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La présente invention se rapporte aux dispositifs de réglage automatique, à double action, du jeu dans les freins de véhicules ferroviaires et autres freins analogues et plus particulièrement aux dispositifs de ce genre du type à vis de réglage décrits dans le brevet belge ? 400.064 déposé-par la demanderesse le 1 Décembre 1933...
Le dispositif de réglage du jeu décrit dans ce brevet remplit son rôle d'une façon efficace et sûre.
Néanmoins, il présente quelques inconvénients, en ce .sens que les moyens destinés à empêcher une modification intempestive du jeu sous l'effet d'efforts qui se produisent dans le frein
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desserré lorsque le véhicule est soumis à des chocs, sont associés avec les moyens de commande qui sont ainsi rendus plus compliqués et exigent une certaine précision dans les- dimensions et dans le montage. De plus, pour mettre en oeuvre les moyens de verrouillage, il est nécessaire que, après chaque freinage, le mécanisme de base du frein retourne complètement à sa position de desserrage. Ces différents 'desiderata ne sont pas toujours satisfaits en pratique. La présente invention a notamment pour but d'éliminer les inconvénients précités.
. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique et elle en fera ressortir d'autres particularités.
La fige 1 représente en plan la partie centrale d'un mécanisme de frein de type usuel dans lequel est monté un dispositif de réglage du jeu à double action, selon une forme d'exécution de l'invention.
La fig. 2 est une vue de détail en plant partie en coupe,du même dispositif de réglage.
La fig. 3 est une vue en perspective d'un détail.
La fig. 4 est une vue fragmentaire de ce détail., vu par en dessus de la fig. 3, avec un autre détail vu en coupe.
La fig. 5 montre, partie en vue latérale et partie en coupe, un autre détail.
Les figs. 6 et 7 sont des vues analogues respecti- vement aux figs. 3 et 4, montrant une vasiante des détails de ces figures.
Bien qu'un, dispositif automatique de rattrapage du jeu du type à vis de réglage dont il s'agit ici soit norma- lement établi de façon à effectuer son mouvement de rattra- page pendant que le frein eat desserré, il peut aussi être
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construit de telle façon que ce mouvement de rattrapage. s'effectue pendant le serrage du frein, ce qui peut être préférable notamment dans les cas où la puissance disponi- ' ble dans la timonerie du frein pour le ramener à sa position normale lorsqu'on le desserre est faible. La puissance dis- ponible dans la timonerie de base pendant le serrage du frein est toujours abondamment supérieure à la part de cette puis- sance qui est absorbée par le dispositif de réglage du jeu à double action lorsqu'il effectue son mouvement de rattrapage.
Cette considération vaut aussi pour le dispositif de réglage automatique selon l'invention- et, dans la forme d'exécution de ce dispositif qui est représentée fig. 1 à 5, il effectue son mouvement de rattrapage pendant le ser- rage du frein, alors que le dispositif de réglage du jeu à double action, modifié comme le montrent les fige. 6 et 7, effectue son mouvement de rattrapage pendant le desserrage du frein.
D'après la fig. 1, la frein de véhicule ferroviaire représenté comprend le cylindre de frein 1, les balanciers de frein 2 et 3, les tiges de traction 4 et 5 qui sont arti- culées respectivement aux leviers 2 et 3 et les leviers et balanciers (non représenté) supportant les sabots de frein destinés à coopérer avec: les roues du véhicule. Les leviers
2 et 3 sont reliés entre eux par une bielle 6.
Le dispositif de réglage du jeu est monté dans la tige 4, mais il va de soi qu'il peut ausssi être monté en tout autre point approprié de la timonerie de frein et qu'il peut aussi bien être utilisé dans d'autres types de timonerie de frein, y compris les timoneries du type à embiellage variable, -Selon la fig. 2, le dispositif de réglage du jeu comprend une tête non rotative 3 à laquelle est fixé un pro- longement 9 en forme de manchon, une vis de réglage non ro- tative 10 et une partie rotative reliant entre elles ladite
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tête 8 et la vis 10 et C C!ll:Ç ;nG.:
-'2t un écrou Cl3 réglage 11 en prise avec la vis de réglage 10 de telle façon que la ro- . tation de l'écrou 11 sur la vis 10 dans un sens ou dans l'autre provoque respectivement un accroissement ou une diminution de la longueur de la tige de frein (4 sur la fig.
1) formée par le dispositif de réglage,de façon à augmenter ou à réduire le jeu qui est constitué principalement par les espaces existant entre les sabots de frein et les roues du véhicule lorsque le freinest complètement desserré.
En dehors de l'écrou de réglage 11, auquel est fixé un manchon tubulaire 20 qui s'étend par dessus la tige pour protéger son filetage contre la poussière et les détériorations, la partie rotative précitée comprend une bague de retenue 12 et deux tiges creuses 13 et 14 reliant la bague 12 à l'écrou 11.
Un manchon d'accouplement à friction 15 est fixé aux extrémités adjacentes des tiges
13 et 14 pour les réunir. Un ressort à boudin 16 est inséré entre la bague de retenue 12 et une bague d'accouplement à friction 17 qui coopère avec le manchon d'accouplement 15, et un roulement de butée à billes 18 est inséré entre ladite bague 17 et l'extrémité voisine du ressort 16.Le manchon 9 et les organes d'accouplement 15 et 17 sont entourés d'un carter 19 comprenant trois parties reliées entre elles
19a, 19b et 19c dont la première est pourvue d'un bras de manivelle 21 destiné à relier ledit carter aux organes de commande du dispositif de réglage du jeu, de la façon qui sera décrite plus loin,
Le carter rotatif 19 et la bague d'accouplement 17,
qui est pourvue à sa périphérie extérieure d'un collier
17aj faisant saillie axialement; sont reliés entre eux au moyen d'un accouplement à un seul sens qui est, de préfé- rence, constitué par un ressort à boudin 22 disposé contre
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les surfaces internes en alignement dudit collier 17a et de la partie intermédiaire 19b du carter 19. Cet accouplement à un seul sens est agencé de fagon à entraîner la bague 17 dans toute rotation du carter 19 dans le sens dans lequel l'écrou 11 doit tourner sur la vis 10 pour réduire le jeu du frein.
