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Dispositif de suspension du bras de la tête d'accrochage automatique pour véhicules ferroviaires
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La. présente invention est relative 4 ,,7.'> ..¯: - de suspension du bras de la te1=e t :e echa>;e t v pour véhicules ferroviaires.
Comme on le sait, 1:- têt'3 :'afersa:r; .Lf'; Y. cules ferroviaires est portée per un bras qu1. dè!!ï2 ,\ châssis du véhicule, et qui est relié la. 'J1.r.r':-: <" . tien du véhicule au moyen d'urisro.i' d i f\:\. -.il-# comprenant une boite solidaire dc l'extrémité je barre de traction et un axe qui traverse ladite ';;#1=: . l'extrémité du bras portant la tt?'ta 'accraehae .:3::$e l'extrémité du bras et la plaque de fond de ladite bo@te. il existe un certain jeu fonctionnel, et pour permettre la suppression de ce jeu en période de recul, lorsque l'effort de compression doit être transmis de l'extrémité du bras au fond de la boite d'articulation et de celle-ci
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au châssis du véhicule, ledit axe Ce j a:.": - ::'1\:
'lace dans des trous ovalisés de la ben t.', t. -'.:.. <- :::1.:. .. j:=>1.,, :é ment le recul de l'axe.
La présence de ce jeu foYietianne1 et d'':.'.:..:re jeux causes par l'usure peut être .' r;ig3n de :1:'.-: - ... parfois inadmissibles, surtout pendant 1 us .^-,a di , ¯-=j¯i, Le bras portant la téwa :ae: oc?:±5ew {", , ,'u mouvoir tant dans un plan horizontal que dans i:n 1. :-,.;. vertical, et pouvant exécuter le déplacement de recul pré- cité, doit être convenablement suspeadu au châssis du véhicule pour maintenir la tête d'acercchage dans une besi- tien de repos prédéterminée qui permette l'accerochage auto- matique de deux véhicules.
Evidemment cette suspension doit être talle qu' elle n'empêche pas les divers mouvements st déplsements de la tête d'accrochage, une fois réaisé l'accrochage entre les véhicules.
Actuellement on connait et on utilise divers dispositifs de suspension du bras portant la bête d'accro- chage automatique. Ces dispositifs sont constituas par des ressorts appropriés qui agissent entre ledit bras et le châssis du véhicule, et qui sont disposas soit en dessus, soit en dessous du bras, dans un plan à pègres vertical, de manière à ramener la tête d'accrochage en une position de repos si aucune autre force extérieure n'agit sur elle ou sur le bras qui la porte.
Toutefois, cette position de repos de la tête d'accrochage n'est pas rendue suffisamment stable par les dispositifs de suspension jusqu'ici en usage, surtout dans le plan horizontal, dans lequel, à cause des jeux qui existent dans le dispositif d'articulation, la
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tête peut prendre une position imprécise, donnant lieu à des inconvénients soit pendant la marche des véhicules attelés, soit lors de l'opération d'attelage automatique.
Le but de l'invention est principalement de réaliser un dispositif de suspension pour le bras de la t8te d'accrochage automatique de véhicules ferroviaires, susceptible d'exercer aussi sur ledit bras une force de répulsion rendant à maintenir et à ramener la tête d'accro- chage dans une position de repos précise et stable pour laquelle les jeux qui existent dans le dispositif d'articu- lation du bras se trouvent supprimés sans empocher le dé- placement de la tête en recul ni aucun de ses mouvements dans les plans horizontal et vertical.
En outre, le dispositif de suspension doit être tel qu'il permette à volonté le libre déplacement angulaire
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dans un plan horizontal de la ttte d'accrochage : it o effet les moyens de rappel de la tête a 1'A ;k5tti.CF 'r. dans le plan horizontal doivent êt1"' dontable r. maintenant en fonction les moyens qui dt(:rrn1no;'.. il- >ù;.i. tion stable dans le plan vertical et qui exerc('!1f, 1 .#t:".-. de répulsion .746 la tata.
