Dispositif d'attelage pour convois de tout genre.
L'invention concerne un dispositif d'attelage pour convois de tout genre, par exemple trains légers, tramways et particulièrement pour un train ferroviaire automoteur du genre décrit dans le brevet suisse n 183853.
Tandis que les dispositifs d'attelage connus sont généralement rigides ou peuvent céder seulement dans le sens de leur longueur, le dispositif d'attelage selon l'invention se distingue par des bras de traction qui se terminent chacun d'un côté par une douille ar ticulée sur un boulon vertical, et de l'autre côté par un accoupleur, lesdits bras étant appuyés contre un bâti du châssis dans le sens vertical et dans le sens latéral au moyen de dispositifs élastiques secondés par des tampons en caoutchouc, de manière à freiner les chocs et les déplacements relatifs horizontaux et verticaux desdits bras par rapport au véhicule.
Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'in- vention.
La fig. 1 est une vue, en élévation, avec coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la fig. 2 ;
La fig. 2 est une vue en plan, avec coupe partielle suivant la ligne 4-4 de la fig. 1 ;
La fig. 3 est une coupe verticale transversale suivant la ligne 5-5 de la fig. 1, mais à plus grande échelle ;
La fig. 4 est une coupe horizontale suivant la ligne 6-6 de la fig. 3 ;
La fig. 5 est une coupe verticale, transversale, suivant la ligne 7-7 de la fig. 2, mais à plus grande échelle ;
La fig. 6 est une coupe verticale, suivant la ligne 8-8 de la fig. 5 ;
Les fig. 7 à 10 sont des schémas montrant le fonctionnement du dispositif représenté aux fig. 1 à 6 ;
La fig. 11 est un schéma montrant, en exagérant les déplacements, la forme théori- que que devraient avoir les organes élastiques du dispositif d'attelage ;
La fig. 12 est un schéma montrant une variante de montage du dispositif d'attelage.
Le dispositif d'attelage représenté aux fig. 1 à 6 est constitué de la manière suivante : Il comporte un bâti, fixé au châssis du véhicule. Ce bâti est formé de deux plaques 19 et 20 pleines ou ajourées, réunies par des barres entretoises 21 et des bras 22, 23 (fig. 1 et 2).
Sur la plaque inférieure 20 est fixée une crapaudine 25 (fig. 1), dans laquelle repose, en 26, l'extrémité inférieure 27 d'un boulon vertical 28 d'axe X-X. Ce boulon est fixe ; il est, dans ce but, vissé en 29 (fig. 1) dans un support 30 comportant un trou taraudé. Ce support 30 est solidaire du bâti 19, 20 par l'intermédiaire de pattes non représentées. Le boulon 28 peut être mis en place ou enlevé par vissage ou dévissage, grâce à une ouverture 31 (fig. 1) ménagée dans la plaque supérieure 19, cette ouverture donnant accès à travers une ouverture correspondante du plancher, à la tête 32 du boulon 28.
Sur ledit boulon 28 est montée coulissante et rotative une douille 33. La douille 33 peut se déplacer le long de l'axe X-X, grâce au jeu ménagé entre cette douille et des pièces 25 et 30. Les faces 34 et 35 de cette douille et les faces correspondantes des pièces 25 et 30 sont munies de garnitures 36, 37 en caoutchouc (ou matière analogue), destinées à amortir, éventuellement, les chocs dus à la rencontre brutale desdites faces.
La douille 33 porte un bras 38. Ce bras en acier (ou autre métal résistant), a une forme générale rectiligne et sa section droite est carrée (ou rectangulaire). Ce bras 28 est terminé par l'un des deux éléments 39 d'un dispositif accoupleur B, destiné à être accroché sur un deuxième élément 39'porté par le bras 38'du dispositif d'attelage de l'autre véhicule (fig. 7 à 10). Le dispositif accou- pleur B pourrait être d'un type quelconque, à déclenchement automatique ou non.
