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FREIN DE VOIE POUR CHEMINS DE FER.
L'invention concerne les freins de voie pour chemins , de fer, appareils qui ont pour but, comne on le sait,de ralentir la vitesse des wagons en certains points de leur parcours, notam- ment dans les gares de triage, et qui comportent à cet effet, un sabot d'enrayage sur lequel monte une roue qui entraine ce sabot en patinant sur le rail; après un certain parcours, le sa- bot est automatiquement écarté du rail, puis en restant écarté, il revient en arrière à sa position initiale, soit hors du ail, un soit survie rail prêt à/nouveau freinage.
Le sabot est généralement guidé par une barre ou tringle sur laquelle il coulisse en comprimant des ressorts de rappel dont la détente produit le retour de ce sabot ; cette tringle de guidage est éloignéecdu rail au moment voulu et se rapproche en- suite.
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Il est connu d'actionner le système de guidage du sabot au moyen d'un moteur qui peut être commandé électriquement, aussi bien pour la mise aU rail du sabo,t que pour son éloignement, par des commutateurs manoeuvrés par le sabot lui-même.lorsque celui- ci se déplace.
La présente invention a pour objet un nouvel appareil de ce genre de disposition très simple, pouvant être établi économique- ment sous une forme robuste, et présentant une sureté absolue de fonctionnement. L'appareil est assuré de manière certaine, soit dans -la position sabot sur le rail, soit sabot écarté; mais il ne peut' s'arrêter à aucune position intermédiaire. De plus, il est applica- ble sans aucun risque aux wagons à gabarit très surbaissé. Enfin, il fonctionne automatiquement avec un nombre d'appareils électriques 'de commande moindre que dans les sytèmes existants.
L'appareil est caractérisé par ce fait que la barre ou tringle de guidage est reliée à des points d'articulation fixes par un jeu de leviers ou biellettes, de sorte qu'elle se déplace parallèlement au rail. Dans la forme d'exécution adoptée de préférence la dite barre est' reliée aux points fixes par des leviers coudés, reliés entre eux par une barre d'accouplement parallèle à la barre de gui- dage, de sorte que l'ensemble forme un parallélogramme articulé.
Grâce à cette disposition, le guide du sabot peut être comman- dé de n'importe quel point, soit en agissant sur le guide, soit sur la tringlerie,,de telle sorte que le rejet du sabot, en fin de cour- se hors du rail, par le coin d'évitement ou pointe d'effacement sous l'effet de la poussée de la roue freinée, éloigne le système de gui- dage de la voie de la même manière que lorsque cet éloignement est provoqué par l'action du moteur. Conformément à l'invention, le ré- sultat ci-dessus est réalisé très avantageusement en attelant le sys- tème de guidage à un moteur spécial qui permet le mouvement réversi- ble et de plus, est stabilise dans chacune de ses positions extrêmes.
L'invention'est donc caractérisée par l'application pour la commande du système de guidage d'un moteur du type dit "talonnable" ordinaire-
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ment utilisé pour lès aiguilles talonnalbes et renversables qui comprend un système basculeur grâce auquel lè-bras de commande du moteur 'ne peut s'immobiliser qu'à l'une ou 1 'autre. 'de'ses deux positions extrêmes; il est alors inutile de commander électrique.. ment le retrait du guide du sabot hors'du rail lors du fonction- nement du freinage.
Cette commande ne sert plus qu'à retirer de. la Voie,le sabot. qui' s'y trouve, si, l'on ne désire plus l'y laisser,,
L'appareil peut alors fonctionner automatiquement d'une ma- nière très simple à l'aide d'un seul commutateur actionné par le. sa- -bot dans son retour e,t' produisant la remise au rail, '
Un autre perfectionnement de l'invention consiste à tempori- ser le rétablissement des contacts-dû moteur pour:qu'il ne commande le retour du sabot au rail qu'un temps détermine après son renverse** ment mécanique provoqué par l'éloignement Du sabot par la roue pré- cédèmment freinée, c'est-à-dire juste à l'instant où il estrevenu au bout de son guide.
