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La présente invention concerne les dispositifs de freinage sur jante pour le matériel roulant de chemin de fer, et plus particulièrement un disposi- tif de freinage du type hydropneumatique pour les wagons de marchandises.
L'un des dispositifs de freinage utilisés actuellement pour les wa- gons de marchandises consiste en un ou plusieurs cylindres de frein, portés sur le dessous du châssis du wagon et dont les tiges de piston sont reliées par des barres et des leviers aux sabots de freinage, qui sont suspendus indépendamment sur des organes de suspension s'étendant à partir du châssis, de manière à dépla- cer en même temps tous les sabots de frein du wagon pour les appliquer contre les jantes des roues ou par les dégager des jantes.
La timonerie ordinaire de frein ne peut pas être utilisée commodé- ment sur les nouveaux wagons légers, à cause de la limitation de l'espace dis- ponible et des exigences au point de vue du poids.
Le but principal de la présente invention est donc de réaliser pour chaque roue d'un wagon un dispositif de freinage du type hydropneumatique, petit, léger, compact et actionné indépendamment.
L'invention a aussi pour but de réaliser un dispositif de freinage, dont le cylindre hydraulique et le cylindre pneumatique peuvent être disposés au mieux dans l'espace disponible prévu sur le wagon pour ce dispositif.
L'invention se propose également de réaliser un dispositif de frei- nage hydropneumatique indépendant, dans lequel on a éliminé toutes les canali- sations hydrauliques, et on a supprimé par conséqent les pertes du liquide de freinage pouvant résulter d'une rupture de conduite.
Le dispositif de freinage hydropneumatique conforme à l'invention peut être monté et démonté séparément et indépendamment; il comporte un nouveau mécanisme de rattrapage de jeu pour compenser l'usure du sabot de frein associé à chaque roue d'un wagon.
D'autres buts et avantages de l'invention apparattront au cours de la description détaillée qui va suivre.
Sur le dessin annexé : - la figure 1 est une vue en élévation et en bout d'un dispositif de freinage conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, le couver- cle d'extrémité de ce dispositif étant enlevé; - la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1 et montre la relation de position entre les cylindres respectivement pneumatique et hydraulique du dispositif de freinage; -'la figure 3 est une poupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1 et montre les détails d'un mécanisme de rattrapage de jeu, qui sert à rattraper le jeu produit par l'usure d'un sabot de frein; - la figure 4 est une coupe partielle représentant un système diffé- rent pour fixer l'un des pistons de la figure 2 sur sa tige;
- la figure 5 est une vue en élévation et en bout, avec coupe partiel- le, d'aun autre mode de réalisation du dispositif de freinage conforme à l'in- vention; dans ce mode.de réalisation, le cylindre pneumatique et le cylindre j hydraulique sont disposés à des emplacements différents de ceux de la figure 2; - la figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 5 et montre les détails d'un mécanisme de rattrapage de jeu, qui est différent de ce- lui de la figure 3; - la figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 6 et montre certains détails additionnels du mécanisme de rattrapage de jeu de la fi- gure 6;
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- la figure 8 est une coupe partielle suivant la ligne 8-8 de la figure 5 et montre un ressort de tension réglable, destiné à desserrer les freins et relié à la tige du piston du cylindre hydraulique.
FIGURES 1 à 4
Comme on le voit sur la figure 1, le dispositif de freinage hydro- neumatique, qui est prévu pour chaque roue d'un wagon, comprend un carter 1, dans lequel un mécanisme hydropneumatique 2 de serrage et de desserrage des freins et un mécanisme 3 de rattrapage du jeu sont logés parallèlement l'un à l'autre avec un certain écart entre eux.
Le mécanisme 2 de serrage et de desserrage du frein hydropneumatique est représenté en détail sur la figure 2; il comprend un piston moteur 4, action- né par une pression pneumatique et monté coulissant dans un alésage 5 du carter 1, un mattre piston hydraulique 6, relié au piston moteur pneumatique 4 et un piston 7 de freinage, qui est actionné par une pression hydraulique et peut coulisser dans un alésage 8 d'un manchon 9, enfoncé à la presse dans un alésage inférieur 10 du carter 1 ; cetalésage 10 est parallèle à l'alésage 5 et se trou- ve à une certaine distance de celui-ci.
Un-ressort 11, interposé entre le piston 4 et une paroi 12, se trou- vant à l'extrémité de gauche de l'alésage 5 sollicite élastiquement les pis- tons 4 et 6 dans le sens du desserrage des freins, vers les positions dans les- quelles ces pistons sont représentés sur la figure 2 du dessin.
Plusieurs bossage 14, formés sur une cuvette de garniture d'étan- chéité 13, fixée sur le piston 4, viennent en contact avec un couvercle d'extré- mité 14 quand le piston 4 occupe la position représentée sur la figure 2, de manière à former une chambre de pression 16, dans laquelle s'établit une pres- sion pneumatique par l'intermédiaire d'un orifice 17 et d'une conduite 17a; cette conduite est reliée, au moyen par exemple d'une canalisation flexible (non re- présentée), à la conduite de cylindre de frein d'un distributeur de commande, ou triple valve, par exemple du type AB ", faisant partie du système de frei- nage ordinaire à air comprimé utilisé sur les wagons de marchandises.