Il peut être tel qu'il assure une articulation des deux bras 38 et 38'l'un sur l'autre autour d'un axe vertical sans jeu longitudinal, les deux bras 38, 38'pouvant se déplacer, en translation verticale, l'un par rapport à l'autre, les surfaces de contact des deux accoupleurs étant dans ce cas des surfaces cylindriques à génératrices verticales, comme représenté.
L'accoupleur B peut également être réalisé, de manière à former une véritable rotule entre les deux bras 38 et 38', tant pour les déplacements verticaux qu'horizontaux des bras 38, 38'comme cela est représenté à la fig. 12.
Chaque bras 38, 38'prend appui sur le bâti 19, 20 correspondant par l'intermédiaire de dispositifs élastiques, destinés à freiner et amortir les déplacements verticaux ou horizontaux par rapport audit bâti 19, 20.
Dans l'exemple représenté aux fig. 1 à 1. 0, le bras 38 est disposé entre deux groupes de deux dispositifs élastiques Et, , E3, E. Entre ces deux groupes est disposé un autre groupe de deux dispositifs élastiques verticaux F', F2. Tous ces dispositifs élastiques sont similaires, aux puissances de leurs ressorts et aux courses de leurs organes près.
Au droit de chaque dispositif horizontal E', , E3, E4, les bras 38 comportent (fig. l, 2, 5) un logement cylindrique 40, dans lequel est emmanché, à force, un tampon 41, en caoutchouc ou matière analogue. Chaque tampon 41 est disposé au droit d'un autre tampon 42, porté par une pièce métallique 43 (fig. 2, 5, 6) susceptible de coulisser dans un cylindre 44. Ce cylindre est fixé dans une douille 45 elle-même fixée par les pattes 22 et 23 et des socles 46 et 47 aux plaques 19 et 20 du bâti. Le fond 48 de ce cylindre 44 comporte une ouverture 49 (fig. 5) de diamètre supérieur au diamètre du tampon 41 du bras 38.
Le tampon 42 est maintenu contre le tampon 41 correspondant par un ressort 50, logé dans le cylindre 44. Ce ressort 50, de puissance convenable, prend appui sur une pièce 51 (fig. 2 et 5) susceptible de coulisser dans le cylindre 44. Dans cette pièce 51 est enga gée l'extrémité 52 lisse d'une vis 53, vissée dans un trou taraudé 54 du fond 55 du cylindre 44. Cette vis 53 porte un dé 56 permettant de la faire tourner.
On voit qu'en vissant ou dévissant la vis 53, on déplace la pièce d'appui 51 dans le cy- lindre44, ce qui permet de comprimer plus ou moins le ressort 50 et de régler ainsi, à vo lonté, la pression du tampon 42 sur le tampon 41.
Un dispositif indicateur permet de connaître le degré de compression au repos du ressort 50.
Dans l'exemple représenté aux fig. 1 à 10, la pièce 51 est reliée par une tige 57 (fig. 2) passant à travers une fente 58 du cylindre 44 à un index 59 se déplaçant devant une graduation fixe 60.
La pièce 43 formant coulisseau est guidée dans le cylindre 44. Elle porte deux pattes 64 et 65 pénétrant par des fentes longitudinales 66 et 67 (fig. 5) dans deux glis sières 68 et 69, fixées dans le cylindre 44. Les extrémités des pattes 64, 65 comportent des deux côtés des garnitures de caoutchouc 70, 7] (fig. 5) qui en venant rencontrer des garnitures également en caoutchouc logées en 72 et 73 aux extrémités des coulisses 68, 69 limitent la course de la pièce 43 à la longueur x (fig. 5), cette course étant inférieure à la distance ; y qui sépare, au repos la face corres pondante 74 du bras 38 du fond 48 du cylindre 44.
