Dispositif d'attelage automatique d'un véhicule de chemin de fer La présente invention a pour objet un dispositif d'attelage automatique d'un véhicule de chemin de fer,
comprenant une tête d'accouplement montée de façon pivotante à l'extrémité d'une barre de trac tion elle-même montée longitudinalement sur une tra- verse de tête du véhicule et des moyens élastiques agencés de manière à maintenir la tête d'accouple- ment d'ans une position centrale.
Les dispositifs d'attelage de d'eux véhicules adja cents peuvent se trouver désaxés verticalement et horizontalement par suite, par exemple, du. fait que les véhicules sont chargés de façons, différentes et du fait que les véhicules se trouvent sur une voie en courbe.
En conséquence, il convient que chaque tête d'accouplement, maintenue centrée par des ressorts d'ans le prolongement de l'axe longitudinal de la barre de traction sur laquelle elle est montée, puisse être déplacée lorsqu'elle vient s'aligner avec une tête d'ac couplement située en face sur un véhicule adjacent.
Le dispositif d'attelage selon l'invention est ca ractérisé en ce que ladite barre de traction est pour vue, en avant de ladite traverse de tête, d'un joint universel par l'intermédiaire duquel ladite tête d'ac couplement est montée sur ladite barre de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal transver sal et d'un axe vertical, et en ce que lesdits moyens élastiques sont agencés de façon à agir longitudina lement sur l'extrémité inférieure d'une cheville dis posée verticalement à travers ledit joint universel, de manière à centrer la tête d'accouplement autour dudit axe horizontal transversal et dudit axe vertical.
Des formes d'exécution du dispositif suivant l'in vention sont représentées, à titre d'exemple, au dessin annexé, d'ans lequel la fig. 1 est une vue en plan d'un dispositif d'atte lage monté sur la traverse de tête d'un véhicule ; la fig. 2 est une vue en élévation, avec coupes partielles, de ce même dispositif ; la fig. 3 est une vue en plan, avec coupes par tielles, de la cage à ressort qui est montée sous la traverse de tête du véhicule ; la fig. 4 est une coupe, à plus grande échelle, par la ligne IV-IV de la fig. 2 ; la fig. 5 est une coupe à plus grande échelle sui vant la ligne V-V de la fig. 3 ;
la fig. 6 est une vue par en dessous de l'ensem ble de la fig. 5, montrant en particulier un dispositif limitant le mouvement angulaire de la tête d'accou plement, et la fig. 7 est une coupe verticale d'une autre forme d'exécution.
Aux fig. 1 et 2, le dispositif d'attelage comprend une tête d'accouplement comportant deux cornes de guidage 10 qui sont disposées de façon à être situées dans un plan longitudinal incliné à 45 environ par rapport à la verticale.
Ce dispositif de guidage est destiné à venir en prise par glissement avec un dispo sitif analogue représenté par ses cornes 10a dispo sées dans un plan perpendiculaire à celui du premier dispositif, afin que les deux dispositifs s'alignent mu tuellement.
Cet alignement permet à un loquet d'ac couplement 11 de l'une des têtes d'accouplement de s'engager correctement dans un loquet similaire lla d'une tête d'accouplement s'approchant et, de plus, il permet à des organes associés, tels que les raccords des conduites de frein 12 (fig. 2), de se placer exac tement en regard l'un de l'autre.
Pour permettre aux têtes des dispositifs d'attelage automatiques de s'aligner mutuellement, la tête d'ao- couplement de chacun d'eux est montée sur une barre de traction 13, par l'intermédiaire d'un joint universel 14.- Ce joint est constitué par une pièce en partie sphérique 15, montée dans un siège sphérique 16 ménagé à l'extrémité élargie extérieure de la barre de traction 13. Une embase 17 présente un évide ment 18 débouchant vers l'arrière et sur un côté, que traverse une cheville 19 traversant également la pièce sphérique 15.
La cheville 19 est empêchée de tour ner dans l'embase 17 par une plaque 21 fixée sur elle par deux boulons 22 et sur l'embase 21 par un boulon 23.
Un crochet d'accouplement 20 prévu pour un ac couplement manuel éventuel fait partie intégrante de l'embase 17 et forme avec l'axe longitudinal du dis positif d'attelage automatique un angle tel qu'il puisse être mis en service en faisant tourner la tête du dispositif d'attelage latéralement autour du joint universel 14 comme il sera décrit plus loin.