Un manchon conique 18 est ajusté à la presse dans un contre-alésage conique 19 du carter 1. L'alésage 20 traversant le manchon 18 peut recevoir l'extrémité de gauche du mattre piston hydraulique 6. Plusieurs orifices radiaux 21, prévus dans le manchon 18, font communiquer l'alésage intérieur de celui-ci, et une chambre cylindrique 22 d'un diamètre correspondant, formée dans le carter 1 et coaxiale par rapport à l'alésage 20, avec un canal annulaire 23, formé dans le carter 1 et s'étendant circonférentiellement autour du manchon 18. Le canal 23 est relié par un orifice 24 à un réservoir hydraulique 25, formé dans-le car- ter 1.
Ce réservoir peut être rempli d'huile ou d'un autre fluide hydraulique ap- proprié par l'intermédiaire d'un bouchon amovible de remplissage 26, percé d'un trou de mise à l'air libre et vissé dans le carter 1.
Le manchon 18 comporte, entre ses extrémités et de part et d'autre des orifices 21, deux bagues élastiques 27 et 28 à section ronde, espacées dans le sens axial et disposées dans des gorges annulaires correspondantes ouvertes sur la surface intérieure du manchon. Ces bagues à section ronde peuvent cou- lisser d'une manière étanche contre la périphérie du piston 6, de manière à rédui re à un minimum les fuites de fluide entre la chambre 22 et le canal annulaire 23 et aussi entre ce canal et l'intérieur de l'alésage 5 quand le piston 6 se déplace vers la gauche, L'extrémité de gauche du piston comporte une partie 29 cylindrique à diamètre réduit,
qui est reliée par une partie conique 30 au reste du piston. Quand le piston 6 est poussé dans l'alésage 20 du manchon 18 par la pression pneumatique régnant dans la chambre 16 et agissant sur le piston 4 la partie conique 30 s'applique contre le diamètre intérieur de la bague 27 et pous- se celle-ci dans sa gorge annulaire, sans la couper, ni l'endommager d'une ma- nière quelconque.
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Un canal 31,formé dans le carter 1, relie la chambre 22 à une cham- bre 32, formée entre la face de gauche du piston 7 et la paroi d'extrémité de l'alésage 10. Ce canal 31 permet au fluide hydraulique de s'écouler de la cham- bre 22 dans la chambre 32 de manière à déplacer le piston 7 vers la droite, quand le piston 6 se déplace vers la gauche en réponse à l'établissement de la pression pneumatique dans la chambre 16.
Une tige de piston 33 est articulée à l'une de ses extrémités sur le piston 7, au moyen par exemple d'un axe 34, et à son autre extrémité sur une extrémité d'un levier de frein 36, au moyen par exemple d'un axe 35. Le levier de frein 36 s'étend vers l'extérieur à partir d'un moyeu 37; à partir de celui- ci s'étend également un bras 38, qui est parallèle au levier 36 et se trouve écarté de celui-ci; ce bras 38 constitué une partie du mécanisme de rattrapage de jeu 3, que l'on décrira plus loin. Le moyeu 37 comporte un alésage 39 à sec- tion carrée, de manière qu'on puisse le monter sur une partie à section carrée d'un arbre 40. Les extrémités de cet arbre 40 sont cylindriques et possèdent des diamètres différents, de manière à pouvoir monter le moyeu 37 sur l'arbre.
L'ex- trémité la plus mince de l'arbre 40 est supportée dans un premier palier (non représenté) monté dans une paroi latérale de droite 41 du carter 1 (en regardant le carter tel qu'il est représenté sur la figure 1); l'extrémité la plus grosse de cet arbre est supportée dans un palier (non représenté), monté dans une paroi latérale de gauche 42 du carter. L'extrémité de gauche de l'arbre 40 s'étend au- delà de la paroi 42 jusqu'à l'extérieur du carter 1 ; uneextrémité d'un bras 43 est montée rigidement sur cette extrémité de l'arbre 40.
Sur l'autre extrémité du bras 43 (figure 3) est montée pivotante une tête de frein 46, au moyen par exemple d'un boulon 44 et d'un écrou 45; cette tête 46 porte un sabot de frein 47, du type à composition spéciale, qui peut venir en contact avec la jante 48 d'une roue de wagon 49. Le bras 43 porte une patte 50, qui est sensiblement parallèle à une patte 51 s'étendant à partir d'un bossage 52 formé sur la tête 46. Un ressort 53, intercalé entre les pattes 50 et 51 pousse la patte 51, et par conséquent la tête 46, dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre autour du boulon 44, de manière à empêcher la partie supérieure du sabot 47 de venir en contact avec la jante 48 de la roue 49 quand les freins sont desserrés.
Le dispositif hydropneumatique de freinage, prévu pour chaque roue d'un wagon, comprend le mécanisme hydropneumatique 2 de serrage et de desserrage et le mécanisme 3 de rattrapage de jeu, qui sont montés à l'intérieur du carter 1; il comprend aussi le bras 43, la tête 46 et le sabot 47. Un dispositif de freinage est monté près de chaque roue, le carter 1 étant convenablement monté sur la face intérieure d'un châssis latéral du wagon ou fixé sur cette face.