A noter que ce fond 48 comporte une garniture 75 en caoutchouc ou matière analogue, destinée à éviter toute détérioration si le tampon 41 du bras 38 vient buter contre ledit fond 48, ce tampon pouvant se trouver décalé par rapport à l'ouverture 49 par suite d'un déplacement vers le haut ou vers le bas, dudit bras 38, avant que ce bras ne soit soumis au mouvement latéral qui l'amène au contact dudit fond.
Comme déjà indiqué, les quatre dispositifs élastiques horizontaux E', E2, E3, E4 ont la même composition, mais leurs ressorts seront, de préférence, différents. En effet, comme on le voit sur la fig. 11, les déplacements circu- laires des différents points du bras 38 oscillant autour de l'axe X sont d'autant plus grande pour une même oscillation que ces points sont plus éloignés de l'axe XX d'oscillation. En conséquence, les dispositifs E' et E4 seront de préférence plus forts.
En tous cas, le jeu g entre les faces latérales du bras 98 et les garnitures 75, portées par les fonds de cylindre, sera plus grand pour les dispositifs E'et E'que pour les dispositifs E1 et E
La distance y est choisie pour chaque dispositif E', E2, E3, E4, de manière que les ébats normaux des bras 38 au niveau de chacun de ces dispositifs soient toujours nettement inférieurs à cette distance y.
On voit également sur la fig. 11 qu'en principe les cylindres 44 devraient être constitués par des portions de tore d'axe X-X.
En fait, les déplacements angulaires du bras 38 sont réduits et les cylindres 44 peuvent, en pratique, être conservés.
Les dispositifs élastiques Fl et F2 sont constitués d'une manière analogue, mais comme on le verra plus loin, ces dispositifs ne doivent supporter que les efforts moindres, aussi leurs ressorts 50 seront plus faibles.
A noter que ces dispositifs El et F2 se- ront, de préférence, agencés de manière à pouvoir être déplacés le long du bras 38. Dans ce but, les tampons 41 de caoutchouc correspondants ne sont pas portés directement par ce bras 38, mais par deux douilles 76 et 77 (fig. 1, 2, 3) réunis par boulons 78 sur ledit bras 38, le long duquel elles peuvent coulisser. Des vis 79 se déplaçant dans des rainures 80 du bras 38 permettent d'ailleurs, de bloquer les douilles 76, 77 en position, ces vis prenant appui, par leurs extrémités, dans le fond des rainures 80.
Chaque dispositif A d'attelage est complété comme représenté aux fig. 1 et 2 par deux patins 81 et 82, munis de garnitures 83 et 84 de caoutchouc ou matière analogue, contre lesquelles le bras 38 peut venir buter lors de ses ébats en hauteur. Leur distance z est telle qu'il existe entre eux et le bras 38 sensiblement le même jeu que celui existant entre la douille 33 du bras 38 et les garnitures 37 (fig. 1).
Des dispositifs de graissage 91 sont prévus sur chaque cylindre 44.
Le fonctionnement de l'attelage A, B, A' susdécrit est le suivant :
Au repos, les deux bras 38 et 38'des dis positifs A et A', accouplés par le dispositif B, occupent, chacun, la position des fig. 1 et 9 et les tampons de caoutchouc ou matière analogue, portés par ces bras,, sont au droit des différents dispositifs élastiques.
Lorsque l'un des véhicules, par exemple la remorque 3, se déplace, latéralement en 3a (fig. 10), par rapport au wagon auto-moteur 2, l'axe d'oscillation X du dispositif A vient en Xi, et, en raison de la liaison articulée sans jeu longitudinal constituée par le dispositif accoupleur B, les bras 38 et 38'viennent dans une position 38a, 38b. Les bras 38 et 38'oscillent donc autour de leurs axes respectifs vers la gauche. Au cours de ces oscillations, les ressorts des dispositifs élastiques E'et E' sont comprimés, tandis que les ressorts des dispositifs élastiques E2 et E4 se détendent.