Une partie 24 de la barre de traction 13, de forme rectangulaire, passe au travers. de la traverse de tête 25 du véhicule en glissant dans une plaque de support 26. La barre de traction passe entre les semelles de deux pièces transversales en U 27 et 28 fixées au châssis du véhicule et une partie de sec tion réduite 29 de la barre de traction ayant une sec tion circulaire, traverse une plaque 31 réunissant les pièces 27 et 28.
La partie de section réduite 29 tra verse également une pièce d'espacement 32 et son diamètre est de nouveau réduit au-delà de celle-ci en formant un redan 33 portant contre une bague 34 logée dans une plaque d'appui 35.
La partie arrière 3'6 -de la barre de traction 13 porte un ensemble d'éléments élastiques 41 constitué par une succession d'anneaux de caoutchouc et de plaques métalliques et qui est précomprimé entre la plaque d'appui 35 et une plaque de retenue 37 par un écrou 38 vissé sur l'extrémité filetée de la partie arrière 36.
L'ensemble 41 peut être comprimé sous, l'action d'une force de traction brusque agissant sur la barre de traction 13, mais cet ensemble avec la plaque d'appui 35 et la plaque de retenue 37, étant attaché à la partie arrière de la barre de traction 13, peut se déplacer librement vers l'arrière.
Un frein élastique s'opposant au déplacement vers l'arrière de la barre de traction à partir de sa position normale la plus extérieure est constitué, comme on le voit sur les fig. 2 et 3, par une cage à ressort 42 qui est montée par des tourillons 43 dans deux sup ports 44 fixés contre la surface inférieure de la tra verse de tête 25. Les tourillons 43 font partie d'un collier 45 dans. lequel peut coulisser un cylindre 46 contenant un ressort.
L'extrémité extérieure du cylindre 46 renferme une douille 47 maintenue par un anneau 55 et constituant une butée pour un ressort 50 pré- comprimé, qui s'étend vers l'arrière autour d'une tige de guidage 48. L'extrémité opposée du cylindre 46 porte une bride 39 qui vient porter contre le collier 45 en formant butée extérieure.
L'extrémité avant de la tige 48 traverse la douille 47 et se termine par une tête annulaire 49, tandis que son extrémité ar rière traverse une douille-support 51 et porte un écrou 52 vissé sur sa partie filetée au-delà de la douille 51. Cette dernière peut coulisser dans une entretoise 53 à laquelle sont fixés de chaque côté des tirants 54 parallèles à la tige de guidage 48, tirants dont les extrémités avant sont fixées dans le collier 45.
Cette cage à ressort 42 permet de placer longitu dinalement la tête annulaire 49 au-dessous du joint universel sphérique 14 par le réglage de la position de l'écrou d'arrêt 52. Si la tête 49 est déplacée vers l'avant à l'encontre de l'action du ressort, le cylindre 46 et la douille 47 sont maintenus fixés par la bride 39 tandis que l'écrou 52 et la douille-support 51 déplacent l'extrémité arrière du ressort 50.
Si la tête 49 est déplacée vers l'arrière, la douille 51 qui pré sente une collerette reste appuyée sur l'entretoise 53, tandis que la partie avant du ressort 50 est déplacée par la douille 47, le cylindre 46 et la tête annulaire 49 se déplaçant ensemble.
La cheville 19 est associée à la tête annulaire 49 par un dispositif à ressort de torsion qui est repré senté sur la fig. 5. La partie inférieure de la cheville 19 se termine par une partie sphérique 57 formée au-delà d'un étranglement 56. Une enveloppe cylin drique 58 entoure coaxialement, à une certaine dis tance, la partie sphérique 57 et est montée de ma nière à pouvoir tourner dans la tête annulaire 49 dans laquelle elle est retenue par une bride 59 et un circlip 61.
L'espace annulaire compris entre la partie sphérique 57 et l'alésage de l'enveloppe 58 est rempli de caoutchouc 62, ou d'une autre matière élastique, maintenu sous compression afin de le faire adhérer aux surfaces métalliques interne et externe de façon suffisante pour éviter tout glissement.
L'enveloppe 58 présente deux rainures angulai- rement espacées 63 et 64, chacune d'entre elles pou vant recevoir la tête 65 d'une broche de verrouillage 66 empêchant sa rotation. L'angle compris entre les deux rainures est le même que celui formé entre l'axe longitudinal du dispositif d'attelage automatique et le crochet d'accouplement. La broche 66 coulisse dans un bossage tubulaire 67 situé sur le côté de la tête annulaire 49, tandis qu'un ressort 68 est comprimé entre la base du bossage 67 et la tête 65, obligeant celle-ci à pénétrer dans la rainure 63 ou 64.