Ces buts sont atteints gr.1c1: À non 3x.'.< , 9 suspension remarquable notamment d'une ptt.::';; par tn \:;. .:;. télescopique à ressort, relié ou chag18 du v6hiCIJ:", .,. façon à pouvoir tourner autour d'un e e vortM n #1 .ir sant de bas en haut sur le bras portent la tête (.0 \1 V' .',,:\1',' . par l'intermédiaire d'un poussoir relié par ses e;ir... ;3.. respectivement au bras et à l'élément télesoopique, iequel est disposé incliné dans le plan vertical, l'extrémité reliée au poudsoir étant plus haute que l'extrémité reliée
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au châssis du véhicule, et d'autre part rar un tirant 4 ressort transversal, disposé ::'E>nG ct .j nirizontal et dont les extrémités sont artieulëes r>¯=wttr:â ur l'élément télescopique et sur le châssis du véhicule;
, 3¯ liaison entre ledit tirant et le châssis étant ,13h#;ic.s= .1, - '.
Les ressorts de l'élément télescopiquc ¯.Ra : calcules de telle sorte que la composante vertica.'o ii z force qu'ils développent fasse équilibre au poids ' 4,r. :¯ avec la tête d'accrochage et des organes reliés à lai. ec que la composante horizontale exerce sur le bras une poussée vers l'avant suffisante pour rappeler la tête à la position stable de repos.
Suivant une forme de réalisation particulit du dispositif de suspension, l'axe de la charnière d'as- semblage du tirant transversal a ressort au châssis du véhicule est constitué par un excentrique que l'on peu: faire tourner de 180 de façon à faire prendre à la tête d'accrochage deux positions prédéterminées dans le plan horizontal.
Une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention va être décrite ci-après en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels : la Fig. 1 représente l'ensemble du dispositif en vue frontale par rapport au véhicule sur lequel il est monté,sans le bras ni la tête d'accrochage; la Fig. 2 est une vue en plan du dispositif, certaines parties de celui-ci étant en coupe, sans bras ni téta d'accrochage; la Fig. 3 est une vue en coupe verticale suivant
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la ligne 111-111 de la Fig. 2, montrant aussi le bras de la tête d'accrochage et le dispositif d'articulation du bras à la barre de traction du véhicule;
la Fig. 4 représente en plan et à échelle plus grande que celle de la Fig. 2 la liaison entre le tirant à ressort transversal et le châssis du véhicule; la Fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la Fig. 4 ;¯ et la Fig. 6 représente un détail de la Fig. 5.
Les dessins ne représentent pas la tête d'accro- chage, du fait que celle-ci est bien connue en soi et ne fait pas directement partie de l'invention.
On voit au contraire sur la Fig. 3 le bras qui porte à son extrémité libre ladite tête, ainsi que le dis- positif de liaison et d'articulation qui relie l'autre extrémité du bras à la barre de traction du véhicula f@rro- viaire. Ces éléments eux aussi sont en dehors de l'inven- tion et sont bien connus en soi, c'est pourquoi ils ne sont décrits que sommairement.
Le châssis du véhicule est indiqué d'une maniera générale par la référence 1,
La barre de traction 2 porte une boite d'artiou- lation 3 avec un fond 4 et deux trous ovalisés 5 à -se vertical. Par devant, la boite 3 est ouverte, et à travers cette ouverture est insérée l'extrémité 6 du bras 7 qui porte à son extrémité opposée 8 la tête d'accrochage auto- matique (non représentée). Le bras 7 présente un,trou transversal 9, traversé par un axe 10 qui se loge par ses deux extrémités dans les trous ovalisés 5 de la boite 3, reliant ainsi le bras à la boite.
