Appareil d'attelage automatique La présente invention a pour objet un appareil d'attelage automatique à tamponnement central et à mâchoire pivotante.
Le but de l'invention est d'améliorer la capacité de résistance d'un tel appareil aux efforts de plus en plus considérables que requiert l'exploitation moderne des chemins de fer.
De tels-appareils sont bien connus puisqu'ils sont légalement imposés depuis 1893 sur tous les che mins de fer des Etats-Unis. Il s'est répandu en plus sur tout le continent américain et sur le reste du monde partout où des exploitations de chemins de fer ont pu s'installer individuellement sans être as treintes à se raccorder à des installations existantes. Du fait des interconnexions multiples entre réseaux des diverses nations, seul le parc ferroviaire euro péen n'a pu profiter jusqu'ici des avantages et des économies du trafic par attelage automatique.
D'un autre côté, tant aux USA que dans les autres pays où il est utilisé, l'appareil d'attelage auto matique à mâchoire pivotante, après avoir été soumis au cours des années à des améliorations successives destinées à l'adapter aux poids et longueurs des con vois de plus en, plus considérables, a actuellement atteint pratiquement les, bornes de ses possibilités, du fait que certaines dimensions essentielles de l'ap pareil (dans la région où passe le pivot d'articulation de la mâchoire)
sont limitées par le contour d'accro chage et d'engrènement des appareils. Ce contour a dû être standardisé dans le but d'assurer, avec toute la sécurité voulue, par simple contact, un engagement facile et cependant indécrochable entre les deux attelages qui s'approchent l'un de l'autre lors de la formation d'un convoi.
En ce qui concerne le renforcement de l'appareil d'attelage, on a déjà décrit des moyens assurant la protection du pivot d'articulation ; pour soustraire celui-ci aux efforts de cisaillement excessifs, on peut, par exemple, ménager entre le corps d'attelage et la mâchoire, tous deux en acier moulé, des emboîte ments par nervures et mortaises, lesquels, en position d'accouplement, mâchoire fermée, se trouvent placés sur la ligne droite joignant l'axe du pivot au centre de la face d'un verrou qui cale la mâchoire en posi tion de travail.
Une autre solution consiste à ampli fier cette protection en la doublant par urne deuxième similaire située plus en arrière sur le même aligne- ment radial, et active à l'égard des efforts de trac tion seulement.
La présente invention est basée sur le fait qu'il n'est aucunement nécessaire de limiter les nervures ou cordons de protection à la région voisine du plan joignant le pivot au centre de la face de calage du verrou, mais qu'il y a même un avantage notable à les reporter plus en arrière et à les étendre au moins 'sur la majeure partie du bord en forme d'arc de cercle de la partie arrière extrême de la mâchoire.
Ainsi, l'appareil d'attelage selon l'invention est caractérisé en ce que la mâchoire présente des ner vures s'étendant vers le haut et vers le bas au moins sur la majeure partie du bord en forme d'arc de cer cle de la partie arrière extrême de cette mâchoire, ces, nervures étant agencées de manière à assurer, en prenant appui en. position d'accouplement dudit appa reil contre des paires de nervures disposées de manière correspondante à l'intérieur du corps d'atte lage, la transmission quasi directe vers le véhicule des efforts de service.
Le dessin, ci-annexé représente, à titre d7exem- ple, deux formes d'exécution de l'appareil objet de l'invention, ainsi qu'une variante d'un détail appli cable à chacune de ces formes d'exécution.
La fig. 1 est une coupe horizontale, selon la ligne 1-1 de la fig. 2, de 1a première forme d'exécution ; la fi-. 2 est une coupe selon la ligne II-II de la fig. 1 ; la fig. 3 est une vue en élévation de cette pre mière forme d'exécution, partie en coupe selon la ligne 111-III de la fig. 1 ; la fig. 4 est une vue latérale de certains éléments de la première forme d'exécution ; la fig. 5 est une vue de dessus schématique de la mâchoire d'un appareil connu avec diagramme de forces correspondant ;
la fig. 6 est une vue semblable à la fig. 5 de la mâchoire de la forme d'exécution des fig. 1 à 4 ; la fig. 7 est une vue semblable à la fig. 1, d'une variante ; la fi-. 8 est une vue .en élévation avec coupe partielle, de la deuxième forme d'exécution ; la fig. 9 est une coupe horizontale selon la ligne IX-IX de la fig. 8, et la fig. 10 est une coupe verticale selon la ligne X-X de la fig. 9.
