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Dispositif de rattrapage automatique de jeu pour timonerie de frein, en particulier de véhicules de chemins-de-fero
Divers dispositifs sont déjà connus dont le but est de rattraper automatiquement le jeu se produisant par suite de l'usure des sabots ou rubans de freins, l'allongement des
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organes de timonerie, etc.
De tels dispositifs sont actionnés par exemple par l'énergie provenant de l'aspiration des gaz par un moteur à combustion. L'emploi de tels dispositifs est naturellement limité uniquement aux véhicules automobiles.
D'autres dispositifs connus utilisés sur les véhi- cules de chemins-de-fer sont par contre entièrement mécani- ques, mais présentent le désavantage d'avoir un grand nom- bre de ressorts, ce qui n'est guère favorable à un fonction- nement absolument sur du dispositif.
Enfin, il existe parmi les dispositifs connus, des mécanismes dans lesquels la latitude du rattrapage est trop limitée pour l'usage pour lequel le dispositif est prévu.
Le dispositif selon l'invention, lequel se place com- me les dispositifs connus sur un organe de la timonerie et qui. comporte entre autres des cliquets contitués par des cavaliers susceptibles de se déplacer dans un sens seulement sur une barre filetée de cette timonerie, possède en outre de cela l'avantage d'éliminer d'une manière absolue les défauts ci- tés plus haut.
Ce dispositif estun dispositif purement mécanique tra- vaillant indépendamment du moteur, c'est-à-dire susceptible d'être placé sur n'importe quel véhicule et en particulier sur des véhicules de chemins-de-fero
Il ne possède aucun ressort jouant un rôle important et dont la sécurité de fonctionnement pourrait dépendre.
Enfin, il est susceptible de rattraper instantanément n'importe quel jeu, quel que soit son ordre de grandeuro
Ce dispositif se caractérise par deux cavaliers cona- titués chacun par un écrou en plusieurs parties réunies entre
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elles par un organe élastique et dont la surface extérieure conique produit sous l'effet d'un effort de traction l'accouple- ment de la barre filetée avec les organes avec-lesquels elle est destinée à coopérer, chaque cavalier étant susceptible de se mouvoir entre deux butées, dont l'une est conique, la distance entre les butées de l'un des cavaliers, dit de rat- trapage, déterminant le jeu permis des organes du frein, la distance entre les butées de l'autre cavalier, dit d'accou- plement,
étant juste suffisante au dégagement de ce cavalier du filetage de la barre qui le porte et ces dernières bu- tées étant solidaires des organes avec lesquels la barre coopère.
Le dessin annexé montre à titre d'exemple plusieurs formes d'exécution d'un dispositif selon l'invention :
La fig. 1 montre en coupe longitudinale un dispo- sitif destiné à un véhicule de chemin-de-fer.
La fig. 2 correspond à la coupe II-II de la fig.1.
Les fig. 3 et 4 montrent en vue de côté et en coupe un châssis de véhicule de chemin-de-fer, avec frein à air com- primé et dispositif de rattrapée de jeu selon les fige 1 et 2.
Les fig. 5 à 10 montrent trois manières différentes de placer le dispositif sur la timonerie d'un frein.
La fig. 11 montre en coupe longitudinale un dispo- sitif destiné à un véhicule à moteur.
La figo 12 montre schématiquement le fonctionnement du dispositif de la fig. 90
Le dispositif selon les fig. 1 et 2 comporte deux boîtes 1 et 2 comprenant les butées, l'une, 1, de ces boites pouvant être immobilisée par l'intermédiaire de deux oreil- les 3, tandis que l'autre, 2, reliée à la barre de timonerie, côté commande, transmet l'effort de freinage à la barre de
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timonerie 4.
Les organes de commande peuvent être reliés à la boite 2 par l'intermédiaire de l'oeillet 5.
Dans chacune des boîtes se trouve un cavalier 6 respo 7 que l'on peut nommer le premier, 6, cavalier de rat- trapage, et le second, 7, cavalier d'accouplement, conformé- ment aux usages auxquels ils sont destinés. Chaque cavalier constitue en somme un écrou en quatre parties, telles que par exemple 8, 9, 10, 11 et dont le taraudage correspond au fi- letage 12 de la barre 4 en un profil inégal, c'est-à-dire en forme de dents de scie. Grâce à cette forme en dents de scie des filetages utilisés, les deux cavaliers peuvent se dépla- cer sur la barre 4 dans la direction de la flèche 13 seulement.
Pour permettre ce déplacement, les parties ou seg- ments tels que 8, 9, 10, 11, constituant les cavaliers, sont maintenus ensemble au moyen d'un ressort circulaire situé dans des fraisages correspondants 14 resp. 16 des deux cava- liers.
Les butées entre lesquelles les deux cavaliers sont susceptibles de se mouvoir sont de deux sortes : elles sont coniques semblablement à la surface correspondante des cava- liers en 16 et 17 et planes semblablement à la base corres- pondante des cavaliers, en 18 et 19.
Il ressort sans autre du dessin qu'une traction exer- cée sur le dispositif coince les cavaliers dans les parties coniques 16 et 17, ce qui a pour résultat de les appliquer fortement contre le filetage de la barre 4, qui est ainsi ri- gidement accouplée aux boîtes et ne peut en aucun cas s'en échapper dans la direction de la flèche 13.
