Dispositif autorégulateur pour corriger l'écartement des sabots d'un frein de véhicule La présente invention a pour objet un dispositif autorégulateur permettant de corriger l'écartement des sabots d'un frein de véhicule, comprenant une timonerie, un arbre creux portant un anneau de ver rouillage à l'une de ses extrémités, une butée à billes s'appuyant contre cet anneau de verrouillage, un ressort de rappel entourant l'arbre creux et s'ap puyant sur cette butée à billes, un manchon de gui dage relié à la timonerie du frein, entourant l'arbre creux et son anneau de verrouillage capable de venir buter contre l'anneau de verrouillage, et un carter de réglage entourant le manchon de guidage,
actionné en rotation par le piston de freinage et susceptible d'être rendu solidaire en rotation dudit arbre creux par des organes d'entraînement réversibles.
On connaît déjà des dispositifs autorégulateurs de ce type. Intercalés dans la timonerie du frein ils assurent automatiquement l'allongement ou le rac courcissement de la timonerie en fonction de la posi tion des sabots du frein de façon que ces derniers entrent toujours en contact avec la roue au même point de la course du piston de freinage.
Dans les dispositifs du type mentionné ci-dessus le fait de disposer une butée à billes entre le ressort de compression et son appui situé au voisinage im médiat de l'anneau de verrouillage améliore les con ditions de centrage des organes de verrouillage. Dans certains cas et pour améliorer encore ces positions de centrage, on donne à l'anneau de verrouillage une certaine liberté radiale, par exemple, en montant cet anneau sur l'arbre creux, par l'intermédiaire d'une surface d'embrayage plane ou sphérique ou encore à l'aide d'un joint de Oldham.
La présente invention a pour but d'améliorer encore les conditions de fonctionnement des appareils de ce genre, en simplifiant leur construction et en augmentant leurs performances, plus spécialement leur capacité de rattrapage rapide de jeux trop im portants aux sabots de freinage.
Pour cela, le dispositif selon l'invention est carac térisé en ce que la butée à billes est constituée par un palier radial capable de supporter une poussée axiale et en ce que le ressort de rappel s'appuie sur la cage extérieure de ce palier.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, des formes d'exécution du dispositif selon l'invention. La fig. 1 est une vue en élévation partiellement coupée de la première forme d'exécution du dispo sitif selon l'invention ; la fig. 2 une vue en coupe partielle à plus grande échelle d'un détail correspondant à la zone A de la fig. 1 dans une variante d'exécution ; la fig. 3 une vue en coupe selon la ligne B-B de la fig. 1, à plus grande échelle, et la fig. 4 une vue en coupe partielle de la seconde forme d'exécution.
Le dispositif représenté à la fig. 1 est intercalé dans la timonerie de commande des sabots d'un frein équipant un wagon de chemin de fer. Il com prend un arbre creux 3, à l'une des extrémités duquel est monté un écrou 23 coaxial à cet arbre. Une tige 22 à filetage non autobloquant, commandant les sabots du frein est engagée dans l'écrou 23. Un man chon de guidage 5 entoure l'arbre 3 sur une partie de sa longueur.
Il est relié par son extrémité droite, sur la fig. 1, à une partie de la timonerie qui com prend un piston de freinage actionné hydrauliquement et entraînant le manchon 5 axialement. A son extré mité droite (fig. 1) l'arbre 3 présente une partie an nulaire 2 saillante qui forme un anneau de verrouil lage venu d'une pièce avec cet arbre (fig. 2).
Une face tronconique 2a de cet anneau se trouve en re gard d'une portée tronconique 4 que présente le manchon 5, de sorte qu'un léger déplacement axial de l'arbre 3 vers la gauche à partir de la position présentée aux fig. 1 et 2 amène cet arbre en con tact avec le manchon 5 et permet l'entraînement axial du premier par le second vers la droite et l'applica tion de la pression de freinage sur les roues.
Un ressort à boudin 1 entourant l'arbre 3 est intercalé entre l'anneau 2 et une bague d'entraîne ment 15 coaxiale à l'arbre 3 et reliée à un carter de réglage 11 de forme tubulaire qui entoure le man chon 5. Ce carter 11 présente un filet interne héli coïdal auquel correspond un filet semblable mais externe du manchon 5. Guidé le long de ces filets, le carter 11 est mobile rotativement et axialement sur le manchon 5.
La bague d'entraînement 15 lui est assujettie de façon à suivre ses déplacements axiaux mais à ne tourner avec lui que lorsqu'il se déplace dans le sens antihoraire vu de la droite dans la fig. 1. Le ressort 1 presse contre la bague 15 un épaulement 18 de l'arbre creux 3, formant ainsi un accouplement à friction entre ces deux éléments.