Le manchon 9 est pourvu d'un filetage extérieur
23 coopérant avec un taraudage 24 qui n'est pas prévu sur le carter 19 (comme c'était le cas dans le brevet belge ' -précité N 400.064),mais sur une bague séparée 43 (représentée en détail fig. 3 et 4) qui peut.à la fois tourner et se déplacer axialement sur le manchon 9 à l'inté- rieur du carter 19. Les filetages 23 et 24 qui sont enprise l'un avec l'autre sont de préférence à double filet et ils sont de même sens que les filetages coopérants de la vis 10 et de l'écrou 11, ces derniers n'étant pas à auto-verrouillage et confortant de préférence des filets multiples à pas à droite.
La bague de retenue 12 présente un jeu axial limité par rapport au manchon 9 et ces deux organes sont pourvus de surfaces de butée coniques 9a et 12a coopérant pour former un 'accouplement à friction. Il y a également un jeu axial limité entre les filetages 23 et 24 du manchon 9 et de la bague 43.
Dans une gorge annulaire interne de la bague 43 est inséré un anneau 48 en caoutchouc ou autre matière appropriée afin d'opposer une résistance de friction limitée au déplacement de la bague 43 sur le manchon 9. A son extrémité faisant face à la tête 8, la bague 43 est pourvue (voir fig. 3 et 4) d'encoches 44 recevant chacune une saillie 45 du carter 19. La largeur des encoches 44 est considérablement plus grande que celle des saillies 45 afin- de produire un jeu angulaire limité entre le carter 19 et la
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bague 43, les limites de ce jeu étant déterminées par le contact des saillies 45 avec l'un ou avec l'autre des bords en regard 44a, 44b des encoches correspondantes 44.
Le fond des encoches 44 est en gradin pour former un palier 46 des- tiné à déterminer une plus faible profondeur des encoches 44 pour les saillies 45 lorsque ces dernières sont en contact avec la face 44b des encoches correspondantes 44 (voir fig.4).
Le dispositif de réglage de jeu selon l'invention diffère encore de celui qui a été décrit dans le brevet antérieur précité par l'agencement d'un ressort 49 poussant le prolongement 9 en forme de manchon de la tête 8, le plus possible à l'intérieur du carter 19.
Selon la forme d'exécu- tion représentée fig. 2, ce ressort 49 est inséré entre deux supports dont l'un est de préférence constitué par le rou- lement de butée 18 et dont 1* autre , disposé sur la partie terminale du manchon 9 du coté opposé à la tête 8, consiste de préférence en une bague 50 qui est supportée, à l'encontre de l'action du ressort 49, par une butée axiale 51 du manchon 9 et est susceptible de se déplacer axialement star un prolongement 17b en forme de manchon (voir fig.5) de la bague d'accouplement 17. La bague 50 est empêchée de tourner par rapport à cette bague 17 par le manchon 17b qui est pourvu d'une rainure longitudinale 52 recevant une saillie 53 de la bague 50.
La force du ressort 50 est bien plus petite que celle du ressort 16, par exemple 10% seulement de cette dernière, mais elle est suffisante pouranener normalement le manchon 9 à buter par sa face terminale 59 contre.la bague d'accouplement 17. Avec' le manchon 9 en position normale lorsque le frein est desserré comme le montre la fig. 2, le palier 46, dans les encoches 44 de la bague 43, est, dans toutes les positions angulaires possi- bles de cette bague par rapport au manchon 9, plus éloigné de la tête 8 que l'extrémité des saillies 45 qui fait
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face au fond des encoches 44, parce que la bague 43,
sous l'effet de son organe de friction 48,!est entraînée dans le mouvement du manchon 9, quand il vient buter dans sa position normale.
Lorsque le dispositif de réglage du jeu est en position de départ,le frein étant desserré, le ressort 49 @ remplit également la mission de créer, du fait du frottement qu'il produit entre la face terminale 59 du manchon non rotatif 9 et la bague d'accouplement 17, une certaine résis- tance de friction à la rotation des parties rotatives 11, 12, 13, 14 de la tige de frein constituée par le dispositif de réglage du jeu, en plus du fait que lesdites parties sont accouplées à friction 4-la bague 17 par le manchon d'accouplement15.
Si l'on se reporte à nouveau à la fig. 1, les moyens de commande du dispositif de réglage automatique du jeu comprennent un renvoi de sonnette 25 qui pivote en son sommet sur l'articulation principale 26 de la tige 27 du piston de frein, l'un des bras du renvoi de sonnette 25 étant relié au bras de manivelle 21 du cartes 19 par une bielle 29 et 1.' autre bras du :renvoi de sonnette 25 étant relié par une bielle 32 à une chape fixe 33 fixée de préfé- rence au cylindre de frein 1. L'agencement. est tel que :
le carter 19, vu de la tête 8, tourne dans le sens des aiguilles d'une montre pendant le serrage du frein et en sens inverse pendant le desserrage, d'un angle qui, pour une course maxi- mum du piston de frein dans le cylindre, atteigne une valeur qui est de préférence de l'ordre de 90 , une .moitié de cet angle s'étendant de préférence de part et d'antre de la ver- ticale qui passe par 3,'axe de la tige de frein :Comme par le dispositif (la réglage du joli.