On voit également sans autre que la barre 4 peut par contre être avancée en sens contraire de celui de la flèche #
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13 les cavaliers quittant alors leur contact avec les sur- faces coniques 16 et 17 pour suivre ladite barre 4 et s'ou- vrir ensuite au fur et à mesure de l'avancement de cette der- nière, de manière à sauter pas à pas d'un filet à l'autre du filetage 12. Ceci a lieu dès le moment où les cavaliers ren- contrent les butées 18 et 19.
Enfin, le dessin montre que le mouvement autorisé au cavalier de rattrapage 6 entre les butées 16 et 18 est plus grand que celui autorisé au cavalier d'accouplement 7 entre les butées 17 et 19. Comme cela ressortira de ce qui va suivre, le mouvement autorisé du cavalier de rattrapage 6 détermine le jeu autorisé des organes de freinage, tandis que le mouvement nécessaire au cavalier d'accouplement 7 doit être juste suffisant pour permettre à ce dernier de s'ouvrir au passage de la barre 4.
La boite 2 se termine par un corps cylindrique creux 2o et pénètre partiellement en 21 dans la boîte 1, le tout dans le but de protéger constamment le filetage 12 pendant que la barre 4 effectue ses mouvements ou que les deux boîtes se déplacent relativement l'une à l'autre. Pour la. même raison, la boite 1 se termine par une partie tubulaire 22.
Supposons maintenant que le dispositif décrit effec- tue un rattrapage :
Dans le but de freiner, on exerce une traction sur la boîte 2, dans le sens de la flèche 23, cette traction est trans- mise à la barre 4, aux autres organes de la timonerie et fi- nalement aux sabots de frein, le tout par l'intermédiaire du cavalier d'accouplement 7, par lequel la boîte ± est rigide- ment accouplée à la barre 4.
Tout le dispositif se déplace donc dans le sens de la
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flèche 23. à l'exception de la boîte 1 qui est fixe.
Par construction, le tout est prévu de telle manière que pour un frein ne nécessitant pas de rattrapage, le frei- nage n'exige pas un déplacement supérieur à celui du mouvement autorisé au cavalier de rattrapage 6 dans sa, boîte 1.
Mais puisque nous supposons qu'il s'agit d'un frein nécessitant un rattrapage, il est clair que le déplacement du dispositif sera plus grand, de sorte que la boite 2, le cavalier d'accouplement 7 et la barre 4 continueront de se déplacer après que le cavalier de rattragge 6 aura rencontré la butée 18. Ce cavalier est donc obligé de sauter de filet en filet par dessus la barre dont le déplacement continue, le mouvement relatif du cavalier et de la barre étant déterminé par la différence entre le mouvement réellement nécessaire au freinage et le mouvement théoriquement nécessaire lorsque le frein est bien réglé. Ce mouvement relatif est une mesure de l'importance du rattrapage nécessaire.
Cette mesure déter- mine la. longueur dont la barre 4 doit être raccourcie, c'est- à-dire retenue dans son mouvement de retour lorsqu'on libè- re le frein.
En effet, lorsqu'on libère le frein, la, barre 4 ne peut reculer que d'une longueur correspondant au mouvement autorisé au cavalier de rattrapage 6, car dès que ce dernier vient s'appliquer contre le c8ne 16, tout mouvement de la barre 4 dans la direction de la flèche 13 est immédaitement rendu impossibleo
Mais au moment où le cavalier de rattrapage relie ri- gidement la barre 4 et la boîte 1, il subsiste entre les boî- tes 1 et 2 un espace équivalent à la grandeur du rattrapageo Si à ce moment les organes ayant produit le freinage par l'in-
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termédiaire de la boite 2 retournent à leur position primiti- ve, il est évident que la boite 2 fera de même et viendra se placer tout contre la boîte 1,
pendant que le cavalier d'accou- plement 7 se déplace d'une quantité correspondante sur le fi- letage 12 Cette opération revient à raccourcir la timonerie, en l'occurence la barre 4' d'une quantité correspondante à la mesure du rattrapage précédemment exprimée.
Ainsi donc, et en une opération, le jeu du frein a été rattrapé et cela quelle que soit sa grandeur et au moyen d'organes qui, indépendamment de toute influence extérieure , présentent une sécurité absolue. En effet, si même pour une raison ou une autre les ressorts retenant entre eux les seg- ments des cavaliers 6 et 7 venaient à être sans effet, au moins trois des segments des cavaliers seraient entraînés par la barre et produiraient sans accroc l'accouplement désiré.
Il faut d'ailleurs remarquer que la forme de ressort choisie, c'est-à-dire le petit ressort à boudin enroulé en forme de bague, est l'une des plus favorables au point de vue sécurité et que, d'autre part, les cavaliers ne peuvent se mouvoir dans leur boîte que dans un espace juste nécessaire et suffisant à leur travail.
Pour s'assurer de cela, on munit les segments de ca- valiers de vis latérales 24 dont la hauteur des têtes rem- plit l'espace inévitablement produit par le trait de scie lors de la fabrication du cavalier. Ainsi, tout jeu entre les segments de cavaliers est supprimé et il est impossible que ces quatre segments 8, , 10, 11 se placent les uns contre les autres et qu'ainsi entre le premier et le dernier, il y ait une différence de position dans le sens axial provenant de la pente du filetage.