Par ce perfectionnement le, commutateur. du re- tour peut être supprimé. ' '
L'invention comprend encore un,autre perfectionnement con- ,sistant à constituer le guide du sabot par un tube ouvert latérale- ment dans lequel glisse intérieurement un porte-sabot cylindrique; ! les ressorts de rappel sont aussi logés dans ce tube.
L'invention comprend encore a) différents modes de réalisation de la table de freinage; b) la réalisation des moyens de liaison entre la,.table de freinage et les éléments'du frein proprement dit; : ' c) la mise en oeuvre de dispositifs d'amortissement des chocs; la constitution particulière du porte=sabot en vue notamment: -1 de l'allègement, du remplacement facile et à faible prix de pièces d'usure, -2 d'éviter l'engagement-entre la roue-et les plaques de garde de l'essieu du véhicule; -3 de. dégager, autant que possible le gabarit
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d) une disposition telle que le porte-sabot puisse pren. dre des inclinaisons différentes par rapport à la voie suivant sa distance au rail.
A cet effet, il est prévu des tôles de remontée sur lesquelles le sabot prend appui dans sa position écartée. Ces tôles peuvent être articulées sur charnières permettant la visite du ballast, ces charnières étant ajustables pour régler la hauteur des toles en fonction de l'usure de la table de ,freinage; e)¯ la présence'd'un plan incliné faisant suite à la poin- te d'effacement du sabot, permettant à celui-ci, par la possibilité de Mouvement vers le bas, de se dégager des pièces anormalement basses des véhicules au voisinage des roues;
f) La commande du commutateur par une pièce basculante, de profil convenable, prenant appui sur le sabot pendant toute sa course, ce profil étant déterminé pour réaliser la commande de re- trait.du sabot, non seulement dans la zone normale d'effacement, mais, encore lorsqu'il y a entraînement au-delà de cette zone et é- galement lorsque le sabot est soulevé par une roue contre laquelle il a pu s'appliquer lors d'une mise au rail; g) l'utilisation d'un commutateur à rupture brusque à ac- tion continue; h) la disposition de commande de plusieurs freins par un même moteur, frein placés par exemple sur les branches différentes d'un.aiguillage.
La description se rapporte, à titre d'exemple seulement, au dessin annexé.
Ce dessin comporte : fig.l - une vue schématique' en plan de l'appareil, sabot mis au rail.
Fig.2 - une vue schématique partielle en plan, sabot écar- té.
Fig.3 - une coupe perpendiculaire à l'axe de la voie sui- vant III-III de la fig.2.
Les fig. 4, 5 et 6 sont des coupes perpendiculaires à l'axe de la voie suivant IV-IV, V-V, VI-VI, de la fig. 1.
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Les fig.7 et 8, sont des coupes du rail de freinages
Les fig. 9 et 10 sont des détails respectivement en perspec- tive et en conpehorizontale partielle de l'ensemble prote-sabot- sabot.
La fig.ll est une vue schématique du système de commande électrique. les fig.12 et 13 sont des schémas électriques-dans le cas d'un frein simple avec moteur triphasé et d'un frein double placé ' par exemple sur les deux branches d'un aiguillage.
En se reportant au dessin, on voit que l'appareil comprend un sabot d'enrayage 1 qui fait corps avec un patin 2, destiné à glisser sur l'un des rails de la voie dechemin defer etun rail de renforcement 4 accolé au précédent dans la zone de freinage. Ce patin est relié à un chariot 5 guidé dans un long tube 6 qui s'é- tend tout 'le long de la zone de freinage et est prolongé en 7 de manière à pouvoir loger le ressort de compression 8 disposé à l'in- térieur du tube, servant à produire le retour du sabot.
Le tube 6 est fendu suivant une génératrice fig.3 pour permettre le passage de la pièce de liaison ou porte-sabot 9, cette fente étant assez large pour permettre un déplacement angulaire de la pièce 9 cor- respondant aux mouvements du sabot au-dessous et au-dessus du rail. '
Le tube 6 est porté par une série de leviers coudés 10 tour** nant sur des axes fixes ¯11,ce'qui lui permet de s'écarter du rail 3 en lui restant constamment parallèle. A cet effet, le tube est articulé sur l'extrémité 12'de chaque levier 10 alors què l'autre extrémité 13 est articulée'sur une barre d'accouplement 14, de sorte que l'ensemble, du tube 6 de la barre 14 et des leviers 10 forme parallèlogramme articulé.
