Mécanisme de frein à deux rapports. L'objet de l'invention est un mécanisme de frein à deux rapports, utilisé plu., parti culièrement, mais non exclusivement, dans les véhicules de chemin- de-fer destinés au trans port de marchandises. Ces véhicules compor tent en effet, pour la plupart, des dispositifs permettant deux rapports de freinage, c'est- à-dire deux freinages effectifs de puissance différente, dont l'un, :dit freinage de tare, pour freiner le wagon vide et l'autre, dit freinage de charge, pour freiner le wagon chargé.
Cette disposition est nécessaire par le fait que l'effet de freinage nécessaire pour un wagon chargé est trop puissant pour freiner la tare, le wagon vide se mettrait à glisser sur les rails avec ses roues bloquées. Le freinage de tare :doit donc être inférieur au freinage de charge.
Cet effet est obtenu par le mécanisme se lon l'invention, en -ce sens que le piston d'un cylindre de freinage unique agit sur l'extré mité d'un levier d'une paire de leviers :dont l'extrémité correspondante de l'autre est un point de rotation fixe, leurs extrémités libres étant reliées à la tringlerie et deux points -di visant leur longueur utile en proportions sem blables pour les deux leviers servant :d'attache à deux barres de liaison de ces .derniers, la barre reliant les :deux points les plus éloi gnés du point d'action du piston et :du point fixe autorisant un :certain mouvement rela tif des deux leviers et l'autre barre étant en deux tronçons comportant entre eux :
des moyens d'accouplement susceptibles de résis- ter à un effort de traction et d'être mis en action à, volonté, la, première barre d6termi- nant pour les deux leviers le rapport de frei nage de charge, l'autre :étant mise en action lorsqu'on veut freiner la tare.
Le dessin représente, à titre :d'exemple, une forme d'exécution de l'objet :de l'inven tion La fig. 1 représente l'ensemble du mé canisme, le frein étant :desserré et les :divers organes en position :de freinage :de la tare; Les fib. 2 et 3 montrent, en coupe axiale, les moyens d'accouplement :cités plus haut. Voici d'abord, selon la fig. 1, comment fonctionne le mécanisme représenté: Dans le cylindre -de freinage unique 1 se meut le piston 2, qui occupe ici la position correspondant au frein desserré et se déplace vers la gauche lors -du serrage. Sa tige 3 pousse alors un levier 4, à l'extrémité duquel elle est articulée en 5.
Ce levier fait partie d'une paire de leviers 4, 6 identiques, l'ex trémité -du levier 6 correspondant à l'articula tion 5 du levier 4 étant constituée par un point de rotation fixe 7. Les extrémités libres des .deux leviers sont articulées en 8 aux barres 9 de la tringlerie.
Deux pivots 10 et 11, divisant les leviers 4 et 5 en des rapports égaux, servent de points -d'attache à une barre -de liaison 12, dont une extrémité comporte une ouverture allongée 13. permettant un léger coulissement du pivot 10, donc un certain mouvement re latif des -deux leviers 4 et 6.
S'il n'y avait que la barre -de liaison 12, le freinage s'effectuerait en ce sens qu'en se déplaçant à gauche, le piston 2. par sa tige 3, repousse l'extrémité 5 du levier 4 ,et, le cy lindre étant également un organe fixe, cherche à éloigner le point 5 du pivot 7.
L'écartement des pivots 10 et 11 étant à un moment donné limité par la barre de liai son 12@, les leviers 4 et 6 se verront obligés -de tourner autour desdits pivots et leurs ex trémités 8 de se rapprocher l'une -de l'autre en exerçant un effort de traction sur les tringles 9, c'est-à-dire une action -de frei nage.
L'effort transmis par la tige de piston 3 sera approximativement multiplié danse le rapport,de la -distance entre les points 8 et 10 ou 11 et entre les points 10 et 5 ou 11 et 7.
Un autre rapport de freinage peut être obtenu en utilisant, non plus les pivots 10, 11 et la barre- 12, mais les pivots 14, 15 et la barre en deux tronçons 1-6, 17 et -de la manière que l'on va expliquer plus loin.
Oh peut déjà se rendre compte que le freinage fort, donc -de charge, sera obtenu par les pivots 10, 11 et la barre 12 et le frei nage faible, donc de tare, par les pivots 14, 15 et.Ja barre 16, 17, plus rapprochés -du point d'attache 5 -de la tige de piston et -du point fixe 7.