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En outre, au moins l'un des segments de chaque ca- valiers, en d'autres termes chaque cavalier, est assuré contre un mouvement de rotation possible autour de la barre 4, ceci par exemple au moyen d'une fraisure 25 et d'une goupille telle que 26 ou 27.Ceci présente en outre l'avantage lorsqu'on remplace des sabots de frein usés par des sabots de frein neufs, de permettre le retour dans sa position primitive de la barre 4 par simple rotation de cette dernière qui, ainsi, se dévisse à l'intérieur des cavaliers qui, eux, sont empê- chés de tournero
La fig. 1 montre également comment la.
barre 4 est reliée à l'oeillet 28 lui-même destiné à être relié au reste de la timonerieo Cette liaison est telle que la barre 4 peut précisément tourner sur son axe afin de permettre de la dé- visser et de la ramener dans sa position primitive sans qu'il soit nécessaire de démonter quoi que ce soit du dispositif.
Surla barre 4 est fixée à cet effet une bague 29 qui transmet l'effort de traction à l'oeillet 28 par l'intermédiaire d'une douille 30.
Pour faciliter le déplacement des cavaliers le long du filetage 12 et pour éviter la production de particules de métal susceptible de gêner au bon fonctionnement du dis- positif, il est indiqué d'abattre les arêtes vives des filets 12, par exemple en passant la barre rapidement sur le tour.
Les fig. 3 et 4 montrent un exemple d'utilisation du dispositif avec un frein Westinghouse. Au châssis 31 du wagon est fixé le cylindre 32 du frein agissant sur l'un des deux leviers 33 auquel sont accrochées des barres de timonerie 4.
Sur chacune de ces barres se trouve situé en 34 un dispositif semblable à celai des fig: 1 et 20 La boite 1 du dispositif est rendue immobile au moyen des tringles 35 fixées aux oreil-
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les 30
Le ressort 36, lequel sert à ramener après chaque freinage les organes du frein dans leur position primitive, produit ici à chaque opération de rattrapage le déplacement des cavaliers 7 sur leur tige 4 respective.
Les figo 5 à 7 montrent une autre manière de placer le dispositif dans le cas d'un frein semblable au précédent.
Ce montage diffère du précédent en ce qu'il nécessite un seul dispositif au lieu de deux. En 32 est figuré à nouveau le cy- lindre du frein agissant sur l'un des deux leviers 33 réunis comme précédemment par une barre de même désignation. Les deux boîtes 1 et 2 du dispositif contenant leurs cavaliers 6 et 7 sont schématiquement représentées et l'on voit que la boite 1, au lieu d'être reliée rigidement au châssis, est reliée par l'intermédiaire de l'oreille 37 et de la barre 38 à celui des leviers 33 sur lequel le dispositif n'agit pas directement.
En d'autres termes, la boîte 2 est pivotée en 39 sur le levier 33 de gauche sur le dessin, tandis que la boite 1 est pivotée en 40 sur le levier de droite.
La fig. 5 montre ce dispositif au repos, la barre 4 occupant une certaine position par rapport au deux boîtes 1 et 2 et l'autre barre de la timonerie 41 ne différant en rien de sa disposition habituelle.
Au moment du freinage, les organes passent en premier lieu par la position représentée à la fig. 6. Les extrémités 39 et 40 des deux leviers 33 se rapprochent l'une de l'autre, ces leviers oscillant à cet effet autour des extrémités de la barre qui les relie, les deux boîtes 1 et 2 se séparent d'une quantité correspondante l'une de l'autre et, tandis que le ca- valier 7 maintient la boîte 2 et la tige 4 rigidement accou-
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plées, le cavalier 6 vient à rencontrer la butée 18 de la boi- te 1.
Si le frein considéré a trop de jeu et qu'un rattra- page est nécessaire, les deux leviers 33 continueront leur mouvement d'oscillation jusqu'à venir dans la position de la fig. 70 Les tcites 1 et 2 se seront séparées encore plus l'une de l'autre, le cavalier 6 s'étant à cet effet déplacé relati- vement à la barre 4.
La distance 42 de laquelle les boites 1 et 2 se seront séparées l'une de l'autre représente ici également une mesure du rattra.page à effectuer, mais non pas sur une seule des roues du véhicule, mais sur les deux groupes de roues commandés l'un par la barre 4, l'autre par la barre 41. Par la liaison provenant de la. barre 38, les jeux se sont additionnés dans le dispositif qui, lui-même, doit être prévu avec un ébat 43 du cavalier de rattrapage 6 correspondant au double jeu auto- risé entre chaque sabot et la roue correspondante.
Au moment du desserrage du frein lorsque les leviers 33 reviennent dans la position de la fig. 8, les deux boîtes 1 et 2 entrent de nouveau en contact l'une avec l'autre, le cavalier 6 ayant raccourci la barre 4 d'une quantité équiva- lente à la différence qu'il y a entre les longueurs 42 et 43.
Une autre manière d'utiliser un seul dispositif dans le cas d'un frein westinghouse, c'est-à-dire dans un cas semblable à celui des fig. 5 à 8, est représenté à la figo 9 Le dispositif constitué par les boîtes 1 et 2 est placé ici sur la barre de liaison entre les centres de rotation des le- viers 33.
cette barre étant divisée en deux pièces 44 et 45 et les cavaliers étant placés sur la pièce 44, tandis que la boite 2 du cavalier d'accouplement est solidaire de la pièce 450
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Alors que le pivot 46 du levier 33 de gauche sur le dessin est un point fixe, le pivot 47 du levier de droite se déplace lorsqu'on freine et cela sous l'influence de la poussée exercée par la tige de piston 48 commandée par le cylindre 32
Le levier 33 de droite est pivoté en 49 à la barre formée des pièces 44 45, tandis qu'en 50 est pivotée sur l'extrémité de ce levier opposée au pivot 47 l'une des barres 41 de la timonerie du frein.