Dans laposition de desserrage du frein, chaque saillie 45 du bottiez -19 est encontact avec le côté 44a
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de l'encoche correspondants 46, de sorte que, dans toutes les positions angulaires possibles de la bague 43 et de son filetage 24 par rapport au filetage 23 du manchon 9, la distance axiale entre les saillies 45 et les parties du fond des encoches correspondantes 44 qui sont en regard des saillies 45 est supérieure à la distance axiale qui sépare les surfaces coopérantes Sa et 12a du manchon 9 et de la bague de retenue 12 respectivement.
Le dispositif de réglage du jeu étant dans cet état, si un choc ou une autre cause analogue vient à créer une force de traction dans la tige de frein formée par le dispositif de réglage du jeu, il ne se produira rien d'autre que ceci : le ressort 49 peut céder à la force et permettre ainsi aux saillies 45 de pénétrer davantage dans les encoches 44 sans en atteindre le fond, de sorte que les surfaces 12a et 9a de la bague de retenue 12 et du manchon 9 viendront buter l'une contre l'autre pour empêcher une rotation intem- pestive, sous l'effet du choc des parties rotatives 11, 12,
13, 14 du dispositif de réglage.
Il est à noter que ce verrouillage automatique du dispositif de réglage centre des mouvements de réglage intempestifs sous l'effet de chocs ou de causes analogues peut se produire en toute position possible de la timonerie de base du frein desserré, même si le retour de cette timonerie de base dans sa position normale lors du desserrage du frein n'a pas été complet, par exemple parce que ce retour aurait été empêché du fait que le frein à main usuel aurait été laissé dans une position incomplètement desserrée.
Le dispositif de réglage automatique du jeu tel que décrit en regard des figs. 1 à 5 fonctionne de la façon suivante
Lorsqu'on serre le frein, les organes de commande comprenant le renvoie sonnette 25 et la bielle 29 commencent
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immédiatement à faire tourner lecarter 19 dans le sens des aiguilles d'une montre) si l'on regarde à partir de la tête 8.
Cette rotation du carter 19 écarte tout d'abord les saillies
45 du contact avec le côté 44a desencoches 44 pour les ame- ner en contact avec le côté 44b (voir fig.4) ; -pendant la suite de la rotation du carter, les saillies 45 entraînent la bague 43 et son filetage 24 dans leur mouvement, à 2'encontre de/la faible résistance de frottement exercée par l'élément de friction 48.
La bague d'accouplement 17 est entraînée dans le mouvement du carter 19 par le ressort d'accouplement 22 et, au moyen: du manchon d'accouplement 15, 'il fait tourner à son tour les parties rotatives 11, 12, 13, 14, 16, 18, 49 et 50 à l'encontre de la résistance produite par le frottement entre la bague d'accouplement 17 et la face terminale 59 du manchon
9 et entre la bague 50 et la butée 51. Par ce mouvement, l'écrou 11 est vissé sur la vis non rotative 10, dans le sens qui produit la diminution de longueur de la tige de frein formée par le dispositif de réglage, c'est-à-dire dans le sens qui provoque la réduction du jeu du frein.
Si le jeu du frein est trop petit, les sabots de frein viendront en contact avec les roues du véhicule, pen- dant le serrage du frein, après un mouvement vers l'extérieur du piston de frein plus court que pour une valeur correcte du jeu de frein. Jusqu'à ce qu'un effort de freinage prenne naissance dans la timonerie de frein pendant la course de serrage du frein, la vis 10 est entraînée dans le mouvement de serrage du frein par la tête 8 par l'intermédiaire des organes 9, 50, 49, 18, 16, 12, 13, 15, 14 et 11.
S'il vient à se produire, pendant le mouvement de serrage du frein, une résistance qui puisse tre surmontée uniquement par la puis- sance en excès sur celle du ressort 49, ce ressort cédera et permettra aux paliers 46 des encoches 44 ce anir en contact avec les saillies 45, et les filetages en prise 23
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et 24 seront alors poussés en contact l'un avec l'autre.
Cet excès de puissance sera alors transmis par la tête 8 à la vis 10 par l'intermédiaire des organes 9, 22, 24, 43,
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462 45, 19e 17e 18 16, 122 13e 15e 14 et 11.
Lors du contact des sabots de frein avec. les roues, un effort de freinage se développe dans la timonerie de frein du. fait que la pression croit 'dans le cylindre de frein 1, et la puissance transmise à travers le dispositif de ré- glage du frein s'accroît. Exclament comme dans le dispositif de réglage décrit dans le brevet bele antérieur N 400.064 1-'effort croissant de freinage dans la tie de frein formée par le dispositif de réglage du jeu crée, du fait des file-
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tages non anto-verrouillants de la vis 10 et de l'éerou il, un couple croissant sur l'écrou,
tendant à le faire tourner ' dans le sens correspondant à un accroissement de la longueur de la tige de frein formée par le dispositif de réglage c'est-à-dire dans le sens d'un accroissement du jeu. En même
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temps, la pression décroît entre les organes d' coUj)1.ement à friction 15 et 17 et, lorsque le couple croissant qui s*ô2se3?ee sur 1'écrou. îl surmonte le frottement décroissant entre les organes z et 17, l' ScI"Oll J.1 se met à tourner en augmentant ainsi la. longueur de la tige de frein cornée par le dispositif ,"i... "'"t de .frein ';:' ce réglage et en permettant au pJ.S"±cnt # se déplier davanta- ge vers l'extérieur dans .le Jaadre de .Ërsis. 3.< Ce mouvement du piston de frein amène le carter z et., par suite, :la isague 43 à touasier davantage (toujours dans le sens des a:
igui12es d'une montre en regardant à partir de la tête S) 2e :long du filetage 23 du manchon 9 en perset-feant ainsi à ce délier et à la tête 8 de se déplacer vers la droite de la fig.2 par rapport à la bague de retenue 32..