Pour permettre -de passer -de l'un des modes -de freinage à l'autre, les deux tronçons de barre 1$, 17 sont reliés entre eux par un organe d'accouplement 18, représenté en -dé tail aux fig. 2 et 3 et qui est susceptible, soit de faire des deux tronçons un tout rigide résistant à la traction comme une barre unique, soit au contraire de laisser pleine li berté de mouvement relatif axial aux deux tronçons 1.6, 17.
D'ans le premier cas, on aura le freinage de tare, les leviers 4, 6 oscilleront autour des points 14, 15 -de -distance invariable et les pi vots 10, 11 se rapprocheront l'un de l'autre comme les extrémités 8, ce qui est rendu pos sible par l'ouverture allongée 13.
Dans @ le second cas, on aura le freinage de charge, les leviers 4, 6 oscilleront autour des pivots 10, 11 et la barre 16, 17 non accou plée s'allongera -de la quantité nécessaire.
Un levier de commande extérieur 19 per met d'agir sur l'organe d'accouplement 18 par l'intermédiaire -de la tige 20, de la plaque triangulaire 21, de la tige 2.2, de la plaque trian7ulaire 213 et ,de la tige 24.
En déplaçant le levier 19 à. droite, dans la position indiquée en traits mixtes, on déplace la tige 2:0 du même côté, fait tourner la plaque 21: dans le sens -des aiguilles d'une montre, ce qui pousse la tige 22 vers le bas, fait tourner la plaque<B>23</B> dans le sens précé demment indiqué et produit enfin un effet -de traction vers la droite sur la. tige 24 agis sant elle-même sur l'organe 18.
Dans la position représentée, en traits pleins, que l'on a dit correspondre au freinage de tare, les tronçons 16 et 17 sont donc ac couplés par l'organe 18. En basculant le le vier 19, on produirait leur désaccouplement en vue du freinage -de charge. Il est à remar quer que la commande du levier 19 sera. 'Lou- jour transmise à l'organe 18 avec une am plitude approximativement égale, ceci par le fait que la plaque 21 tourne autour -du point fixe 7 -du levier 6 et la plaque 23 autour du point d'attache 15 du tronçon 17. Les dis tances entre centres de rotation de ces or ganes sont donc indépendantes de la position du levier 6.
Voici maintenant en quoi consiste l'or gane 18 représenté en position de freinage de tare à la fig. 2 et de freinage de charge à la, fig. '3: Il comporte une enveloppe -cylindrique extérieure, appelons-la aussi 18, sur laquelle agit la tige 24 par l'intermédiaire d'une oreille 25. Les deux fonds plats de cette en veloppe sont percés chacun d'une ouverture, l'une pour le passage du tronçon de tige 17, l'autre pour le passage d'une douille 26 en tourant elle-même le tronçon -de tige 16, qui pénètre avec elle dans l'enveloppe.
La douille 26 comporte à chacune de ses extrémités une butée, la butée 27 extérieure à. l'enveloppe et la butée 28 intérieure à cette dernière. Entre la butée 28 et l'intérieur du fond correspondant de l'enveloppe, un res sort 29 entourant la -douille 26 travaille à, la compression, maintenant normalement la bu tée extérieure 27 appliquée contre l'enve loppe 18.
Le tronçon de barre 17 est percé axiale- ment en 30 et reçoit l'extrémité du tronçon 16, -dans la cavité ainsi formée. Il s'élargit en outre à l'intérieur de l'enveloppe 18, de manière à. former une boîte cylindrique 31 partiellement fermée par une bague 32 com portant un siège conique 33 tourné vers l'in térieur de la boîte.
Enfin, le tronçon -de barre 16 comporte une partie filetée 3i4 sur laquelle est placé un cavalier 35 constitué par un écrou en plu sieurs segments, quatre par exemple, mainte nus entre eux par un ressort à. boudin 36 les entourant, la face extérieure du cavalier étant conique, comme le siège 33 et de -di mensions telles qu'une fois appliqué sur le siège, le cavalier 35 dépasse un peu la bague 32 en 37 (fig. 2) et est ainsi susceptible d'être rencontré et déplacé par la butée 28 (fig. 3).