Cette disposition permettant de porter le guide en plusieurs points rend possible 1'utilisation de tubes guides de petite section, tout en donnant à l'ensemble une grande rigidité,
Une bielle 15 reliée au bras 16 d'un moteur 17 est attelée à la barre 14 en 18. Ce moteur est d'un. type dit "talonnalbe" habiw.
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tuellement utilisé pour la commande des aiguilles de voies ferrées.
Ce moteur comporte un système basculeur qui ne peut s'immobiliser que dans ses positions extrêmes, tel que celui qui fait l'objet du brevet français n 679.825 du 22 Décembre 1928. Aux deux posi- tions du moteur de commande correspondant respectivement : une po- sition "écarté" du sabot de freinage, comme il est représenté no- tamment fig.3 et une position "mis au rail" du sabot, suivant fig.4
Dans la position "mis au rail" le sabot repose par son pa- tin directement sur le rail dans toutes les positions correspondant à la course de freinage. Dans la position "écarté, le sabot repose par son patin sur un fer de glissement 19'qui s'étend sur toute la partie de sa course entre sa position initiale et la pointe d'effa- cement 20.
Pendant le passage de la position "écarté" à la position "mis au rail" ou réciproquement, -le patin du sabot prend appui sur des tôles de remontée 21. Le fer de glissement 19 est situé à un niveau inférieur à celui de la table de glissement du sabot; au mouvement d'écartement du sabot correspond donc 'un abaissement du sabot qui pivote autour de l'axe du tube de guidage et se dégage par conséquent au-dessous d'un gabarit très bas 22 dont il épouse la forme.
Le fonctionnement est alors le suivant: Si l'on commande le moteur de façon à mettre le sabot au rail, la roue du wagon à frei- ner rencontre le sabot 1 et l'entraine, ce qui produit le freinage Au droit de la pointe d'effacement 20 des galets 23 23a, portés par le porte-sabot,9 viennent au contact de la partie inclinée qui agit alors comme un coin et écartant le sabot du rail, le patin glisse alors sur des tôles 24 et réagit sur le tube guide qui est renvoyé mécaniquement enposition "écarté" ; dès que la moitié de la course a eu-lieu, le basculeur du moteur intervient d'ailleurs pour provo- - quer très rapidement tres rapidement la fin du mouvement.
Le sabot est donc alors franchement écarté du rail pendant tout son mouve- ment de retour; celui-ci se produit par la détente du ressort 8 il a d'abord lieu avec glissement du patin sur les tôles 24 puis
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sur les fers de glissement 19 dès que.le sabot peut retomber sur ceux-ci, le mouvement a done lieu en majeure partie dans la posi- tion basse où la possibilité de contact avec les roues d'autres essieux est aussi réduite que possible.
Dans la position représentée fig.5 où le sabot repose sur les tôles 24 il est ,possible que des pièces très basses des véhi- cules puissent entrer en contact avec le sabot et entraîner celui- ci, Pour éviter,les inconvénients qui en résulteraient, les tôles 24 sont prolongées par un plan incliné 25 qui s'abaisse sous le ni- veau du. rail fig.6. Dans la suite du mouvement', le sabot entrainé, prenant appui sur ie plan incliné pivote autour de l'axe du tube gui- de et descend progressivement jusqu'à ce que son contact avec les pièces basses .du véhicule soit rompu, permettant alors l'action du ressort B.
Le rail de freinage peut être constitué par deux rails acco- lés suivant fig.l à fig.6, si les rails sont du type Vignole, les pa- tins peuvent être rabotés de façon que leurs champignons soient join tifs. Pour que la table ainsi constituée présente le maximum de tenue à l'usure, il y a intérêt à ce qu'elle soit disposée parallèlement à la jante des roues, c'est-à-dire, en.général, inclinée à 1/20 sur l'horizontale.
Les deux rails peuvent être avantageusement remplacés par un seul rail à champignon élargi, comme .représenté fig.7. Il est possi- ble, dans ce cas, de constituer,la table de freinage par une 'pièce d'usure 3a pouvant être en métal particulièrement traité pour sa fonction de pièce de frottement et facilement remplaçable sans dé- montage du reste de l'appareil (fig.8) Les pièces 3a et 3 sont re- liées ensemble par. un moyen convenable: vis, rivets, clavettes, sou- dure, queue d'aronde etc...