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Ces mouvements se continuent jusqu-là ce que la fore Sa du manehion 9 vi.en# buter cca3.tTe la fase lia de la -bague de retenue 32$ l'effort de freinage est alors i:.r .s:n1s de la
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tête 8 et de son manchon 9 directement à la bague de retenue 12 et, de là, à la vis 10 par les organes 13, 15, 14 et 11.
Lorsqu'elles viennent en contact l'une avec l'autre sous l'effet de l'effort de freinage, les surfaces 9a et 12a empêchent de façon effective les organes rotatifs 11,14, 15, 13 et 12 de tourner, de sorte que, pendant la suite de l'opération de freinage, la tige de frein formée par le dis- positif de réglage ne changera pas de longueur et permettra ainsi à la pression de freinage de croître jusqu'à sa pleine valeur.
- Durant la dernière partie de la rotation du carter 19, lorsque l'écrou 11 a été mis hors d'état de tourner par les surfaces coopérantes 9a et 12a, la bague d'accouplement 17 est entraînée dans le mouvement en glissant par rapport au manchon d'accouplement 15 et à la bague 50, tandis que la bague 43 est amenée à tourner davantage et à se déplacer par son filetage 24, le long du filetage 23, de sorte que la pres- sion cesse entre les paliers 46 et les saillies 45.
Lorsqu'on desserre le frein, le carter 19 tourne en arrière vers sa position normale sous l'effet des moyens de commande. Pendant la première partie de ce mouvement, les saillies 45 quittent, dans les encoches 44, le contact avec . ' le coté 44b pour venir en contact avec le coté 44a, après quoi la bague 43 est entraînée dans la rotation du carter 19 et se déplace sous l'effet de son filetage 24 le long du filetage 23 du manchon 9 vers la droite de la fig.2, les paliers 46 étant écartés des saillies 45.
Le ressort d'accou- plement 22 est inactif durant la rotation qu'effectue le car- - ter 19 pour retourner à sa position normale et les éléments rotatifs de la tige de frein formée par la dispositif de réglage sont empêchés de participer à cette rotation, tout d'abord par l'engagement des surfaces Sa et 32a l'une avec l'antre jusqu'à ce que la force de traction dans la tige de
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de frein soit tombée à une valeur inférieure à celle pour laquelle le ressort 49 cède, puis par le frottement produit par le ressort 49 entre la face terminale 59 du manchon 9 et la bague d'accouplement 17 et entre la bague 50 et la butée 51.
En conséquence, lorsque le frein a été desserré, le jeu du frein qui était trop faible a été rétabli de façon à cor- respondre à une course correcte du piston de frein pendant le freinage.
Si le jeu du frein est trop grand, les sabots de frein n'entrent en contact avec les roues que lorsque le piston dé frein a effectué une course excessive par rapport à la course normale de serrage requise pour amener les surfaces 9a et 12a en prise l'une avec 1-*autre. Pendant la première partie de l'opération de freinage, le dispositif de . réglage du jeu fonctionne à nouveau de la même manière que lorsque le jeu était trop faible, en ce sens que les saillies 45 cessent tout d'abord d'être en contacta dans les encoches 44, avec le côté 44a pour venir en contact avec le côté 44b, puis entraînent la bague 43 dans la rotation du carter 19.
Les éléments rotatifs de la tige de frein formée par le dis- positif de réglage sont entraînés dans la rotation du carter 19 par le ressort d'accouplement 22 et par le puissant accouplement à friction 17, 15, de sorte que l'écrou 11 est vissé sur la vis 10 dans le sens qui provoque le raccourcis- sement de ladite tige de frein jusqu'à ce que les sabots de frein viennent en contact avec les roues et que 11-effort de freinage commence à croître dans la timonerie de frein, L'ef- fort croissant de freinage tire le manchon S versla droite de la fig.
2 en comprimant le ressort 49 et, comme la bague 43 a maintenant tourné d'un angle plus grand que dans le pre- mier cas,les filetages en prise 23, 24 ne sont pas amenés en contact l'un avec l'autre avant que les surfaces Sa et 12a ne soient amenées en prise l'une avec l'autre et empêchent ainsi de continuer à tourner les parties rotatives de la tige
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de frein formées par le dispositif de réglage du jeu.
Après cela, la bague d'accouplement 17 glissera par rapport au manchon d'accouplement 15 pendant toute rotation subséquente du carter 19 provoquée par les organes de com- mande. Lorsque,pendant le desserrage ultérieur du frein, le carter 19 estramené en arrière par rotation sous l'effet des organes de commande, le dispositif de réglage fonctionne à nouveau de la même manière que lorsque le jeu était trop faible. En conséquence, quand le frein a été desserré, le raccourcissement de la tige de frein effectué pendant le serrage du frein est maintenu et le jeu du frein qui était trop grand se trouve ainsi réduit.
Le dispositif de réglage du jeu fonctionne de cette manière d'une façon répétée pour réduire le jeu lorsqu'il est trop grand, pendant autant d'opérations de freinage successives qu'il peut être néces- saires pour restituer au jeu sa valeur normale.
De même, quand le jeu du frein possède la valeur correcte, le dispositif de réglage fonctionne de la façon déjà décrite pendant le commencement du mouvement de serrage du frein, en ce sens que les saillies 45 commencent par changer de position dans les encoches 44 pour venir en con- tact avec la surface 44b, puis entraînent les parties rota- tives de la tige de frein formée par le dispositif de ré- glage dans la rotation du carter 19, de façon à effectuer un mouvement de rattrapage initial du dispositif de réglage, avec. ce résultat que les sabots de frein entreront en contact avec les roues peu de temps avant que la surface 9a ne vienne en prise avec.
la surface 12a. Juste avant que les surfaces 9a et 12a ne viennent ainsi en prise l'une avec l'autre,l'ef- fort commençant dans la tige de frein constituée par le dis- positif de réglage amène cette dernière à effectuer un fai- ble mouvement de dévissage, juste suffisant pour compenser
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le mouvement de rattrapage initial précité. Ces mouvements de vissage et de dévissage du dispositif de réglage du jeu pendant le serrage du frein se condensent mutuellement d'une façon extrêmement sensible, de sorte que le dispositif de réglage du jeu réagira, même pour un très faible écart du jeu du frein par rapport à sa valeur correcte.
