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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS DE REGLAGE AUTOMATIQUE DU JEU DE LA TIMONERIE
DES FREINS.
La présente invention est relative aux appareils de réglage automatique du jeu de la timonerie des freins des voitures de chemins de fer ou autres véhicules analogues.
L'invention se rapporte plus particulièrement aux appareils de réglage automatique du genre comprenant une tige de frein faisant partie de la timonerie du frein et divisée en deux parties non rotatives et dépla- les axialement l'une par rapport à l'autre et comprenant une tige tubulai- re et un arbre fileté inséré dans ladite tige tubulaire respectivement, deux écrous de verrouillage sur ledit arbre, une enveloppe faisant partie de la- ditetige tubulaire, qui loge l'un desdits écrous de verrouillage, appelé "écrou d'accouplement", et forme siège pour ledit écrou d'accouplement coa- gissant avec celui-ci pour transmettre la force de freinage entre ladite ti- ge tubulaire et ledit arbre lors du freinage,
un élément tubulaire d'action- nement déplaçable axialement sur ladite tige tubulaire et dévié axialement par rapport à celle-ci dans une direction pour venir en position normale exis- tant lorsque le frein est relâché, une enveloppe faisant partie dudit élé- ment d'actionnement, qui loge l'autre écrou de verrouillage, appelé "écrou d'alimentation", et forme siège pour cet écrou d'alimentation pour coagir avec lui en vue de verrouiller ledit arbre sur ledit élément d'actionnement lors de son déplacement axial sur ladite tige tubulaire dans la direction susdite pour produire un déplacement réducteur de jeu dudit arbre par rap- port à la tige tubulaire, et des éléments de contrôle agissant automatique- ment d'après la course du frein lors du freinage pour déplacer axialement ledit élément d'actionnement sur ladite tige tubulaire en direction opposée.
L'objet de la présente invention est de prévoir des dispositifs pour le réglage automatique du.jeu du genre mentionné ci-dessus présentant certains perfectionnements grâce auxquels on pourra effectuer le réglage ma- nuel dudit arbre et de ladite tige tubulaire axialement entre eux du moins dans le sens d'une augmentation du jeu, simplement en faisant tourner ledit élément d'actionnement, lorsqu'il se trouve en position normale avec frein
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relâché, intentionnellement à la main sur ladite tige tubulaire, et de pré- férence au moyen d'un mécanisme à rochet actionné au moyen de leviers se trouvant sur les côtés du véhicule,et de cette manière il ne sera pas né- cessaire de se mettre en-dessous du véhicule pour effectuer le réglage manuel du dispositif de réglage automatique du jeu.
Le réglage manuel du dispositif de réglage automatique pour augmenter le jeu est souvent nécessaire lorsqu'on remplace des patins usés par de nouveaux Avec la présente invention, ce ré- glage manuel peut se faire sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des opéra- tions de démontage et remontage, par exemple d'enlèvement et de montage de boulons dans la timonerie du frein, opérations qui peuvent être assez diffi- ciles surtout si le dessous du châssis du véhicule n'a pas beaucoup de place disponible, comme c'est le cas des tramways, qui sont encombrés de moteurs et d'autre équipement prenant beaucoup de place. Et même s'il y avait l'es- pace pour effectuer ces opérations, le fait reste qu'il y a un certain danger à se placer en-dessous d'une voiture de chemins de fer.
On connait aussi bien des types de réglage automatique à sim- ple effet qu'à double effet, du genre mentionné ci-dessus. Les types à sim- ple effet réduisent automatiquement le jeu (constitué essentiellement des jeux de patins de frein lorsque le frein est relâché) quand il est devenu trop grand, par exemple à cause de l'usure des patins, mais ne possèdent pas la capacité, qui caractérise les types à double effet, d'augmenter automati- quement le jeu, également quand il est devenu trop petit, par exemple quand on a remplacé les patins usés par des patins neufs.
L'invention s'applique aux types à double effet ainsi qu'aux types à 'simple effet, mais l'invention est surtout précieuse 'dans le cas des types à simple effet dans lesquels, à cause de l'absence d'éléments agissant automatiquement pour augmenter le jeu, on doit nécessairement effectuer ma- nuellement une augmentation du jeu lorsque cela est requis. Cependant, avec les types à double effet, il peut être désirable, par exemple pour faciliter l'enlèvement de patins usés et le montage de patins neufs, d'effectuer à la main une augmentation du jeu en position de relâchement du frein.
Il est bien connu que dans les dispositifs de réglage du type mentionné ci-dessus l'arbre fileté doit être déplacé axialement par rapport à chacun desdits écrous de verrouillage suivant une direction, notamment dans la direction dans laquelle ledit arbre doit être déplacé axialement par rapport à la tige tubulaire afin de réduire le jeu. Divers modes de réalisa- tion permettant le déplacement axial de l'arbre fileté par rapport à chacun des écrous de verrouillage sont bien connus dans la technique.
Un mode de réalisation préféré consiste en ce que l'arbre fileté et les écrous de ver- rouillage ont un grand pas de telle sorte qu'ils ne se verrouillent pas au- tomatiquement, chacun des écrous de verrouillage pouvant tourner sur l'arbre fileté sous l'action de la pression exercée sur les filets des écrous par les filets de l'arbre lorsque celui-ci se déplace axialement par rapport à l'écrou de verrouillage. Suivant un autre mode de réalisation, chaque écrou de verrouillage est divisé en secteurs tenus ensemble d'une manière élasti- que autour de l'arbre fileté et adaptés à sortir radialement hors engagement avec les filets de l'arbre par la pression exercée sur les filets de 1 écrou de verrouillage par les filets de l'arbre lorsque celui-ci se déplace axia- lement par rapport à l'écrou de verrouillage.
Dans ce dernier cas, le pas des filets de l'arbre et des écrous peut être choisi à volonté. L'invention est également applicable lorsque les filets de l'arbre et des écrous ont un grand pas pour ne pas se verrouiller automatiquement et lorsque le pas des filets de l'arbre et des écrous sont choisis à volonté.