Le mécanisme 3 de rattrapage de jeu comprend, en plus du bras 38, un pliquet de verrouillage 53, monté pivotant à l'une de ses extrémités sur un axe 54, traversant une fente allongée 55 du cliquet et fixé à chaque extrémité dans le carter 1. L'autre extrémité du cliquet 53 peut s'appliquer contre une dent 56 d'une crémaillère arrondie 57 formée sur l'extrémité extérieure du bras 38. Une gorge formée sur la face latérale de gauche du bras 38 peut venir en contact avec un axe 38a porté par le carter 1, de manière à limiter le pivote- ment du bras 38 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre.
Un res- sort 58, disposé entre le carter 1 et le cliquet 53, maintient normalement l'ex- trémité de droite du cliquet engagée avec une dent de la crémaillère 57; cette extrémité du cliquet peut franchir une dent de la crémaillère 57, quand le bras 38 pivote d'abord, dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, d'un angle suffisant pour permettre au ressort 58 de faire passer.le cliquet 53 de la position représentée sur la figure 3 à une nouvelle position dans la- quelle l'axe 54 s'applique contre l'extrémité de droite de la fente allongée 55, et quand le bras 38 tourne ensuite d'un angle égal à l'angle compris entre deux dents adjacentes de la crémaillère 57.
La longueur de la fente 55 du cliquet 53
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est choisie de manière que le sabot de frein 47 puisse venir en contact avec la jante 48 de la roue 49 en même temps que l'axe 54 vient en contact avec l'extré- mité de droite de la fente allongée 55
Un ressort 59, interposé entre le bras 38 et le couvercle d'extré- mité 15 sollicite élastiquement le bras 38, le levier 36, le piston 7, le bras
43 et le sabot articulé 47 dans la direction du desserrage des freins jusqu'aux positions représentées sur les figures 2 et 3.
Quand on désire appliquer les freins, on fait arriver de l'air sous pression dans la chambre 16, par l'intermédiaire de l'orifice 17 et de la con- duite 17a, à partir du système habituel de freinage à air comprimé installé sur les wagons de marchandises. L'air sous pression arrivant ainsi dans la chambre
16 (figure 2), formée entre la cuvette de garniture 13 et le couvercle d'extré- mité 15, déplace la cuvette 13 et les pistons 4 et 6 vers la gauche, par rapport au carter 1 en surmontant la résistance du ressort 11.
Quand le piston 6 se déplace comme on vient de l'expliquer, son ex- trémité de gauche recouvre d'abord les orifices 21 qui commandent la communica- tion entre la chambre 22 et le réservoir 25. Le piston 6 continuant à se dépla- cer vers la gauche, la partie conique 30 vient en contact avec la périphérie intérieure de la bague 27 et repousse cette bague dans sa gorge annulaire, jus- qua'à ce que le diamètre intérieur de la bague soit égal au diamètre extérieur du piston 6. Quand le diamètre intérieur de la bague 27 a ainsi augmenté, jus- qu'à égaler le diamètre extérieur du piston 6, celui-ci, en continuant à se dé- placer vers la gauche, peut passer à travers la bague 27.
Quand le piston 6 pas- se ainsi à travers la bague 27 celle-ci coopère avec la périphérie du piston 6 pour former un joint étanche entre le réservoir 25 et la chambre 22, de manière à emprisonner le fluide hydraulique contenu dans la chambre 22 et à empêcher ce fluide de s'échapper de cette chambre et de revenir dans le réservoir 25.
Les pistions 4 et 6 continuent à se déplacer vers la gauche, sous ' l'action de l'air sous pression arrivant dans la chambre 16, le fluide hydrauli- que emprisonné dans la chambre 22 est refoulé de cette chambre dans la chambre
32 à travers le canal 31. Puisqu'un fluide hydraulique est incompressible, la pression augmente sur la face de gauche du piston 7 d'application des freins.
Quand cette pression a suffisamment augmenté pour surmonter la force du ressort
59 de desserrage des freins, le piston 7 se déplace vers la droite (figure '2;, pendant que les pistons 4 et 6 se déplacent vers la gauche.
Pendant que le piston 7 se déplace vers la droite, la liaison réa- lisée par la tige de piston 33 entre le piston 7 et le levier 36 fait pivoter celui-ci dans le sens des aiguilles d'une montre (en regardant la figure 2).
Puisque ce levier 36 et le bras 38 font partie intégrante du moyeu 37 et puisque ce moyeu et le bras 43 sont montés tous les deux sur l'arbre 40 de manière à tour- ner avec celui-ci, les bras 38 et 43 pivotent dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre (en regardant la figure 3) en surmontant la force du res- sort 50, en même temps que le levier 36 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre (en regardant la figure 2). Le beas 43, du fait qu'il est relié au sabot de frein 47 par la tête 46 et le boulon 44, peut ainsi entraîner le sabot 47 jus- que au contact avec la jante 48 de la roue 49, de manière'à appliquer à celle-ci une force de freinage.