Un levier auxiliaire 51 situé au repos approximativement parallèlement au levier 33 de droite, est relié d'une part au pivot 50 de ce levier par une biellette 52, d'autre part à la boîte 1 du dispositif par des biellettes 53 pivotées en 54, ce levier étant en outre pivoté en 55 sur le cylindre 320
Alors que la distance entre les pivots 50 et 56 de la biellette 52 est constante, la distance entre les pivots 47 et 55 ne l'est pas, puisqu'au moment du freinage le pivot 47 s'éloigne du cylindre 32, donc du pivot 55 Le freinage a donc pour effet d'écarter les extrémités 47 et 55 des leviers 33 et 51 l'une de l'autre, ces leviers formant alors un an- gle qui sera d'autant plus obtus que l'opération du:
freinage nécessite un mouvement d'une amplitude plus grande della tige de piston 48 Mais, l'amplitude de ce mouvement dépendant du jeu existant entre sabots de freins et jantes de roues, on peut dire également que cet angle sera d'autant plus obtus que ce jeu est plus grand.
Les pivots 47 et 55 s'éloignant l'un de l'autre, les pivots 49 et 54 s'éloigneront également et cela d'une quantité proportionnelle si l'on a soin de donner aux deux leviers con- sidérés des dimensions sinon égales, du moins proportionnelles.
Les boites 1 et 2, dont l'une est reliée au pivot 54
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et l'autre au pivot 49, s'éloigneront donc l'une de l'autre au moment du freinage et cela d'une quantité dépendant de la grandeur du déplacement des sabots, tandis qu'une fois le frei- nage terminée ces deux boites se rapprocheront l'une de l'autre de cette même quantité.,
Ce mouvement d'éloignement et de rapprochement des deux boîtes correspond à ce qui a déjà été décrit et aura pour effet final, si cet éloignement est supérieur au jeu autorisé au cavalier de rattrapage, un raccourcissement de l'ensemble formé par les pièces 44 et 45 Ce raccourcissement, qui rap- proche l'un de l'autre les points de pivotement centraux des deux leviers 33, produit en même temps un rapprochement des sabots de freins des jantes de leurs roues respectives.
En 57 est en outre prévu un accouplement dans le genre de celui de la barre 4. à l'oeillet 28 de la figo 1, permettant, en faisant tourner la barre dénommée ici 44, de rallonger l'ensemble 44, 45 lorsqu on remplace les sabots usés par des sabots neufs.
Enfin, selon la figo 10, on peut placer le dispositif dans un bogie sur la barre établissant la liaison entre les sabots de deux roues du bogieo Ces deux roues sont représen- tées en 58 et leurs sabots respectifs en 59 Une tige 41 de timonerie agit sur ces sabots par l'intermédiaire des leviers 60 et 61 accouplés entre eux par la barre en deux pièces 63 64 de la première desquelles la boite 2 du dispositif est solidaire, tandis que la boite 1 entoure le cavalier de rat- trapage situé, comme du reste le cavalier d'accouplement, sur la barre 640 Le pivot 65 du levier 61 est fixe et il est facile de se rendre compte du fonctionnement du frein lorsqu'un ef- fort de traction est exercé dans le sens de la flèche 66 sur la barre de timonerie 4,
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Un levier auxiliaire 67 est également prévu, dont une extrémité 68 est pivotée à un organe 69 fixe du châssis dont le centre 70 est relié par une biellette au point de pivote- ment 71 du sabot 59 sur le levier 60 et dont l'extrémité li- bre 72 est reliée par une autre biellette 73 à la boîte i du. dispositif
Au moment du freinage, c'est-à-dire lorsqu'on tire dans le sens de la flèche 66 sur la barre 41, le levier 60 pivote dans le sens des aiguilles d'une montre autour du point 71 qui se déplace légèrement vers la droite sur le dessin, jusqu'à ce que le sabot 59 soit appliqué contre la jante de la roue.
Il y a traction sur la barre 63, 64 dans la direc- tion de la flèche 74, de sorte que la boite 2 du dispositif aura tendance à se déplacer dans ce sens, tandis que le dépla- cement du sabot 59 et l'entraînement par lui du pivot 70 du levier auxiliaire 67 produisent un déplacement de la boîte 1 du dispositif dans le sens inverse de celui de la flèche 740
Les deux boîtes du dispositif s'écartent de nouveau l'une de l'autre et cela d'une quantité qui est évidemment en proportion avec le chemin qu'on du parcourir les sabots pour effectuer le freinage si l'on a eu soin de choisir les leviers 60. et 67, sinon égaux, du moins proportionnels.
Le freinage étant terminé, il se poduit les mouve- ments inverses et les boîtes 1 et 2 se rapprochent l'une de l'autre, raccourcissant la longueur de la barre 63,64 si leur précédent éloignement a dépassé par suite de l'usure des sabots, l'amplitude fixée par le jeu que l'on veut autoriser à ces derniers.
Le dispositif décrit en référence aux figo 1 et 2 du dessin est constitué comme un tout contenant aussi bien les
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organes de rattrapage que les organes d'accouplement. Cette manière de procéder est aussi la plus simple. Toutefois, rien ne s'oppose à ce que l'on sépare ces organes dont l'activi- té est différente. On pourrait par exemple dans le montage selon les fig. 3 et 4, disposer un organe d'accouplement, c'est-à-dire une boite 2, avec son cavalier 7, sur la barre reliant les deux leviers 33 et ne placer aux deux points 34 qu'un organe de rattrapage, c'est-à-dire à chacun de ces deux endroits une boîte 1 avec un cavalier 6.