L'invention se caractérise principalement par la prévision dans un dispositif de réglage automatique 'du jeu du genre mentionné ci-dessus, de moyens actifs dans la position normale dudit élément d'actionnement pour tenir l'écrou d'accouplement et l'écrou,d'alimentation embrayés audit élé- ment d'actionnement et pour tenir l'écrou d'accouplement hors engagement avec son siège dans ladite enveloppe formée sur la tige tubulaire, l'élément d'ac- tionnement pouvant en position normale être tourné intentionnellement à la
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main librement sur la tige tubulaire pour faire visser l'écrou d'alimenta- tion et l'écrou d'accouplement sur ledit arbre du moins dans la direction requise pour effectuer un déplacement relatif de l'arbre et de la tige tu- bulaire dans le sens d'une augmentation du jeu.
Ces traits caractéristiques, et d'autres encore, de l'inven- tion ainsi que les avantages qui en sont obtenus seront évidents aux spécia- listes, de la description qui suit de quelques modes de réalisation de l'in- vention illustrés dans les dessins ci-joints, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en plan schématique fragmentaire d'une ti- monerie de frein de type usuel comprenant un dispositif de réglage automati- que du jeu et montée en-dessous du châssis d'un véhicule indiqué par des traits interrompus.
Fig. 2 est une coupe longitudinale fragmentaire d'un mode de construction à simple effet du dispositif de réglage inséré dans la timone- rie de frein.
Fig. 3 est une vue en coupe droite le long de la ligne III-III de la fig. 2.
Fig. 4 est une élévation du dispositif de réglage montrée dans les figs. 1 à 3.
Fig. 5 est une élévation fragmentaire d'un mode de réalisa- tion légèrement modifié du dispositif de réglage montré dans les figures 1 à 4.
Fig. 6 est une coupe longitudinale fragmentaire du dispositif automatique illustrant une autre modification, et
Fig. 7 est une coupe fragmentaire similaire illustrant une au- tre modification.
Le dispositif de réglage automatique dans les modes de réali- sation illustrés dans le dessin à titre d'exemple, comprend une tige de frein divisée en deux parties dont l'une, ayant une mâchoire 1 à l'une des extré- mités, comprend une tige tubulaire 2, tandis que l'autre partie comprend un arbre fileté 3 inséré dans la tige tubulaire 2 par son extrémité éloignée de la machoire 1.
Deux écrous de verrouillage sont vissés sur l'arbre fileté 3, et les filets de l'arbre et des écrous ont un grand pas, afin de ne pas se verrouiller automatiquement. Sur la tige tubulaire 2 se trouve une enveloppe 4 pour l'un desdits écrous, notamment pour l'écrou d'accouplement 5, lequel est adapté à coopérer avec un siège 6 dans l'enveloppe 4 pour l'accouplement des deux parties de tige 2 et 3 entre el es suivant la direction requise pour la transmission de la force de freinage lors du freinage, et avec un palier antifriction 7 monté dans l'enveloppe 4 pour permettre à l'écrou d'accouple- ment 5 de tourner dans l'autre direction lors du déplacement relatif des deux parties de tige de frein 2 et 3.
L'autre écrou de verrouillage, ou écrou d'a- limentation 8, peut être actionné au moyen d'un élément tubulaire d'actionne- ment 9 déplaçable axialement sur la tige tubulaire 2 et formant siège 10 pour l'écrou d'alimentation 8 agissant avec lui, l'élément d'actionnement 9 ayant fixée à l'une de ses extrémités une pièce 11 qui loge l'écrou 8 et forme son siège 10. L'écrou 8 est adapté à coagir dans une direction avec le siège 10 et dans l'autre direction avec un palier antifriction 12 lequel à son tour est adapté à coagir avec un anneau de butée 13 de l'extrémité 10 de l'élément 9. Un ressort hélicoïdal de pression 15 est inséré entre une pièce d'extré- mité 14 à l'autre extrémité de l'élément 9 et l'enveloppe 4 du tube 2.
Grâce à ce fort ressort comprimé 15, l'élément 9 est axialement dévié dans une di- rection (vers la mâchoire 1) sur la tige tubulaire 2 pour venir en position normale pour frein relâché. Dans la pièce d'extrémité 11 se trouve fortement vissé un tube 16 entourant l'arbre 5 et servant à protéger des saletés les filets de celui-ci. A son extrémité externe, l'arbre 3 est prévu avec une mâchoire 17. Les mâchoires 1 et 17 servent à connecter la tige ayant les par-
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ties 2 et 3 avec la timonerie du frein.
Fig. 1 montre, à titre ci/exemple, le dispositif de réglage inséré dans une timonerie de frein de type usuel comprenant un levier de cylindre 18 actionné par la tige d'un cylindre de frein 19, un levier flottant 20, une bielle 21 entre ces deux leviers de frein, et des tiges de traction pour la transmission de la force de freinage des deux leviers aux équipements de frein usuels aux deux extrémités du vé- hicule. Le dispositif régulateur forme l'une des deux tiges de traction du frein, l'autre étant désignée par 22 dans la fig. 1.
Si lors du freinage la course du frein est trop longue comme résultat du fait que les jeux de patin sont devenus trop grands, l'élément 9 est déplacé par rapport à la partie 2 de la tige contre l'action du res- sort 15 sur lequel agissent les éléments de contrôle 23 prévus dans ce but.
Pendant le relâchement subséquent du frein., l'élément 9 revient à sa posi- tion normale sous l'action du ressort 15, et pendant ce mouvement de retour l'élément 9 déplace l'arbre 3 par rapport à la tige 2 au moyen de l'écrou 8 dans la direction requise pour une diminution du jeu du patin. Dans la plupart des cas les éléments de contrôle 23, qui consistent en une butée, sont montés sur une tige de contrôle 24 connectée à un levier de la timone- rie de frein. Dans l'exemple montré dans la fig. l, dans lequel le disposi- tif de réglage forme la tige de traction du frein connectée au levier de cy- lindre 18, la tige de contrôle 24 est connectée au levier flotteur 20.
Dans certains cas, par exemple quand la force de freinage ne doit être transmise qu'à l'une des extrémités du véhicule et la trajectoire du mouvement de la mâchoire 1 pour jeux de patin corrects est ainsi déterminée non seulement quant à sa longueur mais également quant à sa position (la mâchoire 1 connec- tée à un levier de frein ayant un pivot fixe et une position de relâchement fixe de laquelle elle est oscillée d'une certaine valeur lors du freinage), on peut complètement supprimer la tige de contrôle, puisque dans ce cas l'é- lément de contrôle 23 peut être monté comme butée fixe.