Dans la position des organes représentée à la fig. 2, on voit qu'un effort -de traction exercé sur les tronçons 16, 17 et tendant à les séparer axialement, aura pour effet de les accoupler l'un à l'autre. En effet, le cavalier â'5 se logeant sur son siège 32 serrera la partie filetée 34 d'autant plus fort que la tract-ion exercée sera plus forte. Les tron- çons. 16, 17 forment une barre rigide à la traction, le freinage sera transmis par elle, donc par les points. 14, 15, ce sera le frei nage le moins fort, celui de tare.
Dans la position -des organes représentée à la fig. 3, on voit qu'un effort -de traction exercé sur les tronçons 16, 17 et tendant à les séparer axialement les séparera effective- vent. La butée 28 maintenant le cavalier 35 à une certaine distance -de son siège, l'effet d'accouplement ne pourra se produire, les quatre éléments constituant ledit cavalier s'écarteront l'un -de l'autre en sautant -de filet en filet sur le filetage 34, laissant échapper le tronçon -de barre 16 sans le retenir. La barre 16,
17 n'offrant ainsi aucune résistance à la traction, le freinage s'opérera en pre nant appui sur la barre 12, ce sera le frei nage -de charge.
0n remarque que ce dernier effet a été obtenu par le fait qu'en supposant le levier 19 basculé â droite, la tige 24 a tiré l'enve loppe 18 du même côté, ce qui a comprimé le ressort 29 en poussant la douille 26 le plus possible contre la bague 32, -dégageant le -ca valier par l'appui de la butée 28 contre son extrémité conique.
Voyons maintenant comment le méca nisme décrit fonctionne en service normal: Freinage <I>de charge:</I> Les organes occupent les positions des fig. 1 et @3, à l'exception du levier 19 qui se trouve à droite dans la position indiquée en traits mixtes. Le freinage s'opère par le mou vement à gauche -du piston 2, les leviers 4 et 6 oscillent autour des pivots 10 et 11, l'effort est supporté par la barre 12.
Le tronçon -de barre 16 sort peu à peu du tronçon 17, ses filets échappant à l'action -du cavalier 35. Lorsqu'on desserre le frein, les divers or ganes reprennent leur position, mais le cava lier 35 est toutefois entraîné par le tronçon <B>16</B> dans son mouvement de retour vers la droite et jusqu'à ce qu'il rencontre le fond 3 & ,de la boîte 31. Si le mouvement -du tron çon de barre a. une amplitude plus grande, le filetage '34 continue sa course au travers du cavalier, qui s'ouvre pour le laisser passer.
Freinage <I>de tare:</I> Les organes occupent les positions des fig. 1 et 2, à l'exception .du cavalier 35 qui est appliqué contre le fond 38 -de la boîte 31. Le freinage s'opère par le mouvement à gauche -du piston 2, les leviers 4 et 6 s'écar tent l'un de l'autre, oscillant d'abord autour des pivots 10 et 11, tandis que le tronçon de barre 16 et son cavalier 35 parcourent à vide le chemin libre entre le fond 38 et le siège 33.
Dès que le cavalier 35 occupe son siège, les tronçons 16, 17 sont rigidement accou plés à la traction et travaillent comme une barre unique: le freinage effectif s'accomplit autour des points 14, 15, tandis que le pivot 10 coulisse dans l'ouverture 10.
L'amplitude du mouvement de freinage effectif des leviers 4, 6 étant plus petite au tour des points 14, 15 que des pivots 10, 11 et le fait que le freinage doit autant que pos sible s'effectuer dans le voisinage de la. po sition parallèle de ces deux leviers, a -déter miné la raison de la course à vide du tron çon 16 avec le cavalier 35 entre le fond 3'8 et le siège 3:3. Le freinage effectif se produit ainsi dans les deux .cas dans le voisinage de la position optima des leviers, la course à. vide étant utilisée pour l'application des sabots sur les bandages, sans pression.
Passage <I>de</I> la <I>position de freinage de tare à</I> <I>la position de freinage de</I> charge <I>et inverse-</I> ment,<I>le frein</I> étant <I>serré:</I> Il n'est pas nécessaire de desserrer le frein pour passer avec le levier 19 d'une position à. l'autre. Ce mouvement peut être exécuté avec le frein serré, mais l'effet qu'il doit produire ne devient effectif qu'après que le. prochain desserrage a eu lieu.