Une liaison stable et rigide¯est obtenue entre la table de freinage et les organes guides du sabot-par l'utilisatio.n de cous sinets 26 boulonnés d'une part sur. le'rail,' d'autre 'part sur lés sup- ports 27 des leviers 10 qui soutiennent à leur tour le tube guide'µ..
Les coussinets 26 sont tire-donnés sur les traverses.
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Des pièces élastiques sont interposées entre certaine élé- ments du mécanisme de faon à limiter les efforts dûa notamment aux réactions d'inertie pendant la prise de contact et le freinage des wagons. Ainsi la liaison entre chaque support 28 du tube 6 et le le- vier coudé 10 correspondant est réalisée à l'aide d'une masse de ca- outchouc 29 ou corps analogue,(fig.3). De cette façon les violentes accélérations transversales imposées par les véhicules au sabot et au porte-sabot ne sont transmises qu'avec amortissement aux supports 27, aux leviers 10, aux barres d'accouplement 14 et 16 et au moteur de commande.
Des dispositions analogues sont appliquées au chariot (fig.9 et 10).En effet, dans la forme d'exécution représentée sur ces deux figures, le porte-sabot est constitué par une plaque support 9 soudée à un tube 30. Le chariot, ou partie coulissante dans le tube guide 6, est constitué par une tige 31, des frotteurs 32, 32a et les embouts 33, 33a. Entre le porte-sabot et le chariot sont interposées des mas- ses de caoutchouc 34, 34a. Toute accélération imprimée à la plaque 9 n'est donc transmise aux frotteurs 32, 32a qu'avec l'amortissement proouré par les pièces 34, 34a,
Une accélération négative violente est également imprimée au chariot lorsqu'il revient, sous l'influence de ses rassort@ de renvoi, à sa position de départ.
Pour amortir le choc au moment de l'arrêt de ce chariot, une rondelle de caoutchouc 35 (fig.10) est interposée entre le tube 30 et les pièces 32a, 33a. Lorsque l'embout 33a rencon- tre les pièces d'arrêt, la rondelle 35 s'écrase et amortit le choc dû à l'énergie vive du support 9-30. Un moyen d'amortissement analogue est prévu sur la pièce d'arrêt.
Les frotteurs 32, 32a s'usent relativement vite au cours du fonctionnement. Pour réduire cette uaure, on choisit convenablement la matière qui les constitue. -De plus, ces pièces sont rendues faci- lement remplaçables sans démontage des embouts 33-33a que la violence des chocs oblige à rendre inamovibles par soudure, rivetage, etc...
A cet effet, les pièces 32-32a sont constituées par deux demi-cylin.
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dres réunis par un jonc élastique crculaire, engagé dans une gorge 36. Le démontage et le remontage sont donc extrêmement simples et les pièces elles-mêmes sont peu coûteuses.
Les tôles de remontée 21 sont fixées aux coussinets 26 par des charnières 37 (fig.3) -Il suffit donc de faire pivoter les tôles pour procéder à l'inspection du rail et du'ballast. Pour faciliter cette manoeuvre, l'ensemble des tôles de remontée est fragmenté en plusieurs travées indépendantes, le sabot, bien entendu, doit être disposé en dehors de la travée en cours d'examen. Un bord roulé ?la raidit la tôle et fournit un appui au rail qui est pré- cis et dont la hauteur peut être ajustée au fur et à mesure de l'usure du rail ; à cet effet, on a rendu réglable la distance au rail de la charnière 37.
Le sabot comprend des pièces d'usure pouvant être exécu- tées économiquement en matériaux laminés possédant les qualités de frottement les meilleures. Il en estainsi (fig.3 et fig.9), de la semelle ou patin 2 constituée par une portion de bande de métal simplement percée de trous permettant sa fixation rapide au moyen de boulons,38 ou organes analogues sur le porte-sabot 9.
Le sabot 1 et le porte-sabot 2 sont assemblés .par un mo- yen permanent soudure, rivetage, etc...