Le dispositif de réglage décrit jusqu'ici est un dispositif connu. L'invention a pour but de supprimer les difficultés rencontrées sou- vent avec les constructions connues concernant le réglage manuel du dispo- sitif de réglage pour augmenter le jeu du patin lors du renouvellement de celui-ci ou autre opération analogue, ce réglage étant réalisé (avec le frein en position desserrée) au moyen d'une rotation de l'arbre 3 par rap- port aux écrous 5 et 8 dans le sens d'une augmentation du jeu.
Afin d'évi- ter la complication de prévoir entre l'arbre 3 et la mâchoire 17, ou entre l'élément 2 de la tige tubulaire et la mâchoire l, une connexion rotative et des moyens pour verrouiller celle-ci entre les occasions de réglage manuel du dispositif de réglage, l'invention prévoit des perfectionnements permet- tant de réaliser le réglage manuel du dispositif de réglage simplement en faisant tourner l'élément 9 sans rotation de l'une quelconque des parties 2 et 3.
Ces perfectionnements consistent principalement en moyens actifs en position normale de l'élément 9 pour tenir l'écrou d'accouplement 5 et l'é- crou d'alimentation 8 embrayés à l'élément 9 et pour tenir l'écrou d'accou- plement 5 hors prise avec son siège 6, l'élément 9, lorsqu'il se trouve en position normale, pouvant être librement tourné à volonté à la main sur la tige 2 pour visser les deux écrous 5 et 8 en bloc sur l'arbre 1, du moins dans le sens d'un déplacement de l'arbre 1 par rapport à la tige 2 faisant augmenter le jeu. La raison pour laquelle l'écrou 5 doit être tenu hors pri- se avec le siège 6 pour permettre le réglage manuel désiré du dispositif de réglage, est qu'autrement l'écrou 5 s'engagerait dans le siège 6 et s'oppo- serait ainsi au réglage manuel désiré.
Dans le mode de réalisation du dispositif de réglage montré dans la fig. 2, les deux écrous 8 et 5 et l'enveloppe 4 ont une forme telle que lorsque l'élément 9 revient à la position normale pour frein en position desserrée, l'écrou d'alimentation 8 vient buter contre l'écrou d'accouple- ment 5 et pousse celui-ci contre le coussinet antifriction 7, de sorte que la force exercée par le ressort comprimé 15 entre l'enveloppe 4 et la pièce d'extrémité 14 de l'élément 9, est transmise depuis ce dernier par sa pièce d'extrémité 11, le siège 10, l'écrou d'alimentation 8, l'écrou d'accouplement
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5, et le coussinet antifriction 7 vers l'enveloppe 4.
Le ressort comprimé
15 est ainsi utilisé non seulement pour son but usuel de faire dévier Isolé- ment 9 en sa position normale mais également pour tenir l'écrou d'accouple- ment 5 hors engagement avec le siège 6, pour tenir l'écrou embrayé à l'élé- ment 9 par frottement entre l'écrou d'alimentation 8 et le siège 10, et pour tenir l'écrou d'accouplement 5 embrayé à l'écrou 8 et par ce dernier à l'é- lément 9 par frottement entre les surfaces des deux écrous venant buter l'un contre l'autre, ces frottements étant largement suffisants pour vaincre la résistance du coussinet antifriction 7 à la rotation de l'écrou 5 lorsque l'élément 9 sur la tige 2, 3 tourne. Ainsi, les deux écrous 8 et 5 partici- peront en bloc à une rotation de l'élément 9 quand celui-ci se trouve en po- sition normale pour frein desserré.
Le fait que les deux écrous 5 et 8 peuvent tourner librement ensemble avec l'élément rotatif 9 quand le frein est en position desserrée, rend nécessaire, ou du moins désirable, de s'assurer contre une rotation in- tempestive de l'élément 9, et par conséquent des écrous 8 et 5 sous l'effet de vibrations pendant que le véhicule roule. Afin d'empêcher une rotation intempestive des écrous 8 et 5, on préfère utiliser suivant la présente in- vention, ainsi que montré à titre d'exemple dans la figure 2, une invention spéciale qui améliore la présente invention lorsqu'elle est employée avec celle-ci mais qui est également utile dans les dispositifs de réglage non- automatiques du type comprenant une connection à vis réglable à la main.
Pour cette raison la dite invention spéciale se trouve décrite et revendiquée dans une deuxième demande de brevet déposée simultanément avec la présente, de sorte que la description de l'invention spéciale dans la présente spécifica- tion pourra être limitée à ce qui est nécessaire pour une compréhension com- plète de la Fig. 2, dans laquelle le ressort 15 est également utilisé pour empêcher d'une manière efficace la rotation intempestive de l'élément 9, et par conséquent des deux écrous 5 et 8, sous l'effet de vibrations quand l'é- lément 9 se trouve dans sa position normale.
La manière la plus simple d'empêcher la rotation intempestive de l'élément 9 est au moyen d'une résistance par frottement à la rotation prévue entre l'élément et la tige tubulaire 2, cette résistance devant ê- tre vaincue par le couple exercé sur l'élément 9 afin de le faire tourner intentionnellement à la main sur la tige tubulaire non rotative 2.
Avec seu- lement cette résistance par frottement à la rotation entre l'élément 9 et la tige tubulaire 2, il y a cependant le risque qu'avec le temps, un dépla- cement angulaire'intempestif considérable de l'élément 9 sur la tige 2 puisse se produire par accumulation de déplacements angulaires très petits (négli- geables individuellement) de l'élément d'actionnement sous l'action de vibra- tions ou de chocs créant momentanément dans l'élément d'actionnement 9 un couple aussi grand ou plus grand que le couple pouvant être pratiquement re- quis pour être exercé sur l'élément 9 afin de le faire tourner intentionnel- lement à la main.