Quand le bras 38 pivote dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre (en regardant la figure 3), le ressort 58 maintient le cliquet de verrouillage 53 en prise avec la dent 56 (figure 3) et entraîne le cliquet vers la gauche jusqu'à ce que l'extrémité de droite de la fente allongée 55 du cliquet vienne en contact avec l'axe 54 La longueur de la fente 55 et la distance entre les sommets de deux dents adjacentes de la crémaillère 57 sont choisies de ma- nière que, s'il n'y a aucune usure appréciable du sabot de frein 47, ce sabot puisse venir en contact de freinage avec la jante 48 de la roue 49 et que les freins soient par conséquent appliqués sans que le bras 38 pivote dans le sens
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inverse de celui des,
aiguilles d'une montre d'un angle égal à celui compris entre les sommets de deux dents adjacentes après que l'axe 54 est venu en contact avec l'extrémité de droite de la fente 55. Par conséquent, tant que le sabot de frein 47 n'a pas dépassé un degré choisi d'usure, le cliquet de verrouillage 53 ne franchit pas la dent 36 pour venir s'engager avec la dent adjacente suivante de la crémaillère 57.
Pour maintenir le sabot de frein 47 contre la jante 48 de la roue 49 quand le sabot 47 s'use, le levier de frein 36 pivote dans le sens des aiguil- les d'une montre autour d'un pivot constitué par les paliers (non représentés) montés dans les parois latérales 41 et 42 du carter, et le piston 7 se déplace plus loin vers la droite de manière à compenser l'usure. Cette rotation addi- tionnelle du levier 36 est transmise par le moyeu 37, de manière à faire pivoter les bras 38 et 43 et à maintenir le sabot 47 en contact avec la jante 48 de la roue 49. Cette rotation du bras 38 s'effectue par rapport à l'axe 54 porté par le carter 1. Puisque l'axe 54 est déjà en contact avec l'extrémité de droite de la fente 55 le ressort 58 ne peut pas entraîner le cliquet 53 plus loin vers la gauche.
Par conséquent, quand le sabot de frein est suffisamment usé pour que le bras 38 pivote, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, d'un angle égal à l'angle compris entre les sommets de deux dents adjacentes de la crémail- lère 57 la dent 56 peut se déplacer par rapport au cliquet 53 et celui-ci peut s'engager avec la dent adjacente suivante se trouvant à droite de la dent 56. Il faut remarquer que, si l'usure du sabot 47, produite pendant une application des freins, est assez grande pour permettre au bras 38 de tourner, dans le sens in- verse de celui des aiguilles d'une montre, d'un angle égal à un multiple quel- conque de l'angle compris entre les sommets de deux dents adjacentes, par exemple àn fois cet angle, n dents de la crémaillère 57 seront franchies par le cliquet 53.
En réalité, il est rare en pratique qu'une usure du sabot de frein 47 soit suffisante pendant une seule application des freins pour permettre à plus d'une dent de la crémaillère 57 de franchir le cliquet 53.
Quand on évacue ensuite le fluide sous pression de la chambre 16, pour effectuer un desserrage des freins, le ressort de desserrage 11 entraîne les pistons 4 et 6 vers la droite (en regardant la figure 2), c'est-à-dire vers leur position de desserrage, dans laquelle ils sont représentés sur la figure 2.
Pen- dant que les pistons 4 et 6 se déplacent ainsi vers leur position de desserrage, le piston 7 est entraîné vers la gauche par le ressort 59 (en regardant la fi- gure 2), jusqu'à ce que le cliquet 53 s'engage contre le coté de gauche de la dent avec laquelle il est engagé au moment du desserrage des freins, de manière à empêcher le bras 38 de tourner plus loin dans le sens des aiguilles d'une montre (en regardant la figure 3),
Puisque les chambres 22 et 32 et le canal 31 sont remplis d'un li- quide, quand le mouvement du piston 7 vers la gauche est arrêté par le cliquet 53 engagé avec une dent de la crémaillère 57, le mouvement des pistons 4 et 6 continuant vers la droite, sous l'action du puissant ressort de desserrage 11, crée un vide dans la chambre 22 jusqu'au moment où l'extrémité du piston 6 passe à droite de la bague 27 et découvre les orifices 21.
Quand ces orifices ont été ainsi découverts, le fluide hydraulique s'écoule à partir du réservoir 25 à tra- vers l'orifice 24, le canal 23 les orifices 21 et arrive dans la chambre 22, tant que les pistons 4 et 6 n'ont pas atteint leur position de desserrage, dans laquel- le ils sont représentés sur la figure 2; les chambres 22 et 32 se remplissent ainsi complètement de liquide.
Il faut noter qu'une bague d'étanchéité 61 à section ronde, portée par le piston 7 ne réalise pas toujours une étanchéité parfaite avec la paroi de l'alésage 8 ; l'air à la pression atmosphérique peut quelquefois fuir à tra- vers cette bague, arriver dans la chambre 32, avant que l'extrémité de gauche du piston 6 soit passée à la droite de la bague 27, et supprimer ainsi le vide par- tiel régnant dans la chambre 22. Si ceci se produit, cet air, qui peut être en- traîné dans le fluide hydraulique des chambres 22 et 32 sous la forme de petites
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bulles, peut s'élever jusqu'à la surface du fluide hydraulique contenu dans le réservoir 25, en passant de la chambre 22 à travers les orifices 21, le canal 23 et l'orifice 24, quand l'extrémité du piston 6 est passée à la droite de la bague 27.