L'extré mité extérieure de la broche 66 porte un axe 71 sur lequel est monté un levier 69. Ce levier repose nor malement contre la face 72 (fig. 4) de l'extrémité extérieure du bossage 67 sous l'action du ressort 68, mais si on fait tourner le levier 69, la broche 66 est tirée vers l'arrière et la tête 65 est dégagée de la rai nure 63 ou 64.
Lorsque la tête 65 est engagée dans la rainure 63, la tête du dispositif d'attelage automatique se présente à l'avant du véhicule dans l'axe longitudi nal de celui-ci et, du fait que la cheville 19 est fixée rigidement à l'embase 17, le matériau élastique de remplissage 62 interposé entre l'extrémité sphérique 57 et l'enveloppe 58 agit comme un ressort de tor sion pour ramener la tête du dispositif dans sa posi- tion centrale en le faisant tourner autour de la che ville 19.
Quand la tête du dispositif automatique se pré sente dans l'axe longitudinal du véhicule, le ressort précomprimé 50 agissant sur le bras de levier com pris entre le centre du joint universel 14 et le cen tre de la partie sphérique 57 de la cheville 19 produit un moment suffisant pour équilibrer le poids de 1a tête du dispositif d'attelage automatique autour de l'axe du joint 14, sans que le ressort 50 cède sous l'action du poids de la tête.
Celle-ci peut néanmoins tourner autour d'un axe horizontal à l'encontre dé l'action du ressort 50, soit vers le haut, soit vers le bas, quand elle vient s'aligner avec la tête d'un dis positif d'attelage automatique similaire. La tête du dispositif d'attelage automatique est ainsi maintenue alignée verticalement et horizontalement avec l'axe longitudinal de la barre de traction, respectivement par la cage à ressort 42 et par le dispositif 57, 62, 58 jouant le rôle de ressort de torsion.
Les tourillons 43 supportant la cage 42 permettent à la partie sphéri que 57 de la cheville 19 d'effectuer un mouvement curviligne autour du centre du joint universel 14, la cage 42 effectuant alors un mouvement de pivote ment autour de l'axe des tourillons 43. Le montage par tourillons maintient toujours verticalement le dis positif à ressort de torsion à l'extrémité extérieure de la tige de guidage 48 au-dessous de l'axe de la barre de traction 13 et ainsi maintient les cornes de gui dage dans un plan longitudinal faisant un angle déter miné avec un plan vertical passant par l'axe longitu dinal.
Dans le présent exemple, cet angle est de 45o et, par conséquent, un dispositif d'attelage monté de façon similaire sur le véhicule opposé devra le ren contrer dans un plan perpendiculaire.
Dans l'autre position de verrouillage de l'enve loppe 58 pour laquelle la broche de verrouillage 66 est engagée dans la rainure 64, la tête du dispositif d'attelage automatique est tournée latéralement dans la position représentée en 10' sur la fig. 1, tandis que le crochet d'attelage 20 se présente dans l'axe longi tudinal du véhicule de manière à pouvoir recevoir un tendeur d'accouplement classique d'un véhicule op posé.
Le crochet 20 peut osciller de chaque côté de sa position axiale à l'encontre de la force de rappel du dispositif à ressort de torsion 57, 58, 62 quand le dispositif d'accouplement est soumis à une force obli que comme cela se produit lorsque le train circule sur une voie en courbe.
Le dispositif à ressort de torsion de cet exemple est agencé pour permettre un rappel élastique de la tête du dispositif d'attelage automatique jusqu'à un angle de 15o de part et d'autre de l'axe longitudinal, mais un dispositif d'arrêt est prévu pour éviter de dépasser cet angle ce qui soumettrait le dispositif à ressort de torsion à un effort excessif.
A cet effet l'enveloppe 58 du dispositif à ressort de torsion pré sente un prolongement descendant 75 dans lequel est usinée une rainure diamétrale 76, tandis que la che ville 19 comporte un prolongement 77 situé dans la rainure 76. Comme on le voit sur la fig. 6, ce prolon gement 77 présente sur ses côtés opposés des faces de butée 78 inclinées à 150 environ par rapport à l'axe longitudinal de ce prolongement, de sorte que deux faces du prolongement inférieur 77 entrent en contact avec les côtés de la rainure 76 quand la tête du dispositif d'attelage automatique est déviée de 15() de part et d'autre de l'axe longitudinal du véhicule.