Dans le mode de construction du dispositif de réglage mon- tré dans la Fig. 2, la dite invention spéciale est utilisée pour éliminer ce risque par la combinaison avec une résistance par frottement à la rotation prévue entre l'élément d'actionnement 9 et la tige tubulaire non rotative 2, de moyens cédant d'une manière élastique au couple qui se produit par suite de tout déplacement angulaire de l'élément 9 par rapport à la tige 2 entre les deux, à cause de la résistance par frottement à la rotation qui existe entre eux.
Dans le mode de construction illustré dans la Fig. 2, le ressort hélicoïdal comprimé 15 est utilisé pour produire la résistance par frottement à la rotation entre l'élément 9 et la tige 2, et constituant les moyens qui cèdent d'une manière élastique au couple qui se produit suite à toute rota- tion de l'élément d'actionnement par rapport à la tige 2 entre les deux, à cause de la résistance par frottement à la rotation qui existe entre eux.
Dans ce but, le ressort hélicoïdal comprimé 15 est disposé à agir comme res- sort de torsion transmetteur de couple entre des supports d'extrémité 4a et 14a pour ce ressort sur l'enveloppe 4 de la tige tubulaire 2 et sur la pièce d'extrémité 14 de l'élément 9 respectivement, et au moins l'une des extrémi- tés du ressort 15 s'engage à frottement avec son support, l'autre extrémité
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du ressort, si elle ne s'engage pas par frottement avec son support, s'en- gageant avec celui-ci sans rotation. Toute valeur désirable de la résistan- ce par frottement à la rotation entre n'importe laquelle des extrémités du support 15 et son support pourra être obtenue en donnant au support une for- me appropriée, par exemple une forme conique.
La résistance par frottement offerte par le ressort 15 à la rotation entre l'élément 9 et la tige 2 peut avoir une valeur relativement faible sans courir le risque d'une rotation intempestive appréciable de l'élément d'actionnement sous l'action des vibra- tions ou des chocs. Le ressort 15 agissant comme ressort de torsion entre l'élément d'actionnement et la tige tubulaire 2, cédera d'une manière élas- tique aux déplacements angulaires très faibles de l'élément 9, comme ceux qui peuvent se produire momentanément sous l'action de vibrations ou de chocs.
Ainsi l'élément 9, sera retourné par le ressort 15 après ces déplacements angulaires très faibles dans la position réglée à la main, en éliminant ain- si le risque d'une accumulation de déplacements angulaires très faibles en un déplacement angulaire considérable de l'élément 9 de sa position réglée à la main.
Puisque le but principal d'un dispositif de réglage automati- que pouvant être également réglé à la main est de rendre possible une aug- mentation du jeu lors du remplacement des patins usés, le frein étant desser- ré, il peut suffire que l'élément 9 puisse tourner sur la tige 2 dans une seule direction, notamment dans la direction dans laquelle l'élément 9 doit être tourné à la main pour un réglage manuel du dispositif de réglage dans le sens d'une augmentation du jeu. Pour faire tourner l'élément 9 à la main dans une seule direction, on peut employer une forme simple de mécanisme à rochet, facile à actionner par des leviers disposés le long des côtés laté- raux du véhicule. Un tel mécanisme à rochet a été montré dans la fig. 2.
Il comprend un embrayage à voie unique logé dans l'élément 9 ainsi qu'un ressort hélicoïdal d'embrayage 25 qui s'adapte à des surfaces cylindriques alignées axialement sur un collier 26 solidaire de la pièce d'extrémité 14, et sur un manchon 27 monté à rotation sur la tige tubulaire 2 et ayant une extrémité 27a faisant saillie sur laquelle se trouve serré un bras 29 au moyen d'un boulon 28 (voir Fig. 3). L'élément 9 peut tourner dans la direction désirée par un basculement du bras 29.
Des leviers 30 (voir Fig. 1) connectés au bras 29 et-s'étendant le long des côtés latéraux du véhicule peuvent être prévus, de telle manière que le bras 29 pourra être basculé dans un sens et l'autre d'un angle limité pour régler le dispositif de réglage dans le sens d'une augmentation du jeu, sans la nécessité pour l'ouvrier de se mettre en-dessous du véhicule.
Les pleins avantages de l'invention ne seront obtenus qu'à la condition que l'élément tubulaire d'actionnement 9, quand le frein est desser- ré, soit libre de tourner par action intentionnelle à la main, sur la tige tubulaire 2 sans qu'il y ait obstacle de la part des moyens de contrôle pour l'actionnement automatique de l'élément 9 d'après la course du frein lors du freinage, et sans qu'un démontage, plus ou moins difficile des dits moyens de contrôle soit nécessaire. Quand les dits moyens de contrôle consistent en une butée montée de manière fixe pour l'actionnement de l'élément tubulaire 9, la dite condition est remplie automatiquement, puisque avec frein desserré, l'élément 9 ne touche même pas la dite butée.
Cependant, ainsi qu'il a été mentionné ci-dessus, une tige de contrôle 24 doit en général être employée, sur laquelle se trouve située la butée 23. Dans le mode de construction du dispositif de réglage illustré dans les Fig. 1 à 4, dans lequel l'élément 9 est prévu avec un bras 31 pour coopérer avec la butée 23 et pour porter et guider la tige de contrôle 24 qui passe à travers un trou dans le bras 31, la dite condition est remplie lorsque le bras 31 peut tourner librement et facilement autour de l'axe longitudinal du dispositif de réglage. De préfé- rence, le bras 31 est monté de manière à pouvoir tourner facilement, sur le tube protecteur 16 entre un anneau d'arrêt 32 monté sur celui-ci et la pièce d'extrémité 11 de l'élément 9.
Un tel montage du bras 31 a pour résultat une construction plus légère que celle qui serait obtenue en montant le bras 31 sur l'élément tubulaire 9 proprement dit. Grâce à son montage rotatif, le
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bras 31 peut rester dans sa position par rapport au point de fixation de la tige de contrôle 24 au levier de frein 20 quand on fait tourner l'élément tu- bulaire 9. Ainsi il n'est pas nécessaire de démonter la tige de contrôle 24 afin de ne pas empêcher la rotation de l'élément tubulaire 9.
