouvement tend à continuer, la coupelle 17 est entraînée vers le bas en comprimant le ressort 16 dont l'action vient s'ajouter à cel- le du re'ssort 6. Le ressort 16 peut être préalablement comprimé par serrage du fond sphérique 14, qui permet de conserver une bonne assise en cas d'incli- naison de la tige 7 provoquée par les déplacements latéraux ou longitudinaux du patin. L'appui du ressort 6 sur la coupelle 10 peut également se faire par l'intermédiaire de pièces sphériques.
Dans la figure 4, les ressorts 25 et 26 sont en équilibre sous le poids du patin qui les intéresse. Le ressort 26, de flexibilité relativement élevée, est compris entre deux pièces 27 et 28 coulissant sur la tige de sus- pension 7b,la pièce 28 étant solidaire d'un appui tel que l'appui 10 de la figure 3. Les pièces 27 et 28 sont respectivement munies de prolongements inférieur et supérieur 27b et 28b. Le ressort 25 est compris entre la pièce 27 et une coupelle 29 à laquelle sont transmis les poids et les efforts par l'intermédiaire de l'écrou 30 dont le vissage ou le dévissage sur la tige 7b permet de régler l'entrefer patin-rail.
Toute impulsion transmise au patin imprime un fléchissement aux ressorts 25 et 26. Après une certaine course, le prolongement 27b de la pièce
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27 vient en contact avec le prolongement 28b de la pièce 28.. Si la descente continue, le ressort 26 n'intervient plus et seul le ressort 25 continue à fléchir. Il n'y a plus alors qu'un seul ressort en jeu, donc moins de spires et, par suite, une flexibilité plus faible pour un même effort.
Les ressorts de suspension et de raidissement, au-lieu d'être cen- trés sur la tige de suspension, peuvent être séparés ainsi que représenté à la figure 5. Le ressort de suspension 31 entoure la tige de suspension la sur laquelle est monté le patin 44. Le vissage ou le dévissage de 1.' écrou 32 sur la pièce 33 permet de régler l'espace e, alors que le vissage ou,le dévissage de l'écrou 32 sur la tige 7a permet de régler l'entrefer patin- rail, comme dans le cas de la figure 3.
Lorsque la pièce tubulaire 33 vient en contact avec la garniture 35 portée par la pièce 36 à surface extérieure hémisphérique, la traverse 37 se trouve entraînée vers le bas. Elle agit alors sur l'écrou d'entraînement 38 solidaire de la tige 39 autour de laquelle est enroulé le ressort de dur- cissement 40. Ce ressort appuie sur une coupelle 41 solidarisée avec un bran- card 42 supporté par les boites d'essieux et le ressort de durcissement entre alors en oeuvre par compression entre l'écrou 43 et la coupelle 41.
Dans tous les cas, on peut soit tarer les ressorts, soit prévoir des réglages d'intervalles tels que celui qui est obtenu dans le montage de la figure 3 en vissant ou dévissant l'écrou 8 par rapport à la coupelle 9. Ce réglage pourrait être remplacé par l'insertion de rondelles d'épaisseur ou de tout autre dispositif analogue.
Il est bien évident que, sans sortir du cadre de l'invention, des modifications pourraient être apportées aux dispositifs décrits. En particu- lier, les patins pourraient tre suspendus avec renvois intermédiaires et, dans ce cas, les organes pourraient être intercalés dans ces renvois, consti- tués par des bielles par exemple, être enfermés dans des boites, protégées par des gaines, etc... Pareillement, les ressorts pourraient être partielle- ment ou totalement remplacés par des organes élastiques tels que, par exemple, des blocs de caoutchouc, naturel ou synthétique, armés ou non de ressorts.