Le fonctionnement des dispositifs de ce genre est bien connu: lorsque le manchon se déplace axiale- ment sous l'effet du mouvement du piston de freinage, le carter 11, qui est relié à ce même piston par une tringlerie particulière subit, à partir de la position de repos représentée à la fig. 1 un mouvement de ro tation autour de son axe, dont l'amplitude est directe ment proportionnelle à la course du piston.
Ce mou vement de rotation entraîne un déplacement axial du carter 11 et par conséquent de la bague 15 et de l'arbre 3 par rapport au manchon 5, qui est dirigé de droite à gauche lorsque le piston entraîne la timonerie vers la droite et qui se poursuit jusqu'à ce que les portées 2a et 4 viennent en contact pour autant que les sabots du frein n'aient pas encore touché la roue lorsque ce contact des portées 2a et 4 est réalisé.
Si l'application des sabots sur la roue s'effectue avant le bloquage de l'anneau 2 par la portée 4 l'effort de traction qui se transmet alors par la tige 22 l'arbre 3, la bague 18, le carter 11 et le manchon 5 au piston de freinage provoque une ro tation de l'arbre 3 avec le ressort 1 et l'écrou 23, dans le sens du dévissage de la tige 22, de sorte que la timonerie s'allonge.
Si le cas contraire se produit, c'est-à-dire, que la timonerie est trop longue, les sabots ayant subi une certaine usure, les portées 2a et 4 viennent en contact avant que les sabots ne soient appliqués sur la roue. Le piston effectue une course supplémentaire de frei nage entre le moment où les portées 2a et 4 sont en contact et celui où les sabots sont appliqués sur la roue, à laquelle correspond un mouvement supplé mentaire de rotation pure du carter 11. Lors du desserrage des freins, les mouvements des différentes pièces s'effectuent comme décrit ci-dessus mais dans le sens inverse.
Lorsque les sabots cessent d'appuyer sur la roue, le dispositif autorégulateur ne transmet plus de force axiale. Durant le mouvement de rota tion pure du carter qui s'effectue alors dans le sens horaire et pendant lequel les portées 2 et 4 sont encore en contact, la bague 15 entraînée par le car ter 11, fait tourner l'arbre 3, ce qui provoque le vissage de l'écrou 23 sur la tige 22 et par consé quent le raccourcissement de la timonerie.
Pour améliorer les conditions de centrage de l'anneau dans le manchon 5, une butée à billes est intercalée entre le ressort 1 et son appui sur l'anneau 2. Cette butée est constituée par un palier radial à billes dont la cage interne 8 est engagée sur l'arbre 3 et appuie contre un épaulement 9 et dont la cage externe 6 présente, comme la cage interne, un che min de roulement à gorge profonde, maintenant en place des billes 7. La face externe de la cage 6 pré sente un profil en couronne sphérique centrée sur l'axe de l'arbre 3. D'autre part, l'alésage interne 10 du manchon 5 est ajusté au diamètre externe de la bague 6, de façon à réaliser un centrage ponctuel entre l'arbre 3 et le manchon 5.
Dans le dispositif des fig. 1 et 3, l'anneau 2 se prolonge vers la droite par une portée cylindrique 17 en regard de laquelle est disposé un frotteur 12 engagé dans une ouverture 16 du manchon 5 et main tenu en place par un ressort 14 qui s'appuie sur une collerette 13 du frotteur 12.
D'autre part, la portion extrême du carter 11 qui surplombe le frotteur 12 présente sur une portion de son pourtour une rampe lla qui est orientée et dimensionnée de façon à solliciter le frotteur 12 et l'appliquer sur la portée 17, Lorsque l'orientation du carter 11 est comprise entre deux valeurs déterminées, correspondant au desserrage du frein. On évite ainsi des rotations in tempestives de l'arbre 3, lorsque le frein est desserré.
En revanche lorsque la rampe 11a dégage le frot- teur 12, celui-ci s'écarte de la portée 17 sous l'ac tion du ressort 14. Les positions relatives du frotteur 12 et de la rampe 11a peuvent être ajustées de façon à dégager la rampe l la dans un secteur aussi grand que l'on veut, ce qui permet une restriction du dé vissage par exemple par temps de neige ou de verglas, lorsque les freins risquent de se couvrir de glace. Lorsque la position du carter 11 est telle que la rampe 11a est dégagée, la rotation de l'axe 3 est libre.
Pour améliorer encore le bloquage on peut dis poser entre l'extrémité de l'arbre 3 et la partie de la timonerie qui porte le manchon 5, un organe de bloquage supplémentaire représenté en trait mixte à la fig. 1 et en coupe à la fig. 4.