Dans la construction un peu modifiée qui est illustrée dans la
Fig. 4, la butée 23 est prévue sur un anneau 33 qui glisse sur la partie tu- bulaire 2 de la tige de frein entre la mâchoire 1 et l'élément d'actionnement
9 avec lequel la butée 23 coopère, la tige de contrôle 24 étant connectée au dit anneau au moyen d'une fourche 34.
Dans chacune des modifications illustrées dans les s Figs. 6 et.
7 la construction du dispositif de réglage diffère de celle montrée dans 'la
Fig. 2 en ce que l'écrou d'accouplement 5 est largement soulagé de prendre part à la transmission de la force du ressort 15 sur l'élément 9 à l'enve- loppe 4 de la tige tubulaire 2. Dans la modification montrée dans la Fig. 6 l'écrou d'alimentation 8 présente fixé sur lui un rebord de butée 35.
Quand l'élément 9 est dans sa position normale, dans laquelle l'écrou d'alimenta- tion 8 tient l'écrou d'accouplement 5 hors engagement avec son siège 6 con- tre l'action d'un ressort faible 36 inséré entre le coussinet antifriction de butée 7 et l'enveloppe 4, le rebord 35 vient buter contre l'extrémité de l'enveloppe 4 qui lui fait face et lui transmet directement la plus grande partie de la force du ressort 15 depuis l'écrou d'alimentation 8 qui sera ainsi pressé contre son siège 10 par la dite force d'une manière analogue à celle de l'invention montrée dans la Fig. 2. La pression entre les deux écrous 5 et 8 est définie par le ressort 36 et est suffisante pour provoquer l'entraînement de l'écrou d'accouplement 5 dans une rotation de l'écrou d'a- limentation 8 avec l'élément 9.
Dans la modification illustrée dans la Fig. 7 l'écrou d'alimen- tation 8 est également soulagé de la plus grande partie de la pression du ressort 15 qui doit être transmise à l'enveloppe 4, par cela que la pièce d'extrémité 11 de l'élément 9 dans la position normale montrée vient buter contre l'extrémité de l'enveloppe 4 qui lui fait face et lui transmet direc- tement la plus grande partie de la force axiale exercée par le ressort 15 sur l'élément 9.
Dans ce cas, avec l'élément 9 dans sa position normale, la pression entre l'écrou d'alimentation 8 et son siège 10 peut être insuffi- sante pour provoquer l'entrainement de l'écrou 8 dans une rotation de Isolé- ment 9, de sorte qu'il peut être nécessaire ou utile de prévoir un embrayage positif d'un type approprié entre l'élément 9 et l'écrou 8 pour entraîner celui-ci dans la rotation de l'élément 9 pour visser les deux écrous 8 et 5 sur l'arbre fileté 3 dans le sens d'une augmentation du jeu. Fig. 7 montre un tel embrayage positif comprenant un rebord denté 37 sur l'écrou 8 et une cheville 38 coulissant axialement et placée sous la tension d'un ressort, cette cheville étant montée dans la pièce d'extrémité 11 pour coagir avec les dents du rebord 37.
Cet embrayage 37, 38 fait prise dans la position nor- male montrée de l'élément 9 et est libéré par le déplacement axial de l'élé- ment ) par rapport à la tige 2 contre la tension du ressort 15. Ainsi dans ce cas également le ressort 15, quand il tient l'élément 9 dans sa position normale, est également actif pour tenir l'écrou 5 hors engagement avec son siège 6 et pour tenir les deux écrous 8 et 5 embrayés à l'élément 9.
Il est bien entendu que l'on a décrit et illustré divers modes de réalisation de l'invention à titre d'exemples préférentiels dans la pra- tique, et non limitatifs de l'invention ou des revendications qui suivent à ce mode de réalisation. Il y a place endéans les principes de l'invention et la portée des revendications plus étendues qui suivent, de réaliser d'au- tres modes de construction et d'autres modifications;
on peut mentionner à titre d'exemple qu'il est préférable mais non nécessaire d'employer comme montré et décrit à titre d'exemple, l'écrou d'alimentation 8 comme butée qui en se déplaçant avec l'élément d'actionnement 9 au retour de celui-ci en po- sition normale en desserrant le frein après une opération de freinage, fait sortir l'écrou 5 de son engagement avec le siège 6 et fait embrayer l'écrou 5 à l'élément 9, puisqu'une butée séparée peut être prévue dans ce but sur
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IMPROVEMENTS TO AUTOMATIC TIMONRY CLEARANCE ADJUSTMENT DEVICES
BRAKE.
The present invention relates to apparatus for automatic adjustment of the play of the linkage of the brakes of railway cars or other similar vehicles.
The invention relates more particularly to automatic adjustment devices of the type comprising a brake rod forming part of the brake linkage and divided into two non-rotating parts which move axially with respect to one another and comprising a tubular rod and a threaded shaft inserted into said tubular rod respectively, two locking nuts on said shaft, a casing forming part of said tubular rod, which houses one of said locking nuts, called a "coupling nut" , and forms a seat for said coupling nut coagulating therewith to transmit the braking force between said tubular rod and said shaft during braking,
a tubular actuating element movable axially on said tubular rod and deflected axially relative thereto in a direction to come into the normal position existing when the brake is released, a casing forming part of said element of said tubular rod. actuation, which houses the other locking nut, called "feed nut", and forms a seat for this feed nut to coact with it in order to lock said shaft on said actuating element during its axial displacement on said tubular rod in the aforesaid direction to produce a play reducing displacement of said shaft relative to the tubular rod, and control elements acting automatically on the stroke of the brake during braking to axially move said element d 'actuation on said tubular rod in the opposite direction.
The object of the present invention is to provide devices for the automatic adjustment of the game of the type mentioned above having certain improvements thanks to which it is possible to carry out the manual adjustment of said shaft and of said tubular rod axially at least between them. in the direction of an increase in play, simply by rotating said actuating element, when it is in the normal position with brake
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released, intentionally by hand on said tubular rod, and preferably by means of a ratchet mechanism actuated by means of levers located on the sides of the vehicle, and in this way it will not be necessary to place under the vehicle to manually adjust the automatic clearance adjuster.