Les fig. 11 et 12 représentent un dispositif abso- lument semblable au précédent, mais plus particulièrement applicable aux véhicules automobiles.
L'effort de freinage est transmis par l'intermédiaire de la boîte 75 au cavalier 76 et9 de là, à la barre 77 qui le transmet aux organes de freinage, cette barre étant munie d'un filetage en dents de scie analogue à celui déjà décrito Le cavalier 76 constitue le cavalier d'accouplement devant lequel est placé le cavalier de rattrapge 78 et cela dans la seconde boîte 79. Les deux cavaliers ainsi que les deux boîtes sont constitués de la manière précédemment décrite.
Seul l'accouplement de la boite 75 avec les organes de com- mande et la fixation de la boîte 79 sont un peu différents.
L'accouplement de la boîte 75 avec les organes de commande se fait par l'intermédiaire d'une partie filetée 80 et la fixation de la boîte 79 par l'intermédiaire de vis 81. En- fin, des goupilles 82 empêchent ici également toute rotation des cavaliers.
Un ressort 83 entoure tout le dispositif et a pour but d'attirer les deux boites 75 et 79 l'une dans l'antres Ce ressort est vissé sur la surface extérieure de la boîte 79
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et agit sur la botte 75 par l'intermédiaire de la surface co- nique 84 de cette dernière. Cette disposition présente l'avan- tage de permettre le remplacement immédiat'du ressort qui res- te toujours visibleo
Le dispositif dont le montage est représenté à la fig. 12 fonctionne exactement comme le précédent, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'en faire la description complète.
:Par la pédale de frein 85, on transmet l'effort de freinage à la tringle 86, laquelle le transmet par l'intermé- diaire du dispositif, de la tringle 87, du levier 88, de 90 l'arbre 89, etco, aux pièces de timonerie/agissant elles- mêmes sur les freins. Les cavaliers d'accouplement et de rat- trappage agissent de la façon déjà décrite et lorsqu'on aban- donne à elle-même la pédale 85, les différents organes sont rappelés dans leur position primitive par l'effet du ressort 83. Il est évident que l'on pourrait supprimer ce ressort, à la condition que la pédale elle-même soit munie d'un ressort correspondant.
Il est à remarquer que dans l'exemple représenté, la boite 79 au lieu d'être fixée au châssis de la machine, est réunie avec l'arbre 89 par l'intermédiaire de tringles 91.
Par ce fait, les mouvements relatifs entre le châssis et la timonerie, mouvements provenant de l'élasticité de la suspen- sion du véhicule, sont sans influence aucune sur l'exactitude du rattrapée opéré par le dispositif. Si, en outre, une dé- formation quelconque de l'arbre 88 vient à se produire, cette déformation est également sans influence. Il est évident que ce mode de fixation peut être appliqué aussi au dispositif décrit en premier lieu, de même que dans le cas présent on pourrait remplacer l'accouplement à oeillet 92 par un accou-
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plement dans le genre de celui de la fig. 1.
Il est évident que, quoi que les exemples décrits se rapportent au freinage du véhicule, le dispositif selon l'in- vention peut être utilisé partout où un rattrapage de jeu doit être effectué sur des organes appelés à transmettre un effort de traction.
Le dispositif peut du reste également bien rattraper les jeux dans le cas d'efforts de compression. Il suffit pour cela de le modifier, sa construction en devenant un peu plus compliquée.
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Automatic slack adjustment device for brake linkage, in particular of railway vehicles
Various devices are already known, the purpose of which is to automatically take up the play that occurs as a result of the wear of the brake shoes or bands, the elongation of
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wheelhouse components, etc.
Such devices are actuated for example by the energy coming from the suction of gases by a combustion engine. The use of such devices is naturally limited only to motor vehicles.
Other known devices used on railway vehicles are, on the other hand, entirely mechanical, but have the disadvantage of having a large number of springs, which is hardly favorable to a function. - absolutely sure of the device.
Finally, there are, among the known devices, mechanisms in which the latitude for retrofitting is too limited for the use for which the device is intended.
The device according to the invention, which is placed like the known devices on a member of the wheelhouse and which. comprises, among other things, pawls constituted by jumpers capable of moving in one direction only on a threaded bar of this linkage, furthermore has the advantage of eliminating absolutely the faults mentioned above.
This device is a purely mechanical device working independently of the engine, that is to say capable of being placed on any vehicle and in particular on railway vehicles.
It does not have any spring that plays an important role and on which operating safety could depend.
Finally, he is likely to instantly catch up with any game, regardless of its order of magnitude.
This device is characterized by two jumpers each con- stituted by a nut in several parts joined between
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they by an elastic member and whose conical outer surface produces, under the effect of a tensile force, the coupling of the threaded bar with the members with which it is intended to cooperate, each rider being able to move between two stops, one of which is conical, the distance between the stops of one of the jumpers, called catching, determining the allowable play of the brake components, the distance between the stops of the other jumper, known as coupling,
being just sufficient to release this jumper from the thread of the bar which carries it and these latter stops being integral with the members with which the bar cooperates.
The appended drawing shows by way of example several embodiments of a device according to the invention:
Fig. 1 shows in longitudinal section a device intended for a railway vehicle.