Puisque le réservoir 25 est ouvert à l'air libre, par un orifice 62 prévu dans le bouchon de remplissage 26, la pression régnant au-dessus du niveau du fluide hydraulique dans le réservoir 25 ne peut pas augmenter au-dessus de la pression atmosphérique quand une fuite se produit à travers la bague 61.
Quand on effectue ensuite une application des freins, du fluide sous pression est fourni par le système ordinaire de freinage à air comprimé, instal- lé sur le wagon de marchandises, et ce fluide arrive dans la chambre 16 en pas- sant par la conduite 17a et l'orifice 17. Ce fluide sous pression, arrivant ain- si dans la chambre 16, déplace les pistons 4 et 6 vers la gauche, de manière à effectuer une application des freins sensiblement comme on l'a expliqué précé- demment. Si le sabot de frein 47 subit pendant ce freinage une usure suffisante, le cliquet 53 peut passer par-dessus une autre dent de la crémaillère 57. En conséquence, quand les freins sont desserrés de nouveau, le piston"7 occupe une position située légèrement à droite de la position qu'il occupait quand il se trouvait précédemment en position de desserrage.
Il est donc bien entendu que la longueur de l'alésage 8 du manchon.9 est choisie assez grande pour réaliser un mouvement relatif entre le piston 7 et le manchon 9 à la suite de l'usure du sabot 47, ce mouvement s'ajoutant au mouvement relatif normal qui est nécessaire pour réaliser l'engagement du sabot de frein avec'la jante de la roue.
On a représenté sur la figure 4 un nouvel organe élastique de ver- rouillage 63, que l'on peut utiliser à la place de l'axe 34 représenté sur la fi- gure 2 pour relier une extrémité de la tige de piston 33 au piston 7. L'organe élastique de verrouillage 63 comprend un manchon creux 64, comportant à une extrémité une collerette annulaire 65, qui est dirigée vers l'intérieur et dont la section transversale est'semi-circulaire. Le manchon 64 comporte d'autre part, entre ses extrémités, une collerette annulaire extérieure 66, dont la section transversale est aussi semi-circulaire.
La tige de piston 33 est munie, à sa périphérie et près de son ex- trémité de gauche, d'une gorge périphérique 67, dont la section transversale semi-circulaire est sensiblement la même que celle de la collerette 65 de l'or- gane de verrouillage 63. Le piston 7 comporte un contre-alésage 68, dont le fond 69 a la forme d'une cuvette.
Une gorge 70 est formée dans la paroi du contre- alésage 68, entre les extrémités de celui-ci; la section transversale de cette gorge est semi-circulaire et sensiblement identique à celle de la collerette extérieure 66 du manchon 64
Quand on utilise l'organe de verrouillage 63 pour relier la tige de piston 33 au piston 7, on assemble cet organe de verrouillage, la tige de piston 33 et le piston 7 en faisant glisser d'abord l'extrémité de droite de l'organe 63 par-dessus l'extrémité de gauche de la tige de piston 33, jusqu'à ce que la collerette 65 s'engage brusquement dans la gorge 67 de la tige de piston. L'organe de verrouillage 63 étant ainsi fixé sur la tige de piston 33, on introduit l'extrémité de gauche de l'organe 63 dans le contre-alésage 68 du piston 7.
On pousse ensuite l'organe de verrouillage 63 dans ce contre-alésage, jusqu'au moment où la collerette extérieure 66 s'engage brusquement dans la gorge 70; l'extrémité sphérique de la tige 33 s'applique alors sur le fond 69, en forme de cuvette, du piston 7. On peut alors introduire le piston 7 dans l'alésage 8 du manchon 9 et on peut relier l'extrémité de droite de la tige de piston 33 au levier 36 au moyen de l'axe 35 représenté sur la figure 2.
FIGURES 5 à 8
Le dispositif hydropneumatique de freinage, représenté sur les fi- gures 5 à 8 inclusivement, est analogue dans son ensemble à celui représenté sur les figures 1 à 3 inclusivement; il diffère cependant de celui-ci du fait que 1.'axe du mécanisme hydropneumatique 71 (figure 5), assurant le serrage et le
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desserrage des freins, est disposé à angle droit par rapport à l'axe du mécanis- me hydraulique 72 d'application des freins (figure 6) au lieu d'être parallèle à cet axe comme sur la figure 2.
On a représenté en détail sur la figure 5 le mécanisme hydropneuma- tique 71 assurant le serrage et le desserrage des freins ; mécanisme 71 com- prend un piston 73, actionné par une pression pneumatique et monté coulissant dans un alésage 74 formé dans un coprs cylindrique 75 et un maître-piston hy- draulique 76, qui est coaxial au piston 73 et relié à celui-ci par une tige 77.