L'effort de traction est
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transmis du bras 7 à la barre de traction 3 du véhicule par l'intermédiaire de l'axe 10 et de la boite 3, L'effort de compression est transmis directement'de l'extrémité 6 du bras 7 au fond 4 de la boite, et de celle-ci au châssis 1 du véhicule. Entre l'extrémité 6 du bras 7 et le fond a de la boite 3, il existe un jeu fonctionnel de 10 mm, clairement visible sur la Fig.
Le dispositif de suspension du bras 7 comprend, comme on le voit sur les Fig. 1 et 2, un élément télesco- pique, indiqué dans son ensemble par la référence 1' qui agit de bas en haut sur le bras 7 par un poussoir 12, ainsi qu'un tirant à ressort transversal, indiqué dans son ensemble par la référence 13, qui agit dans un plan horizontal entre l'élément télescopique 11 et le. châssis 1 du véhicule.
L'élément télescopique 11 est porté par une structure 14 (voir particulièrement la Fig. 3), formant un oeilleton 15 qui est enfilé sur une broche 16 à axe vertical solidaire du châssis 1 du véhicule, et est fixé- au moyen d'un écrou 17. La partie antérieure de la struc- ture 14 porte un patin 18 qui s'appuie et se déplace sur- une console 19 solidaire du châsses 1 et ayant en plan un développement circulaire dont le centre est sur l'axe d'e la broche' vertical 16. La structure 14 qui porte l'élé- ment télescopique 11 peut donc tourner dans un plan hori- zontal autour de la broche 16.
Comme on le voit olairement sur la Fig. 3, l'axe de l'élément télescopique 11 est incliné dans le plan vertical, et l'extrémité de l'élément.reliée au châssis du véhicule est plus basse que l'autre extrémité.
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L'élément télescopique 11 est constitué par un cylindre externe 20 et par un cylindre interne 21 mobile axialement par rapport au cylindre externe, lequel est solidaire de la structure portante 14. Le fond annulaire 22 du cylindre externe 20 se raccorde à une partie cylin- drique rentrante 23 dont le fond 24 orésente un trou oen- tral.
Le couvercle rentrant 25 du cylindre interne 21 présente un siège sphérique pour la tête sphérique du pous- soir 12 de ce couvercle 25 sont solidaires deux plaques de guidage 27 entre lesquelles est guidé le poussoir 12 par une partie de sa longueur 28 à section carrée. L'autre tête sphérique 29 du poussoir 12 est destinée à s'engager dans un support à siège sphérique 30 porté en dessous du bras 7. Une fourche 31 fixée à ce support 30 et embrassant la partie à section carrée 28 du poussoir 12 empêche geiui- ci de tourner autour de son axe.
Grâce à l'engage@ment poussoir simultané de la partie 28 du poussoir entre les @ de guidage 27 solidaires du couvercle 25 et par suite du cylindre interne 21, est empêchée aussi la rotation de ce dernier autour de son axe et par rapport au cylin@r@ externe 20.
Dans l'élément télescopique, deux ressorts béli- coldaux concentriques 32 et 33 agissent entre le cylindre externe 20 et le cylindre interne 21. En partioulier le ressort externe 32 agit directement entre le fond 22 du cylindre externe 20 et le couvercle 25 du cylindre interen 21.
Ce ressort 32 peut se dilater librement, et il suit donc le cylindre interne dans toute sa course.
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Le ressort interne 33 agitau contraire entre le fond 22 du cylindre externe 20 et une @oupelle d'@ppui 34 dont-la course est limitée par une plaque 35 portée, l'extrémité d'un tirant 36 qui traverse librement un true central de la coupelle 34 et le trou central du fond 24, solidaire du fond 22 du cylindre externe 20. Au drot de l'extrémité du tirant 36 opposée à celle qui porte la. pia- que 35, ce tirant porte une butée en forme de coupelle 37, qui peut être réglée en position sur le tirant au moyen d'un écrou 38, ladite butée étant susceptible de s'appuyer de l'extérieur sur le fond 24.