Il en est ainsi également du talon 39 constitué par une simple plaque plane percée d'un trou pour,un organe de fixation tel que boulon ou rivet.
Le sabot a des dimensions telles qu'il soit plus large que le plus grand intervalle existant entre une roue et la plaque de garde,d'un véhicule..Cette disposition rend impossible l'engagement du sabot entre les pièces précitées, engagement qui pourrait ef- fectivement se-produire .lorsque pendant son retour le sabot prend appui sur le flanc ascendant d'une roue. L'augmentation de.largeur du sabot n'a par ailleurs aucun inconvéniet, à condition de limi- ter saforme à l'horizontale du gabarit figuée en 22fig.3 (sabot en position écartée)
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Le schéma des dispositions électriques peut recevoir diffé- rentes formes dans le cadre de l'invention.
, Notamment, il peut être utilisé un commutateur actionné par le sabot qui coupe certains contacts à l'aller et les rétablir au retour l'effacement du sabot, le renversement du moteur se produi- sant uniquement par voie mécanique, un système temporisé pouvant d'ailleurs être prévu pour que la remise au rail du sabot ne soit commandée par le moteur qu'un certain temps après le renversement du moteur sous l'effet d'effacement du sabot.
Les fige 11, 12 et 13 se rapportent à une autre disposition perfectionnée suivant l'invention.
Suivant cette disposition, le moteur est utilisé en tous cas pour commander le retrait du sabot soit hors de la présence d'une roue, soit sous la roue par intervention volontaire, soit automa- tiquement en coopération avec l'action mécanique de la pointe d'ef facement. Ce résultat est obtenu par exemple au moyen du montage suivant fig.12 qui estun schéma de la'commande du sabot-frein dans le cas d'un moteur triphase a u@binages 40. 41, 42, 43, 44, sont des contacts électriques commandés en liaison avec le bras 16 attelé par la biellette 15 à la barre de commande du frein et .suivant la position de ce bras lequel est actionné par le rotor du moteur proprement dit par un système démultiplicateur et sta- bilisateur non représenté.
45,46, 47, 48 sont des contacts d'un commutateur 49, 50 désigne le levier de commande au poste, ce le- vier peut avoir 3 positions: P1 position de retrait, P2 position intermédiaire, P3 position de mise au rail du sabot. 51, 52, 53, 84 sont les contacts du levier. Lorsque les contacts 47, 48 du commutateur 49 sont établis, le courant parvient aux contacts 43 et 44 du moteur et commande le retrait, si toutefois celui-ci ne s'est pas produit, quelle que soit la position du levier au poste ; en fin de course de retrait, les contacts 43 et 44 s'ou. vrent, de même que les contacts 41; 42 s'étaient ouverts en fin de course de mise au rail.
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Afin que la concordance voulue existe entre la position du commutateur 49 et celle du sabot, une liaison est établie comme indiqué fig.ll et fig.3,4,5 et 6.
Le long du trajet parcouru par le sabot sont disposées des.tô- les 55 de profil convenable qui sont articulées autour d'un axe-56 (fig.3) porté par le tube guide 6. Une biellette. 57 réunit ces tô- les au commutateur et définit ainsi la position des contacts de celui-ci (contacts figurés schématiquement aux fig.3, 4, 5, 6 et 11 représentée fig.12 et 13.
La pesanteur tend à amcnel les tôles en'position basse, mais le porte-sabot 9 porte un galet 58 sur lequel les tôles peuvent re- poser. 'on conçoit que suivant le profil des tôles 55 d'une part et la position du galet 58 d'autre part, le commutateur donne ou coupe tel de ses contacts.
Dans le fonctionnement normal et.au début de la course du sabot, le galet 58 se trouve sous la partie étroite 55a des tôles (fig.ll), le commutateur donne les contacts 45, 46 de.la fig.12.
Au moment de-l'effacement, le galet. 58 passe sous une rampe des, tôles 55 et vient se placer sous la'partie élargie 55b provoquant ainsi le basculement du commutateur.49. Les contacts 45, 46 de la fig.12 sont coupés et les contacts 47, 48 établis, ce qui,provoque la commande du moteur dnas le sens du retrait.