Un ressort 78 interposé entre le piston 73 et une paroi 79 située à l'extrémité inférieure de l'alsésage 74 sollicite élastiquement les pistons 73 et 76 dans la direction du desserrage des freins et vers la position dans la- quelle ces pistons sont représentés sur la figure 5.
Plusieurs bossages 81 sont formés sur une cuvette de garniture 80, fixée sur le piston 73; quand le piston 73 occupe la position représentée sur la figure 2, ses bossages 81 sont en contact avec un couvercle d'extrémité 82, de manière à former une chambre de pression 83, dans laquelle le fluide sous pres- sion peut arriver par un orifice 84 et par une conduite 84a; cette conduite est reliée, au moyen d'une canalisation flexible (non représentée), avec l'orifice de cylindre de frein du distributeur de commande du système ordinaire de frei- nage à air comprimé, qui est utilisé sur les wagons de marchandises.
Un manchon 85 est ajusté à la presse dans un alésage 86 du corps du cylindre 75 ; cet alésage est coaxial à l'alésage 74 et peut recevoir l'extrémité inférieure coulissante du mattre-piston hydraulique 76. Plusieurs orifices ra- diaux 87, percés dans le manchon 85, relient l'alésage intérieur de celui-ci et une chambre 88, formée dans le corps 75, à un canal annulaire 89 formé aussi dans le corps 75 et s'étendant circonférentiellement autour du manchon 85. Le canal 89 communique avec un réservoir d'huile (non représenté) à l'air libre, qui est analogue au réservoir d'huile 25 représenté sur la figure 2.
Le manchon 85 comporte, entre ses extrémités et de part et d'autre des orifices 87, deux bagues élastiques à section ronde 90 et 91, qui sont écar- tées l'une de l'autre dans le sens axial et qui sont disposées dans des gorges annulaires correspondantes, ouvertes sur la surface périphérique intérieure du manchon 85. Ces bagues 90 et 91 sont en contact étanche et glissant avec la périphérie du piston 76; elles jouent le même rôle que les bagues 27 et 28 re- présentées sur la figure 2. L'extrémité inférieure du piston 76 comporte une partie cylindrique 92, à diamètre réduit, qui est reliée par une partie conique 93 au reste du piston. Cette partie conique sert à repousser les bagues 90, 91 dans leurs gorges annulaires respectives, quand les pistons 73 et 76 se déplacent vers le bas.
La chambre 88 est reliée par un canal 94 percé dans le corps 75, à une chambre 95 (figure 6) prévue dans le mécanisme hydraulique 72 d'application des freins; cette chambre 95 est formée entre la face de gauche d'un piston hy- draulique 96 d'application des freins et le fond d'un alésage 97 du corps 75. Le canal 94 permet au fluide hydraulique de passer de la chambre 88 dans la chambre 95, pour entraîner le piston 96 vers la droite, quand le piston 76 (figure 5) est entraîné vers le bas, par suite de l'arrivée du fluide pneumatique sous pression dans la chambre 83.
Le piston hydraulique 96 d'application des freins est monté coulis- sant dans un alésage 98 d'un manchon 99, enfoncé à la presse dans l'alésage 97 du corps 75. Une tige de piston 100, comportant sur sa face supérieure une cré- maillère 101, est articulée à une extrémité sur le piston 96, au moyen par exemple d'un axe 102, et à l'autre extrémité sur une chape 104, au moyen par exemple d'un axe 103; cette chape 104 est formée à une extrémité d'un levier de frein 105. L'autre extrémité du levier 105 comporte un alésage 106 à section car- rée, qui permet de monter ce levier sur une partie carrée d'un arbre 107.
Une
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tête de boulon 108 (figure 5) fait partie intégrande de l'extrémité de gauche de l'arbre 107, tandis que l'extrémité de droite de celui-ci comporte une partie cylindrique 109, dont le diamètre est plus petit que la longueur d'un côté de la partie carrée de cet arbre.
Pour assembler le dispositif de freinage, on monte d'abord sur la partie carrée de l'arbre 107 un bras 110 muni,. entre ses extrémités, d'un moyeu 111 comportant un alésage 112 à section carrés, en plaçant contre la tête de boulon 108 la face du bras 110 opposée au moyeu 11, On place ensuite le levier 105 dans le corps 75 à travers une ouverture 113, qui neut être fermée par un 'couvercle 114--On place le levier 105 de manière que alésage carré 106 soit coaxial avec les deux paliers .coaxiaux 115, 116, dont les dimensiions sont dif- férentes et qui sont portés par-le corps. 75.
Le diamètre,, intérieur du palier 115 est sensiblement égal au diamètre extérieur du moyeu 111 du bras 110, et le dia- mètre intérieur du palier 116 est sensiblement égal;.au diamètre extérieur de la partie cylindrique 109 de l'arbre 107.