Fig. 2 corresponds to section II-II of fig.1.
Figs. 3 and 4 show in side view and in section a railroad vehicle frame, with compressed air brake and play take-up device according to figs 1 and 2.
Figs. 5 to 10 show three different ways of placing the device on the linkage of a brake.
Fig. 11 shows in longitudinal section a device intended for a motor vehicle.
Figo 12 schematically shows the operation of the device of fig. 90
The device according to fig. 1 and 2 comprises two boxes 1 and 2 comprising the stops, one, 1, of these boxes being able to be immobilized by means of two eyes 3, while the other, 2, connected to the wheelhouse bar , on the control side, transmits the braking force to the
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wheelhouse 4.
The control devices can be connected to the box 2 via the eyelet 5.
In each of the boxes there is a jumper 6 respo 7 which can be called the first, 6, catching jumper, and the second, 7, coupling jumper, according to the uses for which they are intended. Each rider constitutes, in short, a nut in four parts, such as for example 8, 9, 10, 11 and the tapping of which corresponds to the thread 12 of the bar 4 in an uneven profile, that is to say in shape. of sawtooth. Thanks to this sawtooth shape of the threads used, the two jumpers can move on the bar 4 in the direction of the arrow 13 only.
To allow this movement, the parts or segments such as 8, 9, 10, 11, constituting the jumpers, are held together by means of a circular spring located in corresponding millings 14 resp. 16 of the two riders.
The stops between which the two riders are capable of moving are of two kinds: they are conical similar to the corresponding surface of the riders in 16 and 17 and similarly flat to the corresponding base of the riders in 18 and 19.
It emerges without further from the drawing that a traction exerted on the device wedges the jumpers in the conical parts 16 and 17, which has the result of pressing them strongly against the thread of the bar 4, which is thus firmly coupled to the boxes and cannot escape from them in the direction of arrow 13.
We also see without further that the bar 4 can on the other hand be advanced in the opposite direction of that of the arrow #
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13 the riders then leaving their contact with the conical surfaces 16 and 17 to follow said bar 4 and then open as the latter advances, so as to jump step by step from one thread to the other of the thread 12. This takes place as soon as the jumpers meet the stops 18 and 19.
Finally, the drawing shows that the movement authorized for the take-up jumper 6 between the stops 16 and 18 is greater than that authorized for the coupling jumper 7 between the stops 17 and 19. As will emerge from what follows, the movement authorized of the take-up jumper 6 determines the authorized play of the braking members, while the movement required for the coupling jumper 7 must be just sufficient to allow the latter to open when the bar 4 passes.
The box 2 ends with a hollow cylindrical body 2o and partially penetrates at 21 into the box 1, all with the aim of constantly protecting the thread 12 while the bar 4 performs its movements or that the two boxes move relatively to one another. For the. same reason, box 1 ends with a tubular part 22.
Let us now suppose that the device described carries out a catching-up:
In order to brake, traction is exerted on the gearbox 2, in the direction of arrow 23, this traction is transmitted to the bar 4, to the other members of the linkage and finally to the brake shoes, the all via the coupling jumper 7, by which the gearbox ± is rigidly coupled to the bar 4.
The entire device therefore moves in the direction of the
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arrow 23. with the exception of box 1 which is fixed.
By construction, the whole is designed in such a way that for a brake not requiring adjustment, the braking does not require a movement greater than that of the movement authorized by the adjustment rider 6 in its box 1.
But since we are assuming that this is a brake requiring correction, it is clear that the displacement of the device will be greater, so that the box 2, the coupling jumper 7 and the bar 4 will continue to move. move after the rattragge rider 6 has encountered the stop 18. This rider is therefore obliged to jump from net to net over the bar whose movement continues, the relative movement of the rider and the bar being determined by the difference between the movement actually necessary for braking and the movement theoretically necessary when the brake is correctly adjusted. This relative movement is a measure of the extent of the catching required.
This measure determines the. length of which the bar 4 must be shortened, that is to say retained in its return movement when the brake is released.
In fact, when the brake is released, the bar 4 can only retreat by a length corresponding to the movement authorized for the take-up rider 6, because as soon as the latter comes to be applied against the c8ne 16, any movement of the bar 4 in the direction of arrow 13 is immediately rendered impossible o
But when the correction jumper firmly connects bar 4 and box 1, there remains between boxes 1 and 2 a space equivalent to the size of the catch-up If at this moment the components which produced the braking by the 'in
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middle of box 2 return to their original position, it is obvious that box 2 will do the same and will come to be placed right against box 1,
while the coupling jumper 7 moves by a corresponding amount on the thread 12 This operation amounts to shortening the linkage, in this case the bar 4 'by an amount corresponding to the catch measurement previously expressed.
Thus, and in one operation, the play of the brake has been taken up, whatever its size and by means of components which, independently of any external influence, present absolute safety. Indeed, if even for one reason or another the springs holding the segments of jumpers 6 and 7 together were to be ineffective, at least three of the segments of the jumpers would be driven by the bar and would produce the coupling without a hitch. longed for.
It should also be noted that the form of spring chosen, that is to say the small coil spring wound in the form of a ring, is one of the most favorable from the safety point of view and that, on the other hand , riders can only move in their box in a space that is just necessary and sufficient for their work.
To ensure this, the shoe segments are fitted with side screws 24, the height of the heads of which fills the space inevitably produced by the kerf during the manufacture of the jumper. Thus, any play between the segments of jumpers is removed and it is impossible that these four segments 8,, 10, 11 are placed against each other and thus between the first and the last, there is a difference in position in the axial direction from the slope of the thread.