La variante représentée fig.6 et 7 ne diffère de la forme d'exécution représentée fig.l à 5 que par les points suivants :Les organes de commande comprenant le renvoi de sonnette 25 et la bielle 29 qui le relie au bras de manivelle
21 du carter 19 doivent être disposés de façon à faire tour- ner ce dernier, vu de la tête 8, en sens inverse des aiguilles d'une montre pendant le freinage et dans le sens des aiguilles d'une montre pendant le desserrage du frein; les filetages 23, et 24 qui sont en prise l'un avec l'autre ont un pas à gauche,, tandis que les filetages coopérants de la vis 10 et de l'é- crou 11 conservent un pas à droite.
Les encoches 44 de la bague 43 (voir fig.6 et 7) sont inversées par rapport à ce qui a lieu dans le cas des figs. 3 et 4.
Dans cette variante, le dispositi- de réglage du jeu diffère dans son fonctionnement du dispositif des figs.
1 à 5 uniquement sur les points suivants :le mouvement de vissage du dispositif de réglage se produit pendant la des- serrage et non plus pendant le serrage du fre@n. Le ressort d'accouplement 22 est inactif pendant le fie@nage, de sorte que le mouvement de serrage du frein ne rêneoutre pas la résistance qui, dans la forme d'exécution selon les figs.
1 à 5, est provoquée par le frottement de glissement entre les éléments d'accouplement 15 et 17, Par contre, le ressort d'accouplement 22 produit son effet pendant le desserrage du frein de telle sorte que, au début de ce desserrage et aussi longtemps qu'il subsiste un certain effort de freinage, la bague d'accouplement 17 glisse par rapport au manchon
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d'accouplement 15jusqu'à c e que l'effort de freinage ait disparu ou ait au moins diminué de façon à ne plus empêcher les organes rotatifs,y compris l'écrou 11 de la tige de frein constituée par le dispositif de réglage, de participer- à la rotation en arrière qu'effectue le carter 19 pour re- prendre sa position normale.
Le mouvement de rattrapage du dispositif de réglage du jeu est effectué par les éléments rotatifs précités, comprenant l'écrou 11 entraîné dans la rotation du carter 19 lorsque, pendant le desserrage du frein, l'effort de freinage dans la tige de frein a disparu et que le carter 19 tourne davantage sous l'action de ses organes de commande .pour atteindre sa position normale. Ce mouvement' de rattrapage doit surmonter la résistance de frot- tement entre la face terminale 59 et la bague d'accouplement.
17. Bien que cette résistance ne soit pas très grande,elle absorbe une partie de la puissance.du ressort de rappel 7 qui est usuel dans les mécanismesde frein du type représenté fig 1. Pour la valeur correcte dujeu du frein, le mouvement de rattrapage effectué par le dispositif de réglage lors du desserrage du frein, pendant une opération de freinageest compensé par un mouvement de desserrage correspondant effec- tué par le dispositif de réglage pendant le serrage du frein au cours de l'opération suivante de freinage.
Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'inve@- tion, on pourra apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites.
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The present invention relates to automatic double-action adjustment devices for the play in the brakes of railway vehicles and other similar brakes and more particularly to devices of this type of the adjusting screw type described in Belgian patent? 400,064 filed by the plaintiff on December 1, 1933 ...
The clearance adjustment device described in this patent fulfills its role in an efficient and safe manner.
Nevertheless, it has some drawbacks, in that the means intended to prevent an untimely modification of the clearance under the effect of forces which occur in the brake
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released when the vehicle is subjected to impacts, are associated with the control means which are thus made more complicated and require a certain precision in the dimensions and in the assembly. In addition, in order to implement the locking means, it is necessary that, after each braking, the base mechanism of the brake completely returns to its released position. These different desiderata are not always satisfied in practice. The object of the present invention is in particular to eliminate the aforementioned drawbacks.
. The description which will follow, with reference to the accompanying drawings by way of non-limiting examples, will make it clear how the invention can be put into practice and it will bring out other particularities.
Fig. 1 shows in plan the central part of a brake mechanism of the usual type in which is mounted a double-acting clearance adjustment device, according to one embodiment of the invention.
Fig. 2 is a detail view in plant part in section, of the same adjustment device.
Fig. 3 is a perspective view of a detail.
Fig. 4 is a fragmentary view of this detail, seen from above in FIG. 3, with another detail seen in section.
Fig. 5 shows, part in side view and part in section, another detail.
Figs. 6 and 7 are views respectively analogous to FIGS. 3 and 4, showing a muddle of the details of these figures.
Although an automatic adjustment screw-type play-taking device referred to here is normally set up so as to effect its catch-up movement while the brake is released, it can also be used.
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constructed in such a way that this catch-up movement. is carried out while the brake is being applied, which may be preferable especially in cases where the power available in the linkage of the brake to return it to its normal position when it is released is low. The power available in the basic linkage while the brake is applied is always considerably greater than the part of that power which is absorbed by the double-acting play adjuster as it performs its catching movement.
This consideration also applies to the automatic adjustment device according to the invention and, in the embodiment of this device which is represented in FIG. 1 to 5, it performs its catching movement while the brake is being applied, while the double-action play adjuster, modified as shown in the figures, freezes. 6 and 7, performs its catching movement while the brake is released.
According to fig. 1, the rail vehicle brake shown comprises the brake cylinder 1, the brake rockers 2 and 3, the pull rods 4 and 5 which are articulated respectively to the levers 2 and 3 and the levers and rockers (not shown) supporting the brake shoes intended to cooperate with: the wheels of the vehicle. The levers
2 and 3 are interconnected by a connecting rod 6.