,Le. bras 110 étant assemblé avec l'arbre 107 on maintient celui-ci -coaxial avec les paliers 115, 116. On fait passer ensuite-la partie cylindrique 109 de-l'arbre 107 à travers le palier 115 et l'alésage carré 106 du levier 105,
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et on l'introduit dans le palier 116. 1iaMoJ.a: partie cyl'indrique- 1 09-'(1:e 'l:If arbre 107'pénètre dans. le palier 116 la partie carrée"de 1'.taT-bre :Ii:àètrel d'an1s l "a'Iésa- ge- carré 106 dU;1levier 105 et le.moyeual:.m.zbr,s 110 péiFètée4'dànµ' 1e='-p,lzèr " 19 5;:
On pou5sEPàlors 1!arbre: 10-7,vers;,la dXl3iFlie-s (en3.règardaitt l'a figure 5), jus- qu'à ce que la fece de droite, du bras 1.10 vienne s'appuyer contre -un bossage,-.-117, qui est formé'sur le corps.. 75 et qui entoure.,le moyeu 111 du..bras 110.
A, ce mo- ment, .on verrouille le bras 110 et le levier-105 dans leurs positions d'assem- blage sur 1''arbre 107, au moyen d'un axe de,verrouillage 118, qui comporte une partie. non 'filetée, s'étendant dans une cavité de-.l'arbre..107,-et'une partie. fi- letée vissée dans le levier 105,
Une tête de frein 121.est montée pivotante sur l'extrémité inférieu-
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x' dvi.zFb, i 1'Ozat.<<mnenya'rwemple djun boulon 119 et d'un écrou-'- 120; cette tête 121 por-te un sabot de frein 122 du type-à composition- spéciale, qui peut., venir en contact avec la jante d'une roue. de wagon.
Un ressort 124--de desserrage des freins est disposé dans une chambre
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cylindrique'123 (figure 8) formée dans- le-eorps 75; -seh-aocé- est parallè1e â ces lui de la chambre 95, aune certaine distante de celui-ci Ce resort 124 solli- cite élastiquement-le levier' 105,'le pistion 96 le bras 110 et le sabot-de frein
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122 ..dans ;le sens du desserrage-des-freins vèr-sJ;lâl posi ti:0n "dafls- layuàliêsle=.1e- vier 105'et-le'piston 96 sont représentés sur la figure 6. Une extrémité du res- sort 124 est reliée à une extrémité de l'axe 103 par une vis à chapeau 125 vis- sée dans cet axe.
L'autre extrémité du ressort 124 entoure un siège réglable 126, sur lequel elle est fixée ; siège 126 est vissé sur une vis mécanique 127 à tête plate. La tête de la vis 127 est disposée à l'extérieur de la chambre 123, dans une cavité 128 fraisée dans le corps 75. La partie filetée de la vis 127 s'étend à partir de la tête de celle-ci, jusque dans la chambre 123, à travers un alésage du siège 126 reliant la cavité 128 à l'intérieur de:la chambre 123.
Cette construction permet de modifier la tension du ressort de desserrage 124 en introduisant un tournevis dans la fente de la tête de la vis 127 et en faisant tourner cette vis de manière à déplacer le siège 126 le long de la vis, par rap- port au corps 75 et à l'extrémité opposée du ressort 124 extrémité qui est fixée sur l'axe 103.
Le mécanisme de rattrapage du jeu du dispositif de freinage, repré- senté sur les figures 5 à 8 inclusivement, comprend, en plus de la crémaillère 101, deux cliquets de verrouillage 129, 130, le bras du cliquet 130 étant plus long que celui du cliquet 129. Les cliquets 129 et 130 sont montés pivotants côte à c8te par une extrémité sur un arbre rotatif 131, qui s'étend à travers les fentes allongées 132, 133 de même longueur, prévues respectivement dans les
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cliquets 129, 130, près de la dite extrémité. L'autre extrémité de chacun des cliquets 129, 130 peut s'engager avec une dent de la crémaillère 101.
Pour assembler le mécanisme de rattrapage du jeu, on introduit à tra- vers une ouverture 136 (figure 6) dans une chambre 137 prévue à l'intérieur du corps 75, une chape 134 avec laquelle fait corps un manchon 135. On pousse en- suite le manchon 135 dans un alésage 138 du corps 75 cet alésage faisant com- muniquer la chambre 137 avec l'extérieur du corps 75. On introduit à ce moment les deux cliquets 129, 130 à travers l'ouverture 136 dans la chambre 137 et on les dispose de manière que leurs fentes allongées 132, 133 soient coaxiales par rapport au manchon 135. On introduit ensuite l'arbre 131 à travers le manchon 135, les fentes allongées 132, 133 et un alésage 139 du corps 75.
L'arbre 131 étant dans cette position, on le fixe sur le manchon 135 au moyen d'un axe 140, qui 'traverse à la fois l'arbre et le manchon comme on le voit 'sur la figu- re 7. La portion de l'arbre 131, se trouvant à l'extérieur du corps 75 et au- delà de l'extrémité du manchon 135, comporte un orifice 141 et une extrémité car- rée 142, pour permettre à un mécanicien d'introduire une tige à travers l'orifi- ce 141 ou d'appliquer une clé sur l'extrémité carrée 142, et de faire tourner ensuite l'arbre 131 et la chape 134 dans l'un ou l'autre sens.