Supposons que, le frein étant serré, on veuille passer,de la position du levier 19 cor respondant à la position des organes dans la fig. 1 à celle correspondant à là position des organes .dans la fig. 3.
A frein serré, le .cavalier 35 est fortement appliqué contre son siège 33 et ne peut en être délogé par l'appui de la butée 2.8. Cette butée n'en prendra pas moins, appui contre le cava lier, et ne pouvant le déplacer, le ressort 29 se comprimera un peu plus.
Dès que l'on desserrera le frein, le tronçon de barre 16 cesse -de tirer sur le cavalier, re vient même en arrière et, dès que le cavalier est dégagé -de son siège, le ressort 29 se dé tendant, la butée 28 vient se placer contre la bague 32 en poussant le cavalier -devant elle. Les .divers organes. ont ainsi passé .de la posi tion de freinage -de tare (fig. 1) à la position -de freinage de charge (fig. 3) et le prochain freinage agira en effet sur la barre 12.
Supposons maintenant que, le frein étant serré, on veuille passer de la position du le vier 19 .correspondant à la position des or ganes dans la fig. 3 à celle correspondant à la position des organes dans la fig. 1.
Dans ce cas, le serrage du frein se faisant par l'intermédiaire -de la barre 12, les or ganes du dispositif 18 ne travaillent pas. La manaeuvre que l'on effectue consiste simple ment à éloigner la butée 28 de la bague 32. Ceci fait et après desserrage -du frein, rien ne s'opposera plus à ce que le cavalier 35 vienne se poser sur son siège 33, donc à ce que le freinage se fasse par les tronçons de barre 16 et 17 accouplés. On aura bien passé du freinage -de charge au freinage de tare.
Two-speed brake mechanism. The object of the invention is a two-speed brake mechanism, used more, particularly, but not exclusively, in railway vehicles intended for the transport of goods. Most of these vehicles include devices allowing two braking ratios, that is to say two effective braking of different power, one of which, called tare braking, to brake the empty wagon and the other, called load braking, to brake the loaded wagon.
This arrangement is necessary by the fact that the braking effect required for a loaded wagon is too powerful to brake the tare, the empty wagon would begin to slide on the rails with its wheels blocked. Tare braking: must therefore be less than load braking.
This effect is obtained by the mechanism according to the invention, in that the piston of a single brake cylinder acts on the end of a lever of a pair of levers: whose corresponding end of the other is a fixed point of rotation, their free ends being connected to the linkage and two points -di aiming at their useful length in similar proportions for the two levers serving: for attachment to two connecting bars of these last ones, the bar connecting the: two points furthest from the point of action of the piston and: from the fixed point allowing a: certain relative movement of the two levers and the other bar being in two sections comprising between them:
coupling means capable of withstanding a tractive force and of being put into action at will, the first bar determining for the two levers the load braking ratio, the other: being put into action when you want to slow down the tare.
The drawing represents, by way of: example, an embodiment of the object: of the invention FIG. 1 represents the entire mechanism, the brake being: released and the: various components in position: for braking: for tare; The fib. 2 and 3 show, in axial section, the coupling means: mentioned above. Here first, according to fig. 1, how the mechanism shown works: In the single brake cylinder 1 moves the piston 2, which here occupies the position corresponding to the released brake and moves to the left when -during the application. Its rod 3 then pushes a lever 4, at the end of which it is articulated in 5.
This lever is part of a pair of identical levers 4, 6, the end of the lever 6 corresponding to the articulation 5 of the lever 4 being constituted by a fixed point of rotation 7. The free ends of the two levers. are articulated in 8 to the rods 9 of the linkage.
Two pivots 10 and 11, dividing the levers 4 and 5 in equal ratios, serve as points of attachment to a link bar 12, one end of which has an elongated opening 13. allowing a slight sliding of the pivot 10, therefore some relative movement of the two levers 4 and 6.
If there were only the connecting bar 12, the braking would be effected in the sense that by moving to the left, the piston 2, by its rod 3, pushes the end 5 of the lever 4, and , the cylinder also being a fixed member, seeks to move point 5 away from pivot 7.