Manual adjustment of the automatic adjuster to increase clearance is often necessary when replacing worn pads with new ones. With the present invention, this manual adjustment can be accomplished without the need for any operation. disassembly and reassembly operations, for example removing and fitting bolts in the brake linkage, operations which can be quite difficult, especially if the underside of the vehicle chassis does not have much space available, as this This is the case with trams, which are cluttered with motors and other space-consuming equipment. And even if there was space to carry out these operations, the fact remains that there is a certain danger in getting under a railway car.
Both single-acting and double-acting automatic adjustment types of the type mentioned above are known. Single-acting types automatically reduce the clearance (essentially consisting of brake shoe clearances when the brake is released) when it has grown too large, for example due to shoe wear, but do not have the capacity. , which characterizes the double-acting types, to automatically increase the play, also when it has become too small, for example when the worn pads have been replaced by new ones.
The invention applies to double-acting types as well as to 'single-acting types, but the invention is especially valuable' in the case of single-acting types in which, due to the absence of active elements automatically in order to increase the clearance, it is necessarily necessary to manually increase the clearance when required. However, with double-acting types it may be desirable, for example to facilitate the removal of worn pads and the fitting of new pads, to manually increase the clearance in the release position of the brake.
It is well known that in adjusting devices of the type mentioned above the threaded shaft must be displaced axially with respect to each of said locking nuts in one direction, in particular in the direction in which said shaft is to be displaced axially with respect to to the tubular rod to reduce clearance. Various embodiments allowing axial displacement of the threaded shaft relative to each of the locking nuts are well known in the art.
A preferred embodiment is that the threaded shaft and the locking nuts have a large pitch so that they do not lock automatically, each of the locking nuts being rotatable on the threaded shaft. under the action of the pressure exerted on the threads of the nuts by the threads of the shaft when the latter moves axially with respect to the locking nut. According to another embodiment, each locking nut is divided into sectors held together elastically around the threaded shaft and adapted to come out radially out of engagement with the threads of the shaft by the pressure exerted on them. threads of 1 locking nut through the threads of the shaft when the shaft moves axially with respect to the locking nut.
In the latter case, the pitch of the threads of the shaft and of the nuts can be chosen at will. The invention is also applicable when the threads of the shaft and of the nuts have a large pitch so as not to lock automatically and when the pitch of the threads of the shaft and of the nuts are chosen at will.
The invention is mainly characterized by the provision in an automatic adjustment device 'of the game of the kind mentioned above, active means in the normal position of said actuating element to hold the coupling nut and the nut, power supply engaged to said actuating element and for holding the coupling nut out of engagement with its seat in said casing formed on the tubular rod, the actuating element being able in the normal position to be intentionally rotated to the
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hand freely on the tubular rod to screw the feed nut and the coupling nut onto said shaft at least in the direction required to effect a relative movement of the shaft and the tubular rod in the meaning of an increase in play.
These characteristic features, and others still, of the invention as well as the advantages which are obtained therefrom will be obvious to those skilled in the art, from the following description of some embodiments of the invention illustrated in the drawings. drawings attached, in which:
Fig. 1 is a fragmentary schematic plan view of a conventional type brake timer including an automatic clearance adjuster and mounted below the frame of a vehicle indicated by broken lines.
Fig. 2 is a fragmentary longitudinal section of a single-acting embodiment of the adjuster inserted in the brake linkage.
Fig. 3 is a cross-sectional view along the line III-III of FIG. 2.
Fig. 4 is an elevation of the adjustment device shown in figs. 1 to 3.
Fig. 5 is a fragmentary elevation of a slightly modified embodiment of the adjuster shown in Figures 1 to 4.
Fig. 6 is a fragmentary longitudinal section of the automatic device illustrating another modification, and
Fig. 7 is a similar fragmentary section illustrating a further modification.
The automatic adjustment device in the embodiments illustrated in the drawing by way of example comprises a brake rod divided into two parts, one of which, having a jaw 1 at one of the ends, comprises a tubular rod 2, while the other part comprises a threaded shaft 3 inserted into the tubular rod 2 by its end remote from the jaw 1.
Two locking nuts are screwed onto the threaded shaft 3, and the threads of the shaft and the nuts have a large pitch, so as not to automatically lock. On the tubular rod 2 there is a casing 4 for one of said nuts, in particular for the coupling nut 5, which is adapted to cooperate with a seat 6 in the casing 4 for the coupling of the two rod parts. 2 and 3 between them in the direction required for the transmission of the braking force during braking, and with an antifriction bearing 7 mounted in the casing 4 to allow the coupling nut 5 to rotate in the 'other direction during the relative movement of the two brake rod parts 2 and 3.
The other locking nut, or feed nut 8, can be actuated by means of a tubular actuating element 9 movable axially on the tubular rod 2 and forming a seat 10 for the feed nut. 8 acting with it, the actuating element 9 having fixed at one of its ends a part 11 which accommodates the nut 8 and forms its seat 10. The nut 8 is adapted to coact in one direction with the seat 10 and in the other direction with an antifriction bearing 12 which in turn is adapted to coact with a stop ring 13 of the end 10 of the element 9. A pressure coil spring 15 is inserted between a piece of end 14 at the other end of element 9 and the casing 4 of tube 2.
By virtue of this strong compressed spring 15, the element 9 is axially deflected in a direction (towards the jaw 1) on the tubular rod 2 to come into the normal position for the brake released. In the end piece 11 is strongly screwed a tube 16 surrounding the shaft 5 and serving to protect the threads of the latter from dirt. At its outer end, the shaft 3 is provided with a jaw 17. The jaws 1 and 17 serve to connect the rod having the parts.
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ties 2 and 3 with the brake linkage.
Fig. 1 shows, by way of example, the adjustment device inserted in a conventional brake linkage comprising a cylinder lever 18 actuated by the rod of a brake cylinder 19, a floating lever 20, a connecting rod 21 between these two brake levers, and pull rods for transmitting the braking force from the two levers to the usual brake equipment at both ends of the vehicle. The regulator device forms one of the two traction rods of the brake, the other being designated by 22 in FIG. 1.
If during braking the brake stroke is too long as a result of the fact that the shoe clearances have become too large, the element 9 is moved relative to the part 2 of the rod against the action of the spring 15 on. which act the control elements 23 provided for this purpose.