Le corps 75 comporte une deuxième ouverture 143 située d'un c8té de l'alésage 138 et adjacente à celui-ci. On peut introduire un axe 144 de sou- lèvement de cliquet à travers cette ouverture 143, à travers la chape 134, à travers un alésage 145 prévu dans le cliquet 130 et sensiblement plus large que l'axe 144, et dans un alésage borgne 146 du cliquet 129, le diamètre de cet alé- sage 146 étant tel qu'il réalise un ajustement d'entraînement 'du cliquet 129 par l'axe 144.
Dans la position d'assemblage des cliquets 129 et 130, les extré- mités de droite de leurs bras sont sollicitées respectivement (figure 6) par des ressorts 147 et 148 dans le sens des aiguilles d'une montre autour de l'arbre 131, de manière à tendre à s'engager avec une dent de la crémaillère 101.
Quand les sabots de frein sont neufs et quand les freins sont des- serrés, le piston 96 est entraîné par le ressort de desserrage 124 jusqu'à une position de desserrage, se trouvant à l'extrémité de gauche de l'alésage 98 du manchon 99 (figure 6). Quand le piston 96 occupe cette position de desserrage des freins, la tige de piston 100 et sa crémaillère 101 occupent une position à gauche de celle dans laquelle elles sont représentées sur la figure 6. Dans cette position de desserrage, la face de gauche de la première dent, à l'extrémité de droite de la crémaillère 101, est sollicitée, de manière à s'engager avec l'ex- trémité de droite des cliquets 129, 130, par le ressort de desserrage, 124, qui est plus puissant que les ressorts 147, 148.
Les cliquets étant dans cette po- sition, l'axe 131 est en contact avec l'extrémité de droite de la fente allongée 133 du cliquet 130 et occupe dans la fente allongée 132 du cliquet 129 une posi- tion intermédiaire entre les extrémités de cette fente. Puisque l'axe 131 est en contact avec l'extrémité de droite de la fente 133 du cliquet 130 et puisque l'extrémité de droite de ce cliquet est appliquée contre la face de gauche de la première dent de la crémaillère 101,.1e ressort de desserrage 124 ne peut pas entraîner plus loin vers la gauche le piston 96, la tige 100 et la crémaillère 101. D'autre part, l'axe 131 se trouve à cet instant entre les extrémités de la fente 132 du cliquet 129.
Par conséquent, on comprend que seul le cliquet 130 peut empêcher le piston 96 et la tige 100 de se déplacer vers la gauche sous l'action du ressort de desserrage 124.
On va supposer maintenant que, le piston 96, la tige 100 et les cli- quets 129, 130 se trouvant dans la position de desserrage définie ci-dessus, on effectue une application des freins et que le fluide sous pression arrive du distributeur habituel de commande de freinage, prévu sur un wagon de chemin de fer, à travers la conduite 84a et l'orifice 84 (figure 5), dans la chambre de pression 83, formée entre la garniture 80 en forme de cuvette et le couvercle
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d'extrémité 82. Le fluide sous pression, fourni ainsi à la chambre 83, déplacé - la cuvette 80 et les pistons 73, 76 vers le bas, par rapport au corps 75, malgré la résistance opposée par le ressort 78.
'Quand le piston 76 descend comme on vient de l'expliquer, son extré- mité inférieure recouvre d'abord les orifices 87, qui commandent la communica- tion entre la chambre 88 et le canal 89. Le piston 76 continuant à se déplacer vers le bas, sa partie conique 93 vient en contact avec la périphérie intérieure de la bague 91 et pousse cette bague à l'intérieur de la gorge annulaire, dans laquelle elle est disposée, jusqu'au moment où le diamètre intérieur de cette bague devient égal au diamètre extérieur du piston 76 ; à ce moment, le piston 76 passe à travers la bague 91, qui coopère avec lui pour réaliser un joint étanche entre la chambre 88 et le canal 89 de manière à emprisonner le fluide hydrauli- que se trouvant dans la chambre 88 et à l'empêcher de revenir dans le oanal 89 et dans le réservoir auquel est relié ce canal.
Quand les pistons 73 et 76 continuent à decendre, en réponse à l'ar- rivée du fluide sous pression dans la chambre 83, le fluide hydraulique renfermé dans la chambre est refoulé en dehors de celle-ci, par l'intermédiaire du canal
94 dans la chambre 95* Le fluide arrivant ainsi dans cette chambre applique sur la face de:gauche du piston 96 une force opposée à celle du ressort de désser- rage 124. Quand cette force du fluide hydraulique a suffisamment augmenté'pour dépasser la force du ressort 124, le piston 96 est entraîné vers la droite, pen- dant que les pistons 73 et 76 sont entraînés vers le bas par le fluide sous pres- sion alimentant la chambre 83.
Pendant que le piston 96 se déplace Vers la droite, la liaison réa- lisée par la tige 100 entre le piston 96 et le levier 105 fait tourner celui-ci dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre (figure 6). Puisque le levier 105 et le bras 110 sont montés tous les deux sur l'arbre 107 de manier re à tourner avec celui-ci, le sabot de frein 122 vient en contact avec la jante d'une route (non représentée), de manière à appliquer à celle-