The play adjuster is mounted in the rod 4, but it goes without saying that it can also be mounted at any other suitable point of the brake linkage and that it can also be used in other types of brake linkage, including linkages of the variable linkage type, -According to fig. 2, the clearance adjusting device comprises a non-rotating head 3 to which is attached a sleeve-shaped extension 9, a non-rotating adjusting screw 10 and a rotating part interconnecting said said device.
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head 8 and screw 10 and C C! ll: Ç; nG .:
-'2t a Cl3 adjustment nut 11 engaged with the adjustment screw 10 so that the ro-. tation of the nut 11 on the screw 10 in one direction or the other respectively causes an increase or a decrease in the length of the brake rod (4 in fig.
1) formed by the adjusting device, so as to increase or reduce the play which is constituted mainly by the spaces existing between the brake shoes and the wheels of the vehicle when the brake is completely released.
Apart from the adjusting nut 11, to which is attached a tubular sleeve 20 which extends over the rod to protect its thread against dust and damage, the aforementioned rotating part comprises a retaining ring 12 and two hollow rods 13 and 14 connecting the ring 12 to the nut 11.
A friction coupling sleeve 15 is attached to the adjacent ends of the rods
13 and 14 to bring them together. A coil spring 16 is inserted between the retaining ring 12 and a friction coupling ring 17 which cooperates with the coupling sleeve 15, and a thrust ball bearing 18 is inserted between said ring 17 and the end. adjacent to the spring 16. The sleeve 9 and the coupling members 15 and 17 are surrounded by a housing 19 comprising three parts interconnected
19a, 19b and 19c, the first of which is provided with a crank arm 21 intended to connect said casing to the control members of the clearance adjustment device, as will be described later,
The rotating housing 19 and the coupling ring 17,
which is provided at its outer periphery with a collar
17aj projecting axially; are interconnected by means of a one-way coupling which is preferably constituted by a coil spring 22 disposed against
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the aligned internal surfaces of said collar 17a and of the intermediate part 19b of the casing 19. This one-way coupling is arranged to drive the ring 17 in any rotation of the casing 19 in the direction in which the nut 11 is to turn on screw 10 to reduce brake play.
The sleeve 9 is provided with an external thread
23 cooperating with an internal thread 24 which is not provided on the casing 19 (as was the case in the Belgian patent '- cited above N 400.064), but on a separate ring 43 (shown in detail in fig. 3 and 4) which can both rotate and move axially on the sleeve 9 within the housing 19. The threads 23 and 24 which engage with each other are preferably double-threaded and are of equal size. same direction as the cooperating threads of screw 10 and nut 11, the latter not being self-locking and preferably reinforcing multiple right-hand threads.
The retaining ring 12 has limited axial play with respect to the sleeve 9 and these two members are provided with conical abutment surfaces 9a and 12a cooperating to form a friction coupling. There is also a limited axial play between the threads 23 and 24 of the sleeve 9 and the ring 43.
In an internal annular groove of the ring 43 is inserted a ring 48 of rubber or other suitable material in order to oppose a limited frictional resistance to the movement of the ring 43 on the sleeve 9. At its end facing the head 8, the ring 43 is provided (see Figs. 3 and 4) with notches 44 each receiving a projection 45 of the housing 19. The width of the notches 44 is considerably greater than that of the projections 45 in order to produce a limited angular play between the casing 19 and the
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ring 43, the limits of this clearance being determined by the contact of the projections 45 with one or the other of the opposite edges 44a, 44b of the corresponding notches 44.
The bottom of the notches 44 is stepped to form a bearing 46 intended to determine a shallower depth of the notches 44 for the projections 45 when the latter are in contact with the face 44b of the corresponding notches 44 (see FIG. 4).
The clearance adjustment device according to the invention also differs from that which was described in the aforementioned prior patent by the arrangement of a spring 49 pushing the sleeve-shaped extension 9 of the head 8, as far as possible to the end. 'inside the housing 19.
According to the embodiment shown in fig. 2, this spring 49 is inserted between two supports, one of which is preferably constituted by the stop bearing 18 and the other of which, arranged on the end part of the sleeve 9 on the side opposite to the head 8, consists of preferably in a ring 50 which is supported, against the action of the spring 49, by an axial stop 51 of the sleeve 9 and is able to move axially star an extension 17b in the form of a sleeve (see fig. 5) of the coupling ring 17. The ring 50 is prevented from rotating relative to this ring 17 by the sleeve 17b which is provided with a longitudinal groove 52 receiving a projection 53 of the ring 50.
The force of the spring 50 is much smaller than that of the spring 16, for example only 10% of the latter, but it is sufficient to normally cause the sleeve 9 to abut by its end face 59 against the coupling ring 17. With 'the sleeve 9 in the normal position when the brake is released as shown in fig. 2, the bearing 46, in the notches 44 of the ring 43, is, in all the possible angular positions of this ring relative to the sleeve 9, further from the head 8 than the end of the projections 45 which is
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facing the bottom of the notches 44, because the ring 43,
under the effect of its friction member 48,! is driven in the movement of the sleeve 9, when it abuts in its normal position.
When the clearance adjustment device is in the starting position, the brake being released, the spring 49 @ also fulfills the task of creating, due to the friction that it produces between the end face 59 of the non-rotating sleeve 9 and the ring coupling 17, a certain frictional resistance to the rotation of the rotating parts 11, 12, 13, 14 of the brake rod constituted by the play adjuster, in addition to the fact that said parts are frictionally coupled 4-the ring 17 by the coupling sleeve 15.