Le dispositif d'attelage automatique décrit est monté sur un véhicule équipé de tampons de choc latéraux, comme on le voit sur la fig. 1, et le mou vement de translation de la barre de traction 13 ainsi que la compression de l'ensemble 41 sont calculés pour être au moins égaux à la course totale des tam pons. En conséquence, quand deux véhicules s'ap prochent l'un de l'autre, les cornes de guidage 10 et 10a alignent mutuellement les dispositifs, d'attelage automatiques et les loquets 11 de ceux-ci se mettent en prise avant qu'une compression sensible des tam pons latéraux se produise.
Ceci est mis en évidence sur la fig. 1 sur laquelle la face d'accouplement du loquet 11 est représentée comme décalée légèrement du côté du véhicule par rapport à la ligne joignant les surfaces extérieures des tampons. Si les, véhicules se rencontrent avec quelque force, le choc de contact sera absorbé par les tampons des deux véhicules, tan dis que le mouvement des tampons permet un mou vement de translation de la barre de traction 13.
Pendant la translation vers l'intérieur de la barre de traction 13, le ressort 50 est comprimé davantage, mais l'accroissement du moment de soulèvement agis sant sur la tête du dispositif d'attelage automatique, provenant de cette compression n'a pas, d'effet puis que les deux dispositifs d'attelage sont alignés et peu vent glisser l'un par rapport à l'autre. Après le choc de contact des deux véhicules, le ressort de la cage 42 reprend sa longueur normale.
Le ressort 50 en liaison avec la tige de guidage réglable 48 de la cage à ressort assure deux fonc tions : d'une part ii maintient normalement le disposi- tif de guidage et d'accrochage d'ans sa position la plus extérieure, et d'autre part il maintient ce dispositif sensiblement dans l'axe longitudinal de la barre de traction 13 dans la position la plus extérieure de cette dernière.
Si l'on désire adapter le dispositif d'attelage dé crit au matériel roulant existant et normalement équipé de crochets et de tendeurs d'attelage, on rem place la barre de traction usuelle par la barre de trac tion 13, portant la plaque d'appui 35 et la bague 34 avec ou sans pièce d'espacement 32, tandis que les supports 44 sont fixés à la partie inférieure de la traverse de tête 25. Par conséquent, il n'est donc pas nécessaire de modifier la structure du véhicule ou son châssis et le montage de ce dispositif d'attelage peut être effectué de façon simple et économique.
Dans la variante de la fig. 7, le dispositif d'atte lage est centré autour d'un axe transversal par une cage à ressort et un ressort séparé est prévu pour repousser la barre de traction 13. Un ressort de cen- trage 81 entoure la tige de guidage 48 à l'intérieur du cylindre 46 et s'appuie à une extrémité contre la douille 47. L'autre extrémité prend appui sur une rondelle 82 portant contre un tube d'espacement 83 dont l'autre extrémité est normalement au contact de l'écrou 84 vissé sur l'extrémité filetée de la tige de guidage 48.
Le cylindre 46 peut glisser, avec dû jeu vertical, dans un support 85 fixé à la partie infé rieure de la traverse de tête 25 et une bride 39 du cylindre 46 coopère avec le support 85 pour former une butée limitant son déplacement vers l'extérieur.
La plaque d'appui 86 comporte un prolongement descendant 87 percé d'une ouverture 88 dans laquelle passe, avec un jeu vertical, le tube 83. Un circlip 89 monté sur le tube 83 coopère avec la face avant du prolongement 87 pour former une butée d'arrêt. Un ressort 91 tendant à faire sortir la barre de traction 13 est monté entre une douille de centrage 92 et un support 93 fixé au châssis.
Comme le ressort 81 n'a qu'une fonction de cen trage, il est beaucoup plus court que le ressort 50 de l'exemple précédent, mais il a une force suffisante pour créer, quand il est préalablement comprimé, un moment autour du joint universel capable d7empê- cher la tête du dispositif d'attelage de tomber sous son propre poids. Néanmoins, cette tête peut être abaissée ou soulevée par rapport à sa position hori= zontale de centrage à l'encontre de la force de rappel du ressort 81.
Quand la tête du dispositif d'attelage est abaissée, l'extrémité arrière du ressort 81 est maintenue stationnaire par la rondelle 82, le tube 83 et le circlip 89 portant contre la face externe du prolongement 87, tandis que son extrémité avant est comprimée par la tête annulaire 49, la douille 47 et le cylindre 46 se déplaçant ensemble vers l'intérieur.
Quand la tête du dispositif d'attelage est soulevée, l'extrémité avant du ressort 81 est maintenue par la douille 47, le cylindre 46 et la bride d'arrêt 39, tan dis que la tige de guidage 48 tire, par l'intermédiaire de l'écrou 48, du tube d'espacement 83 et de la ron delle 82, l'extrémité arrière du ressort 81.