Dans le cas d'entraînement par des pièces'basses duvéhicule, le sabot parvient sur le plan incliné sur lequel il descend progrès- sivement en pivotant autour de l'axe du tube guide, le galet 58 descend également, mais il se déplace alors sous une- nouvelle rampe 55c des tôles dont le profil est tel qu'il n'en résulte aucun nou" veau pivotement autour de leur axe ; commutateur reste donc im- mobile et le moteur reste commandé au retrait.
Au retour du sabot vers sa position'de départ, la commande en -sens inverse est produite par le commutateur des que le sabot. re- . tombe sur le ferde glissement, le retour au rail ne s'effectuant bien entendu qu'autant que la. position du levier 50 le demande
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(contacts 51-52 établis par le levier en position P3 de remise au rail).
Pour obtenir le fonctionnement avec remise automatique,au rail, le levier 50 est maintenu en position P3 de remise au rail; le sabot peut sans délai effectuer le freinage du second essieu d'un véhicule ou du plus proche essieu d'un autre véhicule réali- sant ainsi la répétition du freinage, coniormément au but de l'in- vention, Il peut arriver alors qu'au moment du retour du sabot, celui-ci dans son mouvement de remise au rail prenne appui contre le flanc ascendant d'une roue, le sabot est alors soulevé; le ga- let 58 actionne alors les tôles de la, région 55a ce qui provoque le basculement du commutateur et la commande du moteur vers le re- trait, le sabot se dégage alors de la roue, retombe et permet la remise au rail.
Si l'on ne désire pas réaliser 12 remise au rail automatique, le levier a,près av' ir éte mis en P3 est ramené en P2..
Le commutateur 49 peut, bien entendu, être pourvu d'un dis- positif de fermeture et d'ouverture hrusque des contacts, étant données les puissances électriques mises en jeu. Un cel commuta- teur peut par ailleurs être avantageux car il permet d'établir et de couper des contacts en des positions différentes de la course l'aller et au retour du sabot puisqu'il comporte des espaces morts d'armement des contacts,
Un dispositif.. temporisé peut être prvu également pour que la mise au rail ne se produise qu'un certain temps après l'efface- ment du sabot sous un premier essieu.
Un peut également ne prévoir cette action temporisee que dans le cas d'entraînement du sabot par des par,ties basses jusque sur le plan incliné; dans lE,, but de n'effectuer la remise au ra.il qu'après le passage du 2èine essieu du wagon comportant ces pièces anormalement basses, la partie très élargie 55c des tôles est alors distincte de la partie 53b qui la précède, elle commande alors, dans ce but, un commutateur spécial introduisant la temporisation indépendant du commutateur 49.
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Un autre perfectionnement suivant.l'invention consiste à n'utiliser qu'un seul moteur pour commander deux ou trois freins placés sur deux ou. trois branches d'un même aiguillage. Le schéma de la commande devient celui représenté fig.13 dans le cas de deux freins. Les deux commutateurs 49a et- 49b des dits freins com- mandent par leurs contacts 45a a 48a et 45b à 48b le moteur commun 40* Les contacts demise hors rail sont branchés en parallèle, ceux autorisant la mise au rail au contraire-en série.
R é s u m é
L'inventiona pour objet :
1 ) Un frein de voie de chemins de fer a manoeuvre automati- que caractérisé par le fait que le guide du sabot est monté de fa- çon à rester toujours parallèle au rail dans ses déplacements.
2 ) Un frein de voie comme revendiqué en 1), caractérise par le fait que le guide du sabot est porté par des bielles parallèles tournant autour d'axes fixes, de sorte que ce guide se déplace en restant toujours parallèle au rail. '
3 ) Un frein de voie comme revendiqué.. en 1),caractérisé par' le fait que les bielles,ci-dessus,font partie de leviers coudés, reliés par une barre d'accouplement, de sorte que l'ensemble forme parallélogramme articulé.
40)-Un frein de voie comme-revendiqué en 1), caractérisé par le fait qu'il est.commandé par un moteur réversible à positions extrêmes stables.
5 ) Un frein de voie comme revendiqué en 1) et 4), caracté- risé par le fait que ce moteur réversible est constitué par un mo- teur dit "talonnable".
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.