Il est clair que de cette façon le tirant 36 fournit une force de précntrain@ pour le ressort interne 33, dont l'expansion maximale est limitée par la longueur dudit tirant, o'est-à-dire par l'appui de la butée 37 sur le fond fixe 24.
Les forces d'expansion des deux ressorts 32 et 33 sont transmises du couvercle 25 du cylindre interne 21, qui peut appuyer sur la plaque 35, par le poussoir 12 au support 30 et par suite au bras 7 qui porte la tête d'ac- crochage.
Le ressort externe 32 est calculé de façon que la oomposante verticale de la force qu'il exerce sur le support 30 fasse presque équilibre au poids de la tête d'accrochage, de son bras 7 et des organes qui lui sont reliés, et que la composante horizontale exerce une action proprement dite de poussée qui tende à maintenir et à rame- ner la tête d'accrochage dans sa position exacte de repos.
En d'autres termes,il existe grâce à cette composante horizontale une poussée vers l'avant sur le bras 7 portant la t6te d'accrochage, qui annule les jeux existant dans le
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dispositif d'articulation du bras, et qui maintient ce dernier dans une position bien déterminée.
A la composante verticale de la force de pré- contrainte du ressort interne 33 est au contraire confiée la mission de soutenir avec une certaine marge le poids non équilibré de l'ensemble suspendu (bras 7, tête d'accrochage et organes reliés), et d'assurer à la position de repos de la tête d'accrochage le degré nécessaire de précision et de stabilité dans le plan vertical, j
Si la tête d'accrochage et son bras 7 sont soule- vés à partir de la position de repos, seuls le ressort ex- ' terne 32 avec le cylindre interne 21 et son couvercle 25 qui se détache de la plaque 35 suivent le mouvement en le secondant, tandis que le ressort interne 33 n'exerce plus aucune action sur le couvercle 25 du cylindre 21,
la cou- pelle d'appui 34 étant arrêtée contre la plaque 35 et la butée 37 appuyée contre le fond fixe 24 du cylindre erterne 20. Une fois abandonné à lui-même, le bras 7 avec la tête d'accrochage redescend jusqu'à ce que le couvercle 25 vienne de nouveau en contact avec la plaque 35, et par l'in- termédiaire de celle-ci avec la coupelle d'appui 34.
En agissant sur l'écrou 38 il est possible de modifier la longueur utile du tirant 36. et par suite la position de la plaque 35 et de la coupelle 34, c'est-à- dire de régler la position du bras 7 et de la tête d'accro- chage dans le plan vertical.
.Lorsqu'on pousse vers le bas le bras 7 à partir de la position de repos, il faut surmonter la force combi- née des ressorts 32 et 33. Dans ce mouvement dans l'inté- rieur du cylindre 20, se déplacent solidairement le cylindre
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interne 21 avec son couvercle 25, la plaque 35, la coupelle d'appui 34, le tirant 36, la butée 37 et l'écrou 38; la butée 37 se détache du fond 24.
Comme le cylindre interne 21 pourrait sortir de cylindre externe 20 quand le poussoir 12 n'est pas engagé dans le support à siège sphérique 30 porté par le bras 7 une douille 39 est solidaire du cylindre interne et une plaque perforée 40 est solidaire du cylindre externe (voir Fig. 1 et 2); en enfilant une broche à travers le trou de la plaque 40 et dans la douille 39, il est possible de rendre solidaires les deux cylindres en période de m@@tage; naturellement cette broche doit être retirée pendant le fonctionnement normal du dispositif quand la tête sphérique 29 du poussoir 12 est engagée dans le support 30.
La position de repos du bras 7 portant la tête d'accrochage dans le plan horizontal (ou position angulaire par rapport à son centre de rotation dans ce plan) est rendue stable par le tirant transversal 13 à ressort, qui est sollicité dans les deux sens au moyen d'un ressort précontraint 41 (voir Fig. 2).