L'appareil d'attelage automatique représenté aux fig. 1 à 4 comprend comme éléments principaux un corps d'attelage 1, une mâchoire pivotante 2, un pivot 3 de cette mâchoire, un verrou 4 susceptible de coulisser verticalement dans un logement du corps d'attelage 1, ainsi qu'un mécanisme (représenté aux fig. 3 et 4) pour l'actionnement de ce verrou 4. Ce mécanisme comprend une bielle 5 dont l'extré mité supérieure est articulée au verrou 4 au moyen d'un pivot 6, et un levier 7 monté sur une paire d'oreilles extérieures la du corps d'attelage 1 au moyen d'un pivot 8.
A l'extrémité supérieure de ce levier 7 est articulée une des extrémités d'un organe d'actionnement guidé sur le wagon de chemin de fer.
Aux fig. 1 à 4, les éléments. mobiles 2, 4, 5, 6 et 7 sont représentés dans la position qu'ils occu pent quand l'appareil est accroché à un appareil cor respondant, identique, dont les contours sont indi qués en traits mixtes à la fig. 1.
Dans cette figure, on reconnaît le contour d'accrochage et d'engrène ment standardisé des deux appareils ; il commence sur la face extérieure a des oreilles lb du corps 1, portant le pivot 3, s'étend en<I>b,</I> vers le nez<I>2a</I> de la mâchoire pivotante 2, puis -en c le long de ce nez <I>2a,</I> en<I>d</I> le long d'entretoises transversales supérieure 1c et inférieure 1d du corps 1 et, enfin,
en e le long de la face inférieure d'un bras de garde le qui fait partie du corps 1.
Dans cette position de fonctionnement, une face 2b de la mâchoire pivotante prend appui sur une face du verrou 4 qui lui est alors, adjacente. Pour décrocher les. deux appareils l'un de l'autre, le manoeuvre n'a qu'à soulever le verrou 4 en action nant le mécanisme 5, 7, pour permettre aux mâchoi res 2 de tourner de sorte que leurs nez 2a se décro chent l'un de l'autre. Le décrochage a lieu quand les deux wagons s'éloignent l'un de l'autre.
Pour accro cher les deux appareils l'un à l'autre, on roule un wagon contre l'autre, la partie de contour b de cha- que appareil vient alors buter contre la partie de contour e de l'autre appareil, ce qui fait tourner les mâchoires 2 jusqu'à ce qu'elles se trouvent dans la position de fonctionnment représentée.
Cet agencement et ce fonctionnement sont bien connus des hommes du métier. Ainsi qu'il a déjà été dit, il est en outre également connu de soulager le pivot 3 en aménageant sur le corps d'attelage 1 dans la région<B>de</B> ce pivot des nervures telles que<B><I>If,</I></B> 1g, ainsi que des nervures ou bossages tels que 2c, 2d sur la mâchoire 2, les nervures 1 f venant prendre app pui sur les nervures 2c, et les nervures 1g sur les nervures 2d, quand la mâchoire 2 est en position de service. Dans les appareils connus, ces nervures,
dont les surfaces qui viennent en contact mutuel sont évidemment coaxiales au pivot 3, sont en général placées à peu près symétriquement par rapport à un plan passant par l'axe du pivot et par le centre des surfaces d'appui mutuel de la mâchoire et du ver rou.
En fig. 5, qui représente la mâchoire pivotante M d'un appareil de ce genre connu, ces nervures sont symbolisées, par une nervure N ; le plan de symétrie est désigné par P et la force qui agit sur le nez de la mâchoire M est indiquée en T ;
on voit aussi dans cette fig. 5 les forces ' = T, la réaction R exercée par le verrou sur la mâchoire et la force Z qui doit agir dans le plan P, et l'on voit en parti culier que cette force Z doit être plus grande que T, pour que R = Z + ', compte tenu des lignes d'action imposées de ces trois forces. (Une partie de cette force Z est transmise au corps par les ner vures N et la partie restante est transmise par le pivot sollicité en, flexion et en cisaillement.) Il est ainsi démontré que dans ces genres connus d'attela ges les conditions de travail,
au point de vue trans mission des efforts, sont plutôt mauvaises.