The spacing of the pivots 10 and 11 being at a given moment limited by the link bar 12 @, the levers 4 and 6 will be forced to rotate around said pivots and their ends 8 to approach one of the the other by exerting a tensile force on the rods 9, that is to say a braking action.
The force transmitted by the piston rod 3 will be approximately multiplied in the ratio, by the -distance between points 8 and 10 or 11 and between points 10 and 5 or 11 and 7.
Another braking ratio can be obtained by using, no longer the pivots 10, 11 and the bar 12, but the pivots 14, 15 and the bar in two sections 1-6, 17 and -in the way that one will explain further.
Oh can already realize that strong braking, therefore load, will be obtained by pivots 10, 11 and bar 12 and weak braking, therefore tare, by pivots 14, 15 and. 17, closer together - from the attachment point 5 - from the piston rod and - from the fixed point 7.
To allow -to pass -from one of the braking modes to the other, the two bar sections 1 $, 17 are interconnected by a coupling member 18, shown in -dé tail in FIGS. 2 and 3 and which is likely either to make the two sections a rigid whole resistant to traction like a single bar, or on the contrary to leave full freedom of axial relative movement to the two sections 1.6, 17.
In the first case, we will have the tare braking, the levers 4, 6 will oscillate around the points 14, 15 - of invariable distance and the feet 10, 11 will approach each other like the ends 8, which is made possible by the elongated opening 13.
In @ the second case, there will be load braking, the levers 4, 6 will oscillate around the pivots 10, 11 and the bar 16, 17 not coupled will extend -de the necessary quantity.
An external control lever 19 allows to act on the coupling member 18 by means of the rod 20, the triangular plate 21, the rod 2.2, the trian7ulaire plate 213 and, the rod 24.
By moving the lever 19 to. right, in the position indicated in phantom, we move the rod 2: 0 on the same side, rotate the plate 21: clockwise, which pushes the rod 22 downwards, rotates the plate <B> 23 </B> in the direction previously indicated and finally produces a traction effect to the right on the. rod 24 itself acts on the organ 18.
In the position shown, in solid lines, which has been said to correspond to the tare braking, the sections 16 and 17 are therefore coupled by the member 18. By tilting the lever 19, one would produce their uncoupling for the purpose of -load braking. It should be noted that the control of lever 19 will be. 'Lou- day transmitted to the member 18 with an approximately equal amplitude, this by the fact that the plate 21 turns around the fixed point 7 of the lever 6 and the plate 23 around the attachment point 15 of the section 17 The distances between centers of rotation of these organs are therefore independent of the position of lever 6.
Here is now what the organ 18 represented in the tare braking position in FIG. 2 and load braking in, fig. '3: It has an outer -cylindrical envelope, let's also call it 18, on which the rod 24 acts by means of an ear 25. The two flat bottoms of this envelope are each pierced with an opening, the 'one for the passage of the rod section 17, the other for the passage of a sleeve 26 by itself turning the rod section 16, which penetrates with it into the casing.
The socket 26 has at each of its ends a stop, the stop 27 outside. the casing and the stop 28 inside the latter. Between the stop 28 and the interior of the corresponding bottom of the casing, a res emerges 29 surrounding the -douille 26 working at, the compression, normally maintaining the outer stop 27 applied against the casing 18.
The bar section 17 is axially drilled at 30 and receives the end of the section 16, in the cavity thus formed. It also widens inside the envelope 18, so as to. forming a cylindrical box 31 partially closed by a ring 32 com carrying a conical seat 33 turned towards the inside of the box.
Finally, the -de bar section 16 has a threaded portion 3i4 on which is placed a jumper 35 consisting of a nut in several segments, four for example, held together by a spring. coil 36 surrounding them, the outer face of the rider being conical, like the seat 33 and of -dimensions such that once applied to the seat, the rider 35 slightly exceeds the ring 32 at 37 (fig. 2) and is thus capable of being encountered and moved by the stop 28 (FIG. 3).
In the position of the members shown in FIG. 2, it can be seen that a traction force exerted on the sections 16, 17 and tending to separate them axially, will have the effect of coupling them to one another. Indeed, the â'5 rider housed on its seat 32 will tighten the threaded part 34 all the more strongly as the traction-ion exerted will be stronger. The sections. 16, 17 form a rigid bar in traction, the braking will be transmitted by it, therefore by the points. 14, 15, it will be the weakest braking, that of tare.