During the subsequent release of the brake, the element 9 returns to its normal position under the action of the spring 15, and during this return movement the element 9 moves the shaft 3 relative to the rod 2 by means of of the nut 8 in the direction required to reduce the shoe play. In most cases the control elements 23, which consist of a stopper, are mounted on a control rod 24 connected to a lever of the brake linkage. In the example shown in fig. 1, in which the adjustment device forms the brake pull rod connected to the cylinder lever 18, the control rod 24 is connected to the float lever 20.
In some cases, for example when the braking force is only to be transmitted to one end of the vehicle and the movement path of the jaw 1 for correct shoe clearances is thus determined not only as to its length but also as to its position (the jaw 1 connected to a brake lever having a fixed pivot and a fixed release position from which it is oscillated by a certain value during braking), the control rod can be completely omitted, since in this case the control element 23 can be mounted as a fixed stop.
The adjustment device described so far is a known device. The object of the invention is to eliminate the difficulties often encountered with known constructions relating to the manual adjustment of the adjustment device in order to increase the play of the shoe during renewal of the latter or other similar operation, this adjustment being carried out. (with the brake in the released position) by rotating the shaft 3 with respect to the nuts 5 and 8 in the direction of an increase in play.
In order to avoid the complication of providing between the shaft 3 and the jaw 17, or between the element 2 of the tubular rod and the jaw 1, a rotary connection and means for locking the latter between the occasions of manual adjustment of the adjustment device, the invention provides improvements allowing manual adjustment of the adjustment device to be carried out simply by rotating element 9 without rotating any of parts 2 and 3.
These improvements consist mainly of active means in the normal position of the element 9 for holding the coupling nut 5 and the supply nut 8 engaged with the element 9 and for holding the coupling nut. plement 5 out of engagement with its seat 6, the element 9, when in the normal position, can be freely turned by hand on the rod 2 to screw the two nuts 5 and 8 together on the shaft 1, at least in the direction of movement of the shaft 1 relative to the rod 2 increasing the play. The reason why the nut 5 must be held out of engagement with the seat 6 to allow adjustment desired manual adjustment, is that the nut 5 would otherwise engage in the seat 6 and thus oppose the desired manual adjustment.
In the embodiment of the adjustment device shown in fig. 2, the two nuts 8 and 5 and the casing 4 have a shape such that when the element 9 returns to the normal position for the brake in the released position, the supply nut 8 abuts against the coupling nut - ment 5 and pushes it against the antifriction pad 7, so that the force exerted by the compressed spring 15 between the casing 4 and the end piece 14 of the element 9 is transmitted from the latter by its end piece 11, seat 10, feed nut 8, coupling nut
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5, and the anti-friction pad 7 towards the casing 4.
The compressed spring
15 is thus used not only for its usual purpose of deflecting Insulation 9 into its normal position but also to hold the coupling nut 5 out of engagement with the seat 6, to hold the nut engaged in the element 9 by friction between the feed nut 8 and the seat 10, and to keep the coupling nut 5 engaged with the nut 8 and by the latter to the element 9 by friction between the surfaces of the two nuts abutting against each other, this friction being largely sufficient to overcome the resistance of the antifriction pad 7 to the rotation of the nut 5 when the element 9 on the rod 2, 3 rotates. Thus, the two nuts 8 and 5 will participate as a whole in a rotation of the element 9 when the latter is in the normal position for the brake released.
The fact that the two nuts 5 and 8 can rotate freely together with the rotary member 9 when the brake is in the released position makes it necessary, or at least desirable, to ensure against inadvertent rotation of the member 9. , and consequently nuts 8 and 5 under the effect of vibrations while the vehicle is moving. In order to prevent inadvertent rotation of the nuts 8 and 5, it is preferred to use according to the present invention, as exemplified in Fig. 2, a special invention which improves the present invention when employed with it. this but which is also useful in non-automatic adjusting devices of the type comprising a manually adjustable screw connection.
For this reason the said special invention is described and claimed in a second patent application filed simultaneously with the present one, so that the description of the special invention in the present specification may be limited to what is necessary for a full understanding of FIG. 2, in which the spring 15 is also used to effectively prevent the inadvertent rotation of the element 9, and therefore of the two nuts 5 and 8, under the effect of vibrations when the element 9 comes together. found in its normal position.
The simplest way to prevent the inadvertent rotation of the element 9 is by means of a frictional resistance to the rotation provided between the element and the tubular rod 2, this resistance to be overcome by the torque exerted. on element 9 in order to intentionally rotate it by hand on the non-rotating tubular rod 2.
With only this frictional resistance to rotation between the element 9 and the tubular rod 2, however, there is the risk that over time, a considerable unwanted angular displacement of the element 9 on the rod. 2 may occur by accumulation of very small angular displacements (individually negligible) of the actuating element under the action of vibrations or shocks momentarily creating in the actuating element 9 such a large torque or greater than the torque which may be practically required to be exerted on element 9 in order to turn it intentionally by hand.
In the mode of construction of the adjustment device shown in FIG. 2, said special invention is used to eliminate this risk by combining with a rotational frictional resistance provided between the actuating element 9 and the non-rotating tubular rod 2, means yielding resiliently to the torque which occurs as a result of any angular displacement of the element 9 relative to the rod 2 between the two, because of the frictional resistance to rotation which exists between them.
In the construction mode illustrated in FIG. 2, the compressed coil spring 15 is used to produce the frictional resistance to rotation between the element 9 and the rod 2, and constituting the means which yield in a resilient manner to the torque which occurs as a result of any rotation. of the actuating element relative to the rod 2 between the two, because of the frictional resistance to rotation which exists between them.
For this purpose, the compressed coil spring 15 is arranged to act as a torque transmitting torsion spring between end supports 4a and 14a for this spring on the casing 4 of the tubular rod 2 and on the workpiece. end 14 of element 9 respectively, and at least one of the ends of the spring 15 engages frictionally with its support, the other end
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of the spring, if it does not engage by friction with its support, engaging with the latter without rotation. Any desirable amount of rotational frictional resistance between any of the ends of the carrier 15 and its carrier can be achieved by shaping the carrier to a suitable shape, for example a conical shape.