Le tirant 13 comprend un cylindre externe 42 dans lequel est inséré un ressort hélicoïdal 41, qui agit entre une coupelle 43 et un élément cylindrique à coupelle 44, insérés tous les deux dans le cylindre 42 et s'y dé- plaçant librement. Le fond de cet élément à coupelle 44 et la ooupelle 43 sont pourvus chacun d'un trou central; à travers ces trous passe librement l'extrémité amincie 45 d'une tige 46 qui à son.tour traverse le couvercle perforé 47 du couvercle 42.
Avec l'épaulement entre la partie plus épaisse de la tige 46 et son extrémité amincie 45, cette
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tige peut agir sur la coupelle 43 en antagonisme avec le ressort 'il ; à l'extrémité amincie 45 est vissé de manière à pouvoir être réglé un écrou 48 qui agit sur le fond de l'élément à coupelle 44.
De la position du tirant à ressort 13 représentée sur la Fig. 2, pour laquelle la coupelle 43 appuie sur le couvercle 47 du cylindre 42, et l'écrou 48 solidaire de la tige 45-46 appuie sur le fond de l'élément 44, et pour laquelle le tirant assume sa longueur moyenne de repos, il est donc possible de passer soit à une condition de plus grande longueur, soit à une condition de longueur plus faible, en surmontant dans les deux cas la force de pré- contrainte du ressort 41. Dans le premier cas la tige 45-46 est tirée hors du cylindre 42, de sorte que l'écrou 48 agissant sur l'élément 44 le déplace dans la cylindre 42 dans le sens qui comprime le ressort 41.
Dans le seeond cas la tige 45-46 est poussée à l'intérieur du cylin@ire, d- sorte que le susdit épaulement de la tige agissait ser la coupelle 43 la déplace dans le cylindre, encore dans la sens qui comprime le ressort 41.
Le fond du cylindre 42 est. relié par chaunière au moyen d'un axe 49 à la structure 14 qui porte l'idement télescopique 11 (voir Fig. 1 et 2), et précisément le cy- lindre externe 20 de celui-ci. La tige 46 so termine au contraire en forme de fourche 50 (voir aussi Fig a et ' dont les branches constituent les supports d'un axe @ @ lequel sont fixés à demeure une came 52, une douille à axe excentrique 53 et une poignée de manoeuvre 54, Au châasis 1 du véhicule est fixé au moyen de deux équerres 55 un support 56 ayant une section en U et pourvu d'une fente 57
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à travers laquelle passe perpendiculatiement l'axe 51.
La tige 46 du tirant, avec son axtrémité en fourche 50 s'introduit dans le support 56 par son côté ouvert, commt on le voit clairement sur les Fig. 2 et 4. Sur la partie de l'axe 51 qui dépasse du support 56 du côté opposé aux branches de la fourche 50, l'axe porte une boite 58 qui est traversée par l'axe et qui présente du côté tourne vers le support 56 deux saillies 59 insérées dans la. L'ente
57. A l'intérieur de cette boite agit un ressort hélicoïdal
60 enroulé sur l'axe 51. Ce ressort 60 s'appuie par une extrémité contre la paroi de la boite 58 en contact avec le support 56, et par l'autre extrémité il s'appuie su@ un épaulement creusé sur l'axe 51.
En outre, dans la boite 58 est soutenu au moyen d'un axe transversal 61 un loquet de . blocage 62 soumis à l'action d'un petit ressort 63, et sus- ceptible de s'insérer dans l'une àe deux rainures longitu- dinales 64 pratiquées sur l'axe 51 à 1800 l'une de l'autre.
On peut faire tourner le loquet 62 dans le sens ' qui débloque l'axe 51 au moyen d'une clef appropriée que l'on peut insérer sur une extrémité de l' axe 61. La surface externe de la paroi de la boite 58 qui est en contact avec le support 56 est avantageusement bombée (voir Fig. 4 et 5),
Dans les parois du support en U 56 sont creusées en position appropriée deux cavités alignées 65 dans les- quelles peut s'insérer l'axe excentrique 53 solidaire de l'axe 51.