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In addition, at least one of the segments of each rider, in other words each rider, is secured against possible rotational movement around the bar 4, for example by means of a countersink 25 and d '' a pin such as 26 or 27.This has the further advantage when replacing worn brake shoes with new brake shoes, allowing the return to its original position of the bar 4 by simple rotation of the latter which, thus, unscrews inside the riders who, for their part, are prevented from turning
Fig. 1 also shows how the.
bar 4 is connected to eyelet 28 itself intended to be connected to the rest of the wheelhouse o This connection is such that bar 4 can turn precisely on its axis in order to allow it to be unscrewed and brought back to its position primitive without having to dismantle anything from the device.
On the bar 4 is fixed for this purpose a ring 29 which transmits the tensile force to the eyelet 28 by means of a sleeve 30.
To facilitate the movement of the jumpers along the thread 12 and to avoid the production of metal particles liable to interfere with the correct functioning of the device, it is advisable to cut the sharp edges of the threads 12, for example by passing the bar. quickly on the turn.
Figs. 3 and 4 show an example of use of the device with a Westinghouse brake. To the frame 31 of the wagon is fixed the brake cylinder 32 acting on one of the two levers 33 to which the linkage bars 4 are attached.
On each of these bars is located at 34 a device similar to that of figs: 1 and 20 The box 1 of the device is made stationary by means of rods 35 fixed to the oreil-
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the 30
The spring 36, which is used to return the brake components to their original position after each braking, here produces, at each catching operation, the movement of the jumpers 7 on their respective rods 4.
Figures 5 to 7 show another way of placing the device in the case of a brake similar to the previous one.
This assembly differs from the previous one in that it requires a single device instead of two. At 32 is shown again the brake cylinder acting on one of the two levers 33 joined as previously by a bar of the same designation. The two boxes 1 and 2 of the device containing their jumpers 6 and 7 are schematically represented and it can be seen that the box 1, instead of being rigidly connected to the frame, is connected by means of the lug 37 and of the bar 38 to that of the levers 33 on which the device does not act directly.
In other words, box 2 is rotated at 39 on the left lever 33 in the drawing, while box 1 is rotated at 40 on the right lever.
Fig. 5 shows this device at rest, the bar 4 occupying a certain position relative to the two boxes 1 and 2 and the other bar of the wheelhouse 41 not differing in any way from its usual arrangement.
When braking, the components first pass through the position shown in FIG. 6. The ends 39 and 40 of the two levers 33 approach each other, these levers oscillating for this purpose around the ends of the bar which connects them, the two boxes 1 and 2 separate by a corresponding amount. one of the other and, while the cavalry 7 holds the box 2 and the rod 4 rigidly coupled
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folded, the jumper 6 comes to meet the stop 18 of the box 1.
If the brake in question has too much play and a catch-up is necessary, the two levers 33 will continue their oscillating movement until they come to the position of FIG. 70 The tcites 1 and 2 will have separated even more from each other, the rider 6 having moved for this purpose relative to the bar 4.
The distance 42 by which the boxes 1 and 2 will have separated from each other represents here also a measurement of the catch-up to be carried out, but not on only one of the wheels of the vehicle, but on the two groups of wheels. one controlled by the bar 4, the other by the bar 41. By the link coming from the. bar 38, the clearances are added in the device which, itself, must be provided with a bearing 43 of the catch-up rider 6 corresponding to the double clearance authorized between each shoe and the corresponding wheel.
When the brake is released when the levers 33 return to the position of fig. 8, the two boxes 1 and 2 again come into contact with each other, the jumper 6 having shortened the bar 4 by an amount equivalent to the difference between the lengths 42 and 43 .
Another way of using a single device in the case of a westinghouse brake, that is to say in a case similar to that of FIGS. 5 to 8, is shown in fig. 9 The device constituted by boxes 1 and 2 is placed here on the connecting bar between the centers of rotation of the levers 33.
this bar being divided into two parts 44 and 45 and the jumpers being placed on part 44, while box 2 of the coupling jumper is integral with part 450
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While the pivot 46 of the left lever 33 in the drawing is a fixed point, the pivot 47 of the right lever moves when braking and this under the influence of the thrust exerted by the piston rod 48 controlled by the cylinder 32
The right-hand lever 33 is pivoted at 49 to the bar formed by parts 44 45, while at 50 is pivoted on the end of this lever opposite the pivot 47 one of the bars 41 of the brake linkage.
An auxiliary lever 51 located at rest approximately parallel to the right-hand lever 33, is connected on the one hand to the pivot 50 of this lever by a link 52, on the other hand to the box 1 of the device by links 53 pivoted at 54, this lever being further pivoted at 55 on cylinder 320
While the distance between the pivots 50 and 56 of the connecting rod 52 is constant, the distance between the pivots 47 and 55 is not, since when braking the pivot 47 moves away from the cylinder 32, therefore from the pivot 55 Braking therefore has the effect of moving the ends 47 and 55 of the levers 33 and 51 away from each other, these levers then forming an angle which will be all the more obtuse than the operation of:
braking requires a movement of a greater amplitude of the piston rod 48 But, the amplitude of this movement depending on the clearance existing between the brake shoes and the wheel rims, it can also be said that this angle will be all the more obtuse as this game is bigger.
The pivots 47 and 55 moving away from each other, the pivots 49 and 54 will also move away and this by a proportional amount if care is taken to give the two levers considered otherwise equal dimensions. , at least proportional.