Les dispositifs E'et E'opposent une résistance croissante aux déplacements des bras 38 et 38', tandis que les dispositifs E2 et E4 les poussent de moins en moins. Le déséquilibre ainsi créé tend d'abord à amortir l'oscillation des bras 38, 38', c'est-à-dire le déplacement latéral de la remorque 3 par rapport à l'automotrice 2, puis à ramener progressivement les bras en 38 et 38', c'est-à-dire à ramener la remorque en 3 (fig. 9).
Naturellement, l'effort qu'ont à fournir les dispositifs élastiques E\ E2, Es, E4 est d'autant plus grand que les véhicules sont plus lourds et vont plus vite. Dans chaque cas d'espèce, ces dispositifs seront choisis en conséquence, tant comme puissance individuelle que comme nombre. Le dispositif d'at telage A ou A'pourra comporter, en effet, deux, quatre, six, huit, etc., dispositifs élastiques horizontaux.
A noter d'ailleurs que le nombre de ces dispositifs pourra être différent pour les dispositifs d'attelage A et A'. Le véhicule 2 étant plus lourd que les remorques, le bras 38'pourra être plus solidement maintenu que le bras 38 de chaque remorque. Dans ces conditions, le dispositif d'attelage A'relatif à la voiture motrice, lourde, pourra comporter des dispositifs élastiques horizontaux puissants et en nombre relativement élevé.
Lors des déplacements en hauteur de la remorque 3 par rapport au wagon automoteur 2 par suite d'une dénivellation d dans la voie, le fonctionnement est un peu différent.
En effet, les bras 38 et 38'sont libres l'un par rapport à l'autre dans le sens vertical, grâce à la forme cylindrique des surfaces respectives de contact des deux mâchoires 39, 39'de l'accoupleur B. Chaque bras 38 ou 38'fonctionne donc indépendam- ment de l'autre.
Ceci posé, si la remorque 2 s'élève brusquement, le bras 38'correspondant est projeté vers le haut par coulissement de la douille 23 sur le boulon 28 (fig. 1 et 2) qui matérialise l'axe X-X. Mais ce déplacement vers le haut est freiné par le dispositif élastique supérieur F'dont le ressort se comprime.
Au contraire, si la remorque 3 s'abaisse brusquement (fig. 8), le bras 38 est projeté vers le bas et le ressort du dispositif élastique F2 freine ce déplacement.
Le dispositif élastique ou F ramène ensuite le bras 38 dans sa position normale.
Grâce à ces dispositifs élastiques F, on évite que le bras ne vienne frapper brutalement sur ses butées horizontales, ce qui occa- sionnerait, d'une part, une détérioration de ces pièces, et, d'autre part, des chocs sur le véhicule qui sont absolument à proscrire.
Naturellement, le nombre de dispositifs élastiques"transversaux"E par rapport aux dispositifs"verticaux"F doit être plus grand car, d'une part, les chocs transversaux" sont plus violents que les chocs"verticaux" qui sont déjà partiellement amortis par la souplesse des roues et par la suspension placée entre les roues et le châssis et, d'autre part, les dispositifs élastiques horizontaux E doivent s'opposer au déplacement de l'en- semble de la remorque alors que les dispositifs F n'ont qu'à empêcher le déplacement du bras 38 ou 38'.
On peut se demander pourquoi les bras 38, 38'sont montés coulissants le long de l'axe X-X, ce qui nécessite les dispositifs élastiques F, au lieu d'être maintenus fixes en hauteur. C'est qu'une telle fixation ne serait pas compatible avec l'indépendance désirée des dispositifs d'attelage A et A'en ce qui concerne les chocs verticaux, en raison, en effet, de la nécessité de ne pas avoir de jeu horizontal entre les mâchoires 39 et 39'du dispositif accoupleur B, les surfaces de contact doivent être cylindriques, et cette condition entraîne le déplacement possible en translation verticale de chaque bras 38, 38'.