If we refer again to fig. 1, the control means of the automatic clearance adjustment device comprise a bell return 25 which pivots at its top on the main articulation 26 of the rod 27 of the brake piston, one of the arms of the bell return 25 being connected to the crank arm 21 of the cards 19 by a connecting rod 29 and 1. ' another arm of the bell return 25 being connected by a connecting rod 32 to a fixed yoke 33 preferably fixed to the brake cylinder 1. The arrangement. is such that:
the housing 19, seen from the head 8, rotates clockwise while the brake is being applied and counterclockwise during release, by an angle which, for a maximum stroke of the brake piston in the cylinder, reaches a value which is preferably of the order of 90, one half of this angle preferably extending on either side of the vertical which passes through 3, the axis of the rod of brake: As per the device (the adjustment of the pretty.
In the brake release position, each projection 45 of the boot -19 is in contact with the side 44a
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of the corresponding notch 46, so that, in all the possible angular positions of the ring 43 and of its thread 24 relative to the thread 23 of the sleeve 9, the axial distance between the projections 45 and the bottom parts of the corresponding notches 44 which are opposite the projections 45 is greater than the axial distance which separates the cooperating surfaces Sa and 12a of the sleeve 9 and of the retaining ring 12 respectively.
With the slack adjuster in this state, if a shock or the like creates a tensile force in the brake rod formed by the slack adjuster, nothing more than this will occur. : the spring 49 can yield to the force and thus allow the protrusions 45 to penetrate further into the notches 44 without reaching the bottom, so that the surfaces 12a and 9a of the retaining ring 12 and of the sleeve 9 will abut the one against the other to prevent an untimely rotation, under the effect of the impact of the rotating parts 11, 12,
13, 14 of the adjusting device.
It should be noted that this automatic locking of the central adjustment device of unwanted adjustment movements under the effect of shocks or similar causes can occur in any possible position of the basic linkage of the released brake, even if the return of this basic linkage in its normal position when the brake was released was not complete, for example because this return would have been prevented because the usual handbrake would have been left in an incompletely released position.
The automatic clearance adjustment device as described with reference to FIGS. 1 to 5 works as follows
When the brake is applied, the control elements comprising the bell return 25 and the connecting rod 29 start
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immediately to turn the guard 19 clockwise) when looking from the head 8.
This rotation of the housing 19 first of all separates the projections
45 of contact with side 44a of notches 44 to bring them into contact with side 44b (see fig.4); -during the subsequent rotation of the housing, the projections 45 drive the ring 43 and its thread 24 in their movement, against / against the low frictional resistance exerted by the friction element 48.
The coupling ring 17 is driven in the movement of the housing 19 by the coupling spring 22 and, by means of the coupling sleeve 15, it in turn rotates the rotating parts 11, 12, 13, 14 , 16, 18, 49 and 50 against the resistance produced by the friction between the coupling ring 17 and the end face 59 of the sleeve
9 and between the ring 50 and the stop 51. By this movement, the nut 11 is screwed on the non-rotating screw 10, in the direction which produces the reduction in length of the brake rod formed by the adjusting device, c 'that is to say in the direction which causes the reduction of the brake play.
If the brake clearance is too small, the brake shoes will come into contact with the vehicle wheels, while the brake is being applied, after an outward movement of the brake piston shorter than for a correct value of the clearance. of brake. Until a braking force originates in the brake linkage during the brake application stroke, the screw 10 is driven in the brake application movement by the head 8 by means of the members 9, 50 , 49, 18, 16, 12, 13, 15, 14 and 11.
If, during the brake application movement, a resistance occurs which can be overcome only by the excess power over that of the spring 49, this spring will give way and allow the bearings 46 of the notches 44 to be overcome. contact with the protrusions 45, and the threads in engagement 23
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and 24 will then be pushed into contact with each other.
This excess power will then be transmitted by the head 8 to the screw 10 via the members 9, 22, 24, 43,
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462 45, 19th 17th 18 16, 122 13th 15th 14 and 11.
When the brake shoes come into contact with. wheels, a braking force develops in the brake linkage of the. causes the pressure to increase in the brake cylinder 1, and the power transmitted through the brake adjuster to increase. Exclude as in the adjustment device described in the prior bele patent N 400,064 1-increasing braking force in the brake tie formed by the clearance adjustment device created, due to the threads
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non-anti-locking stages of screw 10 and nut, increasing torque on the nut,
tending to rotate it 'in the direction corresponding to an increase in the length of the brake rod formed by the adjusting device, that is to say in the direction of an increase in play.
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Over time, the pressure decreases between the friction bearing members 15 and 17 and, as the increasing torque s * ô2se3? ee on the nut. Il overcomes the decreasing friction between the members z and 17, the ScI "Oll J.1 starts to rotate, thus increasing the length of the brake rod horny by the device," i ... "'" t de .brake ';:' this adjustment and allowing the pJ.S "± cnt # to unfold further outward into the .Ërsis yoke. 3. <This movement of the brake piston brings the housing z and ., consequently,: the isague 43 to be touasier more (always in the direction of a:
igui12es of a watch looking from the head S) 2e: along the thread 23 of the sleeve 9 thus persisting with this untie and the head 8 to move to the right of fig. 2 with respect to the retaining ring 32 ..
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These movements are continued until the drill Sa of manehion 9 vi.en # abut cca3.tTe the base lia of the retaining ring 32 $ the braking force is then i: .r .s: n1s of the
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head 8 and its sleeve 9 directly to the retaining ring 12 and, from there, to the screw 10 by the members 13, 15, 14 and 11.
When they come into contact with each other under the effect of the braking force, the surfaces 9a and 12a effectively prevent the rotating members 11, 14, 15, 13 and 12 from rotating, so that, during the rest of the braking operation, the brake rod formed by the adjustment device will not change length and thus allow the brake pressure to increase to its full value.
- During the last part of the rotation of the housing 19, when the nut 11 has been disabled from rotating by the cooperating surfaces 9a and 12a, the coupling ring 17 is driven in the movement by sliding relative to the coupling sleeve 15 and ring 50, while ring 43 is caused to further rotate and move by its thread 24, along thread 23, so that the pressure ceases between bearings 46 and projections 45.