Cette figure représente une forme d'exécution, dans laquelle est disposé, au fond du manchon de guidage 5b une cuvette 20 destinée à maintenir par son bord une rondelle élastique conique 21, dont la face convexe coopère avec un siège conique 22 situé à l'extrémité de l'arbre 3b. De cette façon, le régleur étant déverrouillé par éloignement du siège<I>4b</I> et de la bague<I>2b</I> de ver rouillage, au repos, c'est-à-dire freins desserrés, l'axe de mécanisme est retenu par la friction élastique entre le siège 22 et la rondelle 21, mettant ainsi ledit ré- gleur à l'abri d'un allongement intempestif qui serait dû à des vibrations ou chocs fortuits.
Dans le dispositif représenté à la fig. 4 l'arbre creux 3b se termine par une collerette qui assure la fixation à cet arbre d'un anneau de verrouillage 2b constitué par une bague indépendante de l'arbre 3b. Cette bague est montée sur l'arbre 3b avec un jeu radial. Elle est maintenue en place par un joint de Oldham 23 destiné à entraîner l'anneau de verrouil lage en rotation en lui laissant le débattement latéral voulu.
Alors que les dispositifs autorégulateurs connus sont l'objet, en cas de jeux trop importants aux sa bots de freinage, d'un raccourcissement systématique par impulsions d'amplitudes décroissantes, à chaque desserrage des freins, sous l'action d'un encliquetage solidarisant, au retour d'une bielle de commande attelée au carter, ledit carter et l'axe creux de mé canisme, et que l'action de cet encliquetage est d'au tant plus petite que la valeur du jeu à rattraper est plus faible, de sorte qu'un rattrapage complet des jeux ne peut être approximativement obtenu qu'après l'exécution d'un très grand nombre de freinages et de desserrages des freins, avec l'agencement décrit il est possible d'effectuer le raccourcissement de la ti monerie en la commandant,
non pas proportionnel- lement à l'excédent de course du piston de freinage, mais en localisant ce rattrapage sur la partie de la course qui a été choisie pour le service normal.
Si le raccourcissement devient trop grand, il se trouve automatiquement interrompu par l'action de la réversibilité du régleur (la tige filetée et l'écrou du régleur étant par exemple, taillés à un pas suffi sant) pour revenir au calage normal. Il convient de noter que le mouvement de vissage provoquant un raccourcissement du régleur, peut être obtenu au serrage ou au desserrage du frein.
Le frotteur 12 peut être appuyé directement sur la bague de verrouillage, si ladite bague est solidaire de l'axe creux de mécanisme.
Comme l'utilisation de la totalité de la course de la manivelle du carter pour obtenir un raccour cissement systématique des régleurs, par utilisation de l'agencement de la fig. 2, est à peu près incom patible avec le maintien de l'un des avantages des systèmes régleurs antérieurement connus, avantage selon lequel une partie extrême de cette course de manivelle était réservée au retour en position de calage, pour éviter les allongements intempestifs d'un régleur sous l'influence des secousses, vibrations de marche du véhicule ou tamponnements, on remédie ainsi à cet état de choses par la disposition décrite en regard de la fig. 3,
grâce à la présence, entre la tranche terminale de l'axe de mécanisme et le fond du manchon-guide, d'un tel organe de blocage, qui solidarise ces deux éléments, lors du retour dudit axe de mécanisme en position de déverrouillage.
S'il est bien évident qu'un tel organe de blocage est inutile dans les cas où l'action des vibrations ou tamponnements précités n'est pas à craindre (matériel pour voyageurs, par exemple), les effets réduits d'inertie dans la timonerie ne produisant que peu ou pas d'allongements intempestifs du régleur, il n'en demeure pas moins que l'adoption d'un organe de blocage du type précité peut améliorer, à lui seul, la résistance du régleur aux allongements non souhaités.
Il est bien évident que l'on pourrait utiliser d'au tres modes de verrouillage mutuels, élastiques ou positifs, entre l'axe de mécanisme et le manchon- guide, verrouillage tels que ceux qui comprendraient des éléments effaçables élastiquement et des cavités de réception correspondantes, coopérant au recul de l'axe dans le manchon, ou commandée positivement par ce mouvement relatif des deux pièces.
De même, la friction d'entrainement entre l'axe de mécanisme et le carter de manoeuvre pourrait être dosée automatiquement par un autre jeu de rampes (renforçant ou diminuant l'action du ressort 14) selon le débattement dudit carter, ou même établie ou supprimée à volonté, manuellement par exemple, pour permettre des réglages ou autres opérations de pose ou d'entretien du régleur.
Enfin, un même régleur peut bien entendu com porter une ou plusieurs de ces dispositions, combi nées ou non à d'autres. De même, le bonhomme à ressort pourrait être disposé dans la portée même du cône de verrouillage.