Dans la forme de réalisation représentée aux fig. 1 à 4, on prévoit de plus des nervures 9, 10 s'étendant vers le haut et vers le bas au moins sur la majeure partie du bord en forme d'arc de cercle de la partie arrière extrême de la mâchoire 2. Ces nervures 9, 10 assurent, en prenant appui en posi tion d'accouplement de l'appareil contre des paires de nervures 11, 12 disposées de manière correspon dante à l'intérieur de corps de l'appareil d'attelage, la transmission quasi directe vers le véhicule des efforts de service (traction et choc).
Pour la première forme d'exécution, l'agence ment ressort clairement des fig. 1 et 2. Pour l'ex plication du mode de transmission des efforts; on peut se reporter à la fi-. 6, dans laquelle on a négligé les nervures<B>If,</B> 1g du corps d'attelage et les nervures, correspondantes 2c, 2d de la mâchoire.
(En effet, à effort croissant, ce sont les nervures 9, 10 et 11, 12 qui viennent porter en premier lieu<B>;</B> ensuite le corps d'attelage 1 et la mâchoire 2 étant des pièces en acier moulé de haute précision qui s'allongent quand elles sont sollicitées en traction, ce sont les nervures<B><I>If,</I></B> 1g et 2c,
2d qui viennent porter.) En fig. 6, la réaction T' des nervures 11, 12 sur les nervures 9, 10 est supposée être concentrée au milieu de ces nervures, sa ligne d'action étant approximativement parallèle à celle de l'effort de traction T agissant sur le nez 2a de la mâchoire 2. Les forces T, T' forment un couple dont le bras est t.
Ce couple doit être équilibré par un couple formé par les forces V et V, V étant la- réaction du verrou 4 sur la face 2b de la mâchoire 2 et V' étant l'effort à transmettre dans la région du pivot 3 (effort transmis par le pivot lui-même ou par les nervures 2c qui prennent appui sur les nervures 1f), le bras de cet autre couple étant v. Pour un effort de traction T donné, V et V' seront plus petits que T si v est plus grand que t.
On a donc les avantages suivants a) T w T', b) V et V' seront d'autant moins importants que le bras de levier t est réduit, c) le fonctionnement en traction est possible, puis que la force V est absorbée par le verrou 4, et d) aucun effort ne dépasse T.
Un avantage supplémentaire ressortira de l'ex plication qui suit plus loin, de la variante représen tée à la fig. 7.
Dans la forme d'exécution des fig. 1 à 4, il y a encore des éléments d'accrochage complémentaires de la mâchoire au corps d'attelage et au verrou, sus ceptibles d'améliorer la transmission directe des efforts de traction.
Ces éléments d'accrochage com prennent a) une nervure 13 parallèle à l'axe du pivot 3, située sur le côté intérieur du corps d'attelage 1 ; cette nervure sert de portée à la queue 2e de la mâchoire 2 quand celle-ci se trouve en position active, ainsi qu'on le voit bien à la fig. 1 ;
b) le verrou 4 présente un épaulement 5a qui sert de portée à un épaulement correspondant 14 de la face adjacente de la mâchoire ; l'effort que reçoit l'épaulement 5a est transmis par le verrou 4 aux entretoises<I>I c,</I> 1 d du corps d'attelage 1.
Dans la variante représentée à la fig. 7, on est parti du fait que l'effort V' à transmettre de la mâ choire au corps d'attelage dans la région du pivot est sensiblement réduit, de. sorte qu'il est permis de réduire en conséquence la section (le diamètre) du pivot qui est ici désigné par 3' ;
cette réduction de section permet, tout en conservant le contour (l'épaisseur) de la mâchoire 2' dans la région du pivot (rappelons que ce contour est imposé) de déplacer vers l'extérieur l'axe du pivot par rapport à la place qu'il occupe ordinairement (comme dans la forme d'exécution susdécrite) et d'agrandir, dans la mesure de la réduction du diamètre du pivot, la largeur s de la section de mâchoire qui est la plus faible ;
on conçoit aisément que si l'attelage travaille en traction, la partie de mâchoire située dans la région du pivot est sollicitée en flexion, ladite section étant donc sollicitée en traction. Il est donc devenu possible, grâce au soulagement effectif, démontré ci dessus, du pivot, de renforcer sensiblement la partie la plus faible de la mâchoire.