A noter, d'ailleurs, qu'on peut, si on le désire, rendre solidaires les véhicules dans le sens vertical en adoptant, par exemple, la disposition, représentée schématiquement à la fig. 12.
Selon cette variante, les bras 38 et 38'des dispositifs A et A'sont reliés, à rotule, sans jeu.
Chaque bras 38 et 38'est à son autre extrémité, en 85, articulé sur une pièce 86 fixée sur l'essieu 87, guidé par l'intermé- diaire des boîtes à graisse 88, par la plaque usuelle de garde 89.
Dans ce cas, on voit qu'à chaque déplacement en hauteur du châssis 90 du véhicule par rapport à la roue 15, le ou les dispositifs élastiques F, disposés soit au-dessus, soit audessous du bras 3, tendent à freiner le dé- placement et, par conséquent, à amortir le choc ou la secousse reçue par la caisse du véhicule.
Les dispositifs A et A'd'attelage permet- tront donc de vaincre tous les coups"laté- raux"ainsi que leurs dérives, c'est-à-dire les coups, lacets"causés par le mauvais état des aiguilles talonnables, des bifurcations et par les différences dans l'écartement des rails, différences qui atteignent parfois jusqu'à 3 cm et demi.
Les dispositifs A et A'permettent, en outre, de combattre les coups verticaux quand ces dispositifs sont montés comme représentés schématiquement à la fig. 12.
A noter que ces dispositifs A, A'sont conçus de manière à pouvoir être appliqués indifféremment sur tous les véhicules, quel qu'en soit le système de suspension, leurs effets se synchronisant entièrement avec les effets des différents systèmes de suspension.
Des dispositifs d'attelage du genre décrit peuvent notamment être utilisés avec les convois ferroviaires actuels, à traction à vapeur, électrique et au pétrole, composés d'un nombre restreint de véhicules (trains légers et destinés à circuler à grande vitesse). Leur emploi est aussi indiqué pour les convois destinés à des lignes accidentées et en mauvais état d'entretien, ainsi qu'à des lignes de montagne dont le tracé présente généralement des courbes de faible rayon et fréquentes.
L'emploi pour les tramways, pour la traction funiculaire, etc., peut aussi donner d'ex- cellents résultats, ainsi que l'application aux wagons-marchandises spécialement affectés au transport de denrées fragiles et de valeur.
Des appareils d'un modèle plus puissant et dotés d'un système renforcé de ressorts peuvent être avantageusement employés sur les locomotives actuelles des convois longs, lourds et rapides, en combinaison avec un appareil appliqué au véhicule"bouclier" (généralement le fourgon à bagages). Un deuxième couple de dispositifs doit aussi être installé entre l'avant-dernière et la dernière voiture du train (voiture de queue). L'adoption de ces dispositifs aux endroits du convoi les plus vulnérables aux coups et aux secousses sont d'une grande efficacité et permettent un roulement d'une tenue parfaite.
L'emploi du dispositif en combinaison avec les suspensions de type, pendulaire" permet 1'emploi des coussinets à aiguilles et à billes pour les essieux, ce qui est précieux pour diminuer les efforts de traction et pour assurer au convoi une grande douceur de marche. Le dispositif est spécialement indique pour les tramways et véhicules à voie étroite montés sur trucks à essieux rigides ou radiants ; ces dispositifs surtout aux courbes, produiront les mêmes effets bienfaisants que si les véhicules étaient montés sur bogies. Grâce à cette application, on peut augmenter les dimensions des véhicules et leur portée utile.
Le dispositif d'attelage peut également être utilisé pour les convois sur route. Il peut être avantageusement appliqué aux camions avec une ou plusieurs remorques, ou aux tracteurs traînant aussi des voituresremorques, destinées au transport des passagers et des marchandises. Un seul couple d'appareils, entre le véhicule moteur et le véhicule remorque, est alors suffisant.