When the brake is released, the housing 19 rotates back to its normal position under the effect of the control means. During the first part of this movement, the projections 45 leave, in the notches 44, the contact with. 'the side 44b to come into contact with the side 44a, after which the ring 43 is driven in the rotation of the housing 19 and moves under the effect of its thread 24 along the thread 23 of the sleeve 9 to the right of the Fig. 2, the bearings 46 being spaced from the projections 45.
The coupling spring 22 is inactive during the rotation which the housing 19 performs to return to its normal position and the rotating elements of the brake rod formed by the adjusting device are prevented from participating in this rotation. , first by engaging the surfaces Sa and 32a with one another until the tensile force in the rod of
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brake has fallen to a value lower than that for which the spring 49 gives way, then by the friction produced by the spring 49 between the end face 59 of the sleeve 9 and the coupling ring 17 and between the ring 50 and the stop 51 .
As a result, when the brake was released, the brake play which was too small was restored to correspond to a correct stroke of the brake piston during braking.
If the brake play is too large, the brake shoes do not come into contact with the wheels until the brake piston has made an excessive stroke of the normal clamping stroke required to bring the surfaces 9a and 12a into engagement. one with 1- * other. During the first part of the braking operation, the device. Clearance adjustment again operates in the same way as when the clearance was too small, in that the protrusions 45 first cease to be in contact in the notches 44, with the side 44a to come into contact with the side 44b, then drive the ring 43 in the rotation of the housing 19.
The rotating elements of the brake rod formed by the adjusting device are driven in the rotation of the housing 19 by the coupling spring 22 and by the powerful friction coupling 17, 15, so that the nut 11 is screwed on the screw 10 in the direction which causes the shortening of said brake rod until the brake shoes come into contact with the wheels and the braking force begins to increase in the brake linkage, The increasing braking force pulls the sleeve S to the right in fig.
2 by compressing the spring 49 and, as the ring 43 has now rotated through a greater angle than in the first case, the engaging threads 23, 24 are not brought into contact with each other before that the surfaces Sa and 12a are brought into engagement with each other and thus prevent further rotation of the rotating parts of the rod
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brake formed by the clearance adjuster.
Thereafter, the coupling ring 17 will slide relative to the coupling sleeve 15 during any subsequent rotation of the housing 19 caused by the actuators. When, during the subsequent release of the brake, the housing 19 is pulled back by rotation under the effect of the control members, the adjusting device again operates in the same way as when the play was too small. Accordingly, when the brake has been released, the shortening of the brake rod effected during the application of the brake is maintained and the brake play which was too large is thus reduced.
The play adjuster operates in this manner repeatedly to reduce the play when it is too large, for as many successive braking operations as may be necessary to restore the play to its normal value.
Likewise, when the brake clearance has the correct value, the adjuster operates in the manner already described during the start of the brake application movement, in that the projections 45 begin by changing position in the notches 44 to come into contact with the surface 44b, then drive the rotating parts of the brake rod formed by the adjusting device in the rotation of the housing 19, so as to perform an initial catch-up movement of the adjusting device , with. This results in the brake shoes coming into contact with the wheels shortly before the surface 9a engages.
the surface 12a. Just before the surfaces 9a and 12a thus come into engagement with each other, the force beginning in the brake rod constituted by the adjustment device causes the latter to make a slight movement. unscrewing, just enough to compensate
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the aforementioned initial catch-up movement. These screwing and unscrewing movements of the play adjuster while the brake is being applied condense each other in an extremely sensitive way, so that the play adjuster will react even to a very small deviation of the brake play. compared to its correct value.
The variant shown in fig. 6 and 7 differs from the embodiment shown in fig.l to 5 only by the following points: The control members comprising the bell return 25 and the connecting rod 29 which connects it to the crank arm
21 of the housing 19 must be arranged so as to rotate the latter, seen from the head 8, counterclockwise during braking and clockwise when releasing the brake ; the threads 23, and 24 which are engaged with each other have a left hand pitch, while the cooperating threads of the screw 10 and the nut 11 maintain a right hand pitch.
The notches 44 of the ring 43 (see fig. 6 and 7) are reversed compared to what takes place in the case of figs. 3 and 4.
In this variant, the clearance adjustment device differs in its operation from the device of FIGS.
1 to 5 only on the following points: the screwing movement of the adjusting device occurs during loosening and no longer during tightening of the brake @ n. The coupling spring 22 is inactive during fie @ nage, so that the clamping movement of the brake does not add to the resistance which, in the embodiment according to figs.
1 to 5, is caused by the sliding friction between the coupling elements 15 and 17, On the other hand, the coupling spring 22 produces its effect during the release of the brake so that, at the beginning of this release and also as long as a certain braking force remains, the coupling ring 17 slides relative to the sleeve
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coupling 15 until the braking force has disappeared or has at least decreased so as not to prevent the rotating members, including the nut 11 of the brake rod formed by the adjusting device, from participating - the reverse rotation performed by the housing 19 to return to its normal position.
The take-up movement of the clearance adjustment device is effected by the aforementioned rotary elements, comprising the nut 11 driven in the rotation of the housing 19 when, during the release of the brake, the braking force in the brake rod has disappeared and that the housing 19 rotates further under the action of its control members. to reach its normal position. This take-up movement must overcome the frictional resistance between the end face 59 and the coupling ring.
17. Although this resistance is not very great, it absorbs part of the power of the return spring 7 which is usual in brake mechanisms of the type shown in fig 1. For the correct value of the brake clearance, the take-up movement performed by the adjuster when the brake is released, during a braking operation is compensated by a corresponding release movement performed by the adjuster while the brake is applied during the next braking operation.
It goes without saying that, without departing from the scope of the invention, it is possible to make modifications to the embodiments which have just been described.