Enfin la branche de la fourche 50 qui est voisine de la came 52 porte un ergot 66 qui coopère avec ladite came 52, et qui limite la rotation de la came et de l'axe
51 duquel elle est solidaire..En particulier l'ergot 66 détermine deux positions angulaires limites de la came 52,
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dont l'une est décalée angulairement de 180 par rapport à l'autre ; ces positions correspondent aux deux positions de l'axe excentrique 53 dans lesquelles celui-ci peut s'in- sérer dans les cavités 65 du support 56.
Quand l'axe excentrique 53 est inséré dans les cavités 65 du support 56 solidaire du châssis 1 (comme représenté sur le dessin), il est retenu et stabilisé dans cette position par le ressort hélicoïdal 60, qui agit sur l'axe 51 et réagit sur la boite 58 et par l'intermédiaire de celle-ci sur le support fixe 56. Dans cette position, et le tirant à ressort transversal 13 étant au repos, l'élé- ment télescopique 11 et avec lui le bras 7 portant la tête d'accrochage sont maintenus dans une position prédéterminée de repos dans le plan horizontal. Les mouvements de rotation de l'élément télescopique 11 autour de l'axe 16, et par suite les mouvements du bras 7 dans le plan horizon@@i sont rendus possibles dans les deux sens par l'app élastique du tirant transversal 13 à s'allonger et à se raccourcir.
Afin de permettre l'accouplement automatique entre deux types différents de têtes d'accrochage qui existent et sont en usage actuellement sr les voies ferré- le dispositif suivant l'invention prévoit la possibilité de maintenir la tête d'accrochage au choix dans l'une de deux positions angulaires d'accouplement prédéterminées dans le plan horizontal.
Lorsqu'on veut passer de l'une de ces positions à l'autre, il' faut débloquer l'axe 51 au moyen de la clef spéciale (en faisant tourner le loquet de déblocage 62), repousser l'axe au moyen de la poignée 54 contre l'action
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du ressort 60 vers le support 56 jusqu'à de que l'axe excentrique 53 sorte complètement des cavités 65. faire tourner de 180 l'axe 51 (dans le sens permis par l'ergot
66 qui limite aussi la rotation de l'axe), et laisser libre de nouveau l'axe 51.
En déplaçant à la main le bras 7 avec la tête d'accroohage jusqu'à ce que l'axe excentrique 53 revienne au droit des cavités 65, l'action du ressort 60 provoque la réinsertion dudit axe dans lesdites cavités, et le bras 7 et, la tête d'accrochage se trouvent maintenus dans la nouvelle position angulaire d'accouplement,
Les organes qui'maintiennent et ramènent le bras , 7 et la tête d'accrochage dans l'une desdites positions prédéterminées dans le plam horizontal peuvent aussi être rendus inopérants, ce qui peut devenir nécessaire par exemple dans la cas où l'on veut obtenir l'accrochage d'un véhicule dans une courbe de très petit rayon.
Il suffit dans ce cas de dégager de la façon décrite l'axe excentrique
53 des cavités 65, et de déplacer en même temps à la main le bras 7 jusqu'à obtenir le désaxement désiré. L'axe 53 glisse pendant ce déplacement sur les bords du support 56.
Pour cette opération, il ne faut pas débloquer l'axe 51, puisque celui-ci ne doit pas tourner mais simple- ment se déplacer suivant son axe. Une fois effectué l'accro- chage de la tête avec celle de l'autre véhicule, le ressort
60 rappellera automatiquement l'axe excentrique 53 dans les cavités 65 dès que la tête sera revenue dans,la position unitiale de repos.
De la description précédente résultent avec évi- dence les avantages techniques offerts par le dispositif de suspension suivant l'invention. Naturellement celle-ci n'est nullement limitée au mode d'exécution réprésenté et décrit, qui n'a été choisi qu'à titre d'exemple.