La deuxième forme d'exécution, représentée aux fig. 8 à 10, constitue un appareil d'attelage dit de transition parce qu'il peut être accroché à volonté, soit à un appareil identique, soit à un appareil pure ment automatique tel que celui constitué par la forme d'exécution des fig. 1 à 4, soit encore à un crochet d'appareil d'attelage dont sont équipés les locomoti ves et wagons circulant sur le réseau européen.
On a désigné par 101 le corps d'attelage, par 102 la mâchoire pivotante, par 103 le pivot, par 104 le verrou. On retrouve les nervures<B>l f,</B> 2c, les nervures 1g, <I>2d</I> et les nervures caractéristiques 9, 10 qui s'étendent au moins. sur la majeure partie du bord en forme d'arc de cercle de la partie arrière extrême de la mâchoire, ainsi que les paires de nervures correspondantes 11, 12 du corps d'attelage.
Par contre, le plan horizontal BB de la mâchoire 102, qui constitue le plan de symétrie pour toutes ces nervures (fig. 10) est déporté vers le haut par rap port au plan horizontal AA qui est le plan médian de la queue l0la du corps d'attelage 101.
Cela a été fait afin de pouvoir ménager, au-dessous de ce plan AA, à environ la même distance de ce plan que celle comprise entre les plans AA et BB, au niveau CC, une paire de portées<B>115</B> situées en face l'une de l'autre pour une paire correspondante de tourillons 116a que présente un porte-tendeur 116.
Les portées 115 sont constituées par des cordons embrassant à la manière de crochets lesdits tourillons et implantés sur les parois verticales 101b ; celles-ci sont entretoisées immédiatement derrière ces portées, en 101c. Les efforts que ces tourillons 116a exercent sur les portées 115 quand l'attelage agit en traction sont transmis à la queue 101a du corps d'attelage 101 par les parois longitudinales 101b et par les parties inférieures 115a des portées 115,
ces parties étant raccordées à la forte entretoise 1011c ; celle-ci est jointe à 1a queue 101a par des prolongements postérieurs. des parois transversales 101d, 101e (fig. <B>10)</B> que présentent en particulier les paires de nervures 11, 12.
Le porte-tendeur 116 est constitué par une pièce unique et comprend une partie médiane 116b qui s'étend à travers un interstice vertical ménagé entre les portées 115. Il comprend en outre une partie antérieure élargie 116c présentant une cavité inté rieure de forme analogue à celle de la partie de corps d'attelage qui entoure sa partie postérieure (y com pris les. tourillons 116a) ; cette partie antérieure forme ainsi une paire de portées pour des tourillons 117a prévus à l'extrémité postérieure d'un organe postérieur<B>117</B> d'un ensemble qui constitue le ten deur.
Cet ensemble comprend, en plus de l'organe 117, une douille 118 qui présente un filetage inté rieur et un filetage extérieur de pas égaux mais oppo sés ; cette douille est vissée sur la partie filetée anté rieure de l'organe 117 et est solidaire d'une bride 119 équipée d'une tige d'actionnement 120.
L'ensem ble comprend en outre un écrou 121 que porte la douille<B>118</B> et une pièce 122 en forme d'un U, dont les branches sont montées sur une paire de pivots que présente l'écrou 121. Cette pièce 122 est desti née à coopérer avec un crochet d'un appareil d'atte lage du type européen; si l'appareil d'attelage de transition représenté aux fig. 8 à 10 est appelé à coopérer avec un appareil d'attelage automatique, la pièce 122 est mise au repos sur un crochet 123, comme représenté en traits mixtes sur la fig. 8.
On conçoit aisément que si le plan de symétrie BB coïncidait avec le plan AA, l'axe de pivotement des portées 115 aurait dû être disposé à une distance considérable au-dessous du plan AA, ce qui donne rait une transmission peu favorable des efforts de service pendant l'utilisation avec un attelage à cro chet du type européen.
Les formes d'exécution représentées et décrites pourraient être modifiées dans leurs détails. En par- ticulier, il serait possible- de prévoir les nervures caractéristiques 9, 10 sur toute la longueur du bord en forme d'arc de cercle de la partie arrière extrême de la mâchoire et des parties de nervures 11, 12 d'étendue correspondante.