In the position of the organs shown in FIG. 3, it can be seen that a tensile force exerted on the sections 16, 17 and tending to separate them axially will separate them effectively wind. The stop 28 keeping the rider 35 at a certain distance from its seat, the coupling effect will not be able to occur, the four elements constituting said rider will move away from one another by jumping from the net in thread on the thread 34, allowing the bar section 16 to escape without retaining it. Bar 16,
17 thus offering no tensile strength, braking will take place by pressing on the bar 12, this will be the load braking.
Note that this last effect was obtained by the fact that, assuming the lever 19 tilted to the right, the rod 24 pulled the casing 18 from the same side, which compressed the spring 29 by pushing the sleeve 26 on it. more possible against the ring 32, -disengaging the -ca valier by the support of the stop 28 against its conical end.
Let us now see how the described mechanism works in normal service: <I> load braking: </I> The components occupy the positions of fig. 1 and @ 3, with the exception of lever 19 which is on the right in the position shown in phantom. The braking is effected by the movement to the left of the piston 2, the levers 4 and 6 oscillate around the pivots 10 and 11, the force is supported by the bar 12.
The bar section 16 gradually comes out of the section 17, its threads escaping the action of the rider 35. When the brake is released, the various organs return to their position, but the rider 35 is however driven by the section <B> 16 </B> in its return movement to the right and until it meets the bottom 3 &, of the box 31. If the movement -of the bar section a. at a greater amplitude, the '34 thread continues its course through the jumper, which opens to let it pass.
<I> tare braking: </I> The components occupy the positions of fig. 1 and 2, with the exception of the jumper 35 which is applied against the bottom 38 of the box 31. The braking is effected by the movement to the left of the piston 2, the levers 4 and 6 move apart. 'one from the other, oscillating first around the pivots 10 and 11, while the bar section 16 and its rider 35 empty the free path between the bottom 38 and the seat 33.
As soon as the rider 35 occupies his seat, the sections 16, 17 are rigidly coupled to the traction and work as a single bar: the effective braking is accomplished around the points 14, 15, while the pivot 10 slides in the opening 10.
The amplitude of the effective braking movement of the levers 4, 6 being smaller around the points 14, 15 than of the pivots 10, 11 and the fact that the braking should as much as possible take place in the vicinity of the. parallel position of these two levers, to determine the reason for the empty stroke of section 16 with jumper 35 between the bottom 3'8 and the seat 3: 3. The effective braking thus occurs in both cases in the vicinity of the optimum position of the levers, the stroke at. vacuum being used for the application of the clogs on the bandages, without pressure.
Passage <I> from </I> the <I> tare braking position to </I> <I> the load braking position </I> <I> and vice versa, <I > the brake </I> being <I> engaged: </I> It is not necessary to release the brake to switch with lever 19 from one position to. the other. This movement can be performed with the brake applied, but the effect it should produce does not become effective until after the. next release has taken place.
Suppose that, the brake being applied, we want to move from the position of lever 19 corresponding to the position of the members in FIG. 1 to that corresponding to the position of the organs. In FIG. 3.
With the brake applied, the rider 35 is strongly pressed against its seat 33 and cannot be dislodged therefrom by pressing the stop 2.8. This stop will nonetheless take hold, resting against the rider, and unable to move it, the spring 29 will compress a little more.
As soon as the brake is released, the bar section 16 stops pulling on the rider, even comes back and, as soon as the rider is released from his seat, the spring 29 is released, the stop 28 is placed against the ring 32 by pushing the jumper in front of it. The various organs. have thus passed .from the tare braking position (fig. 1) to the load braking position (fig. 3) and the next braking will act on bar 12.
Let us now suppose that, with the brake applied, we want to go from the position of lever 19 corresponding to the position of the organs in fig. 3 to that corresponding to the position of the members in FIG. 1.
In this case, since the brake is applied via the bar 12, the or ganes of the device 18 do not work. The maneuver which is carried out consists simply in moving the stop 28 away from the ring 32. This is done and after releasing the brake, nothing will prevent the rider 35 from coming to rest on its seat 33, therefore that the braking is done by the bar sections 16 and 17 coupled. We will have passed from load braking to tare braking.