The frictional resistance offered by the spring 15 to the rotation between the element 9 and the rod 2 can have a relatively low value without running the risk of an appreciable untimely rotation of the actuating element under the action of the vibrations. - tions or shocks. The spring 15 acting as a torsion spring between the actuating element and the tubular rod 2, will yield elastically to very small angular displacements of the element 9, such as may occur momentarily under the pressure. vibration or shock action.
Thus, the element 9 will be returned by the spring 15 after these very small angular displacements in the position adjusted by hand, thus eliminating the risk of an accumulation of very small angular displacements in a considerable angular displacement of the element 9 from its manually adjusted position.
Since the main purpose of an automatic adjuster which can also be adjusted by hand is to make possible an increase in clearance when replacing worn pads with the brake released, it may be sufficient that the element 9 can rotate on the rod 2 in only one direction, in particular in the direction in which element 9 is to be turned by hand for manual adjustment of the adjuster in the direction of increased clearance. With element 9 manually in one direction, a simple form of ratchet mechanism can be employed, easily operated by levers arranged along the side sides of the vehicle. Such a ratchet mechanism has been shown in FIG. 2.
It comprises a single-track clutch housed in element 9 as well as a clutch coil spring 25 which fits axially aligned cylindrical surfaces on a collar 26 integral with the end piece 14, and on a sleeve 27 rotatably mounted on the tubular rod 2 and having a projecting end 27a on which is clamped an arm 29 by means of a bolt 28 (see Fig. 3). Element 9 can rotate in the desired direction by tilting arm 29.
Levers 30 (see Fig. 1) connected to arm 29 and extending along the lateral sides of the vehicle may be provided, so that arm 29 can be tilted back and forth at an angle. limited to adjust the adjuster in the direction of an increase in clearance, without the need for the worker to get under the vehicle.
The full advantages of the invention will be obtained only on condition that the tubular actuating element 9, when the brake is released, is free to rotate by intentional action by hand, on the tubular rod 2 without that there is an obstacle on the part of the control means for the automatic actuation of the element 9 according to the stroke of the brake during braking, and without a disassembly, more or less difficult of said control means is necessary. When said control means consist of a fixedly mounted stopper for actuating the tubular element 9, said condition is fulfilled automatically, since with the brake released, the element 9 does not even touch said stopper.
However, as mentioned above, a control rod 24 should in general be employed, on which the stopper 23 is located. In the construction of the adjustment device illustrated in Figs. 1 to 4, in which the element 9 is provided with an arm 31 to cooperate with the stop 23 and to carry and guide the control rod 24 which passes through a hole in the arm 31, said condition is fulfilled when the arm 31 can rotate freely and easily around the longitudinal axis of the adjustment device. Preferably, the arm 31 is mounted so as to be able to turn easily, on the protective tube 16 between a stop ring 32 mounted thereon and the end piece 11 of the element 9.
Such mounting of the arm 31 results in a lighter construction than that which would be obtained by mounting the arm 31 on the tubular member 9 proper. Thanks to its rotating assembly, the
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arm 31 can remain in its position relative to the point of attachment of the control rod 24 to the brake lever 20 when the tubular element 9 is rotated. Thus it is not necessary to remove the control rod 24 so as not to prevent the rotation of the tubular element 9.
In the slightly modified construction which is illustrated in the
Fig. 4, the stop 23 is provided on a ring 33 which slides on the tubular part 2 of the brake rod between the jaw 1 and the actuating element
9 with which the stop 23 cooperates, the control rod 24 being connected to said ring by means of a fork 34.
In each of the modifications illustrated in Figs. 6 and.
7 the construction of the adjuster differs from that shown in
Fig. 2 in that the coupling nut 5 is largely relieved to take part in the transmission of the force of the spring 15 on the element 9 to the casing 4 of the tubular rod 2. In the modification shown in FIG. Fig. 6 the feed nut 8 has a stop flange 35 fixed to it.
When the element 9 is in its normal position, in which the feed nut 8 holds the coupling nut 5 out of engagement with its seat 6 against the action of a weak spring 36 inserted between the thrust anti-friction pad 7 and the casing 4, the flange 35 abuts against the end of the casing 4 which faces it and directly transmits most of the force of the spring 15 to it from the nut of feed 8 which will thus be pressed against its seat 10 by said force in a manner analogous to that of the invention shown in FIG. 2. The pressure between the two nuts 5 and 8 is defined by the spring 36 and is sufficient to cause the drive of the coupling nut 5 in a rotation of the feed nut 8 with the element. 9.
In the modification illustrated in FIG. 7 the feed nut 8 is also relieved of the greater part of the pressure of the spring 15 which must be transmitted to the casing 4, whereby the end piece 11 of the element 9 in the the normal position shown abuts against the end of the casing 4 which faces it and directly transmits to it most of the axial force exerted by the spring 15 on the element 9.
In this case, with the element 9 in its normal position, the pressure between the feed nut 8 and its seat 10 may be insufficient to cause the drive of the nut 8 in an isolation rotation. 9, so that it may be necessary or useful to provide a positive clutch of a suitable type between the element 9 and the nut 8 to drive the latter in the rotation of the element 9 to screw the two nuts 8 and 5 on the threaded shaft 3 in the direction of an increase in clearance. Fig. 7 shows such a positive clutch comprising a toothed flange 37 on the nut 8 and a pin 38 sliding axially and placed under the tension of a spring, this pin being mounted in the end piece 11 to coact with the teeth of the flange 37.
This clutch 37, 38 is engaged in the normal position shown of the element 9 and is released by the axial displacement of the element) with respect to the rod 2 against the tension of the spring 15. Thus in this case also the spring 15, when it holds the element 9 in its normal position, is also active to keep the nut 5 out of engagement with its seat 6 and to keep the two nuts 8 and 5 engaged with the element 9.
It is understood that various embodiments of the invention have been described and illustrated by way of preferred examples in practice, and not limiting of the invention or of the claims which follow to this embodiment. There is room within the principles of the invention and the scope of the broader claims which follow, for other embodiments and modifications;
it may be mentioned by way of example that it is preferable but not necessary to employ, as shown and described by way of example, the feed nut 8 as a stopper which by moving with the actuating element 9 when the latter returns to the normal position by releasing the brake after a braking operation, releases nut 5 from its engagement with seat 6 and causes nut 5 to engage with element 9, since a separate stopper can be provided for this purpose on