Boxes 1 and 2, one of which is connected to pivot 54
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and the other at the pivot 49, will therefore move away from each other when braking and this by an amount depending on the magnitude of the displacement of the shoes, while once the braking is completed these two boxes will approach each other by this same quantity.,
This movement of moving away and bringing together the two boxes corresponds to what has already been described and will have the final effect, if this distance is greater than the clearance authorized for the take-up rider, a shortening of the assembly formed by the parts 44 and 45 This shortening, which brings the central pivot points of the two levers 33 closer together, at the same time brings the brake shoes of the rims of their respective wheels closer together.
At 57 is further provided a coupling similar to that of the bar 4 to the eyelet 28 of FIG 1, allowing, by rotating the bar referred to here 44, to lengthen the assembly 44, 45 when replacing hooves worn by new hooves.
Finally, according to figo 10, the device can be placed in a bogie on the bar establishing the connection between the shoes of two wheels of the bogieo These two wheels are represented at 58 and their respective shoes at 59 A linkage rod 41 acts on these shoes by means of the levers 60 and 61 coupled together by the two-piece bar 63 64 of the first of which the box 2 of the device is integral, while the box 1 surrounds the catch-up jumper located, as moreover, the coupling jumper, on the bar 640 The pivot 65 of the lever 61 is fixed and it is easy to see the operation of the brake when a traction force is exerted in the direction of arrow 66 on the wheelhouse bar 4,
1
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An auxiliary lever 67 is also provided, one end 68 of which is pivoted to a fixed member 69 of the frame, the center of which 70 is connected by a link to the pivot point 71 of the shoe 59 on the lever 60 and the end of which li - bre 72 is connected by another link 73 to the box i of. device
When braking, i.e. when pulling in the direction of arrow 66 on bar 41, lever 60 rotates clockwise around point 71 which moves slightly towards to the right in the drawing, until shoe 59 is pressed against the rim of the wheel.
There is traction on the bar 63, 64 in the direction of the arrow 74, so that the box 2 of the device will tend to move in this direction, while the movement of the shoe 59 and the drive by him of the pivot 70 of the auxiliary lever 67 produce a displacement of the box 1 of the device in the opposite direction to that of the arrow 740
The two boxes of the device move away from each other again and this by an amount which is obviously in proportion to the path that the shoes had to travel to perform the braking if care was taken to choose levers 60. and 67, if not equal, at least proportional.
The braking being completed, the reverse movements occur and the boxes 1 and 2 move closer to each other, shortening the length of the bar 63.64 if their previous distance has exceeded due to wear. hooves, the amplitude set by the clearance that we want to allow them.
The device described with reference to figs 1 and 2 of the drawing is constituted as a whole containing both the
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take-up members as the coupling members. This way of proceeding is also the simplest. However, there is nothing to prevent the separation of these organs whose activity is different. One could for example in the assembly according to FIGS. 3 and 4, have a coupling member, that is to say a box 2, with its jumper 7, on the bar connecting the two levers 33 and only place at two points 34 a take-up member, c 'that is to say in each of these two places a box 1 with a jumper 6.
Figs. 11 and 12 show a device that is absolutely similar to the previous one, but more particularly applicable to motor vehicles.
The braking force is transmitted via the box 75 to the jumper 76 and 9 from there to the bar 77 which transmits it to the braking members, this bar being provided with a sawtooth thread similar to that already The rider 76 constitutes the coupling rider in front of which is placed the catch-up rider 78 and that in the second box 79. The two riders as well as the two boxes are made in the manner previously described.
Only the coupling of the gearbox 75 with the control members and the fixing of the gearbox 79 are a little different.
The coupling of the box 75 with the control members takes place by means of a threaded part 80 and the fixing of the box 79 by means of screws 81. Finally, pins 82 here also prevent any rotation of jumpers.
A spring 83 surrounds the entire device and aims to attract the two boxes 75 and 79 one in the other This spring is screwed on the outer surface of the box 79
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and acts on the boot 75 via the conical surface 84 of the latter. This arrangement has the advantage of allowing the immediate replacement of the spring which always remains visible.
The device, the assembly of which is shown in FIG. 12 works exactly like the previous one, so it is not necessary to describe it fully.
: By the brake pedal 85, the braking force is transmitted to the rod 86, which transmits it by means of the device, the rod 87, the lever 88, the shaft 89, etc. linkage parts / themselves acting on the brakes. The coupling and catching jumpers act in the manner already described and when the pedal 85 is left to itself, the various components are returned to their original position by the effect of the spring 83. It is obvious that one could eliminate this spring, on condition that the pedal itself is provided with a corresponding spring.
It should be noted that in the example shown, the box 79 instead of being fixed to the frame of the machine, is joined with the shaft 89 by means of rods 91.
As a result, the relative movements between the chassis and the linkage, movements resulting from the elasticity of the vehicle suspension, have no influence whatsoever on the accuracy of the catching effected by the device. If, furthermore, any deformation of the shaft 88 occurs, this deformation is also without influence. It is obvious that this method of fixing can also be applied to the device described in the first place, just as in the present case one could replace the eyelet coupling 92 by a coupling.
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plement like that of FIG. 1.
It is obvious that, whatever the examples described relate to the braking of the vehicle, the device according to the invention can be used anywhere where play must be taken up on members called upon to transmit a traction force.
The device can moreover also take up the play well in the case of compression forces. You just have to modify it, its construction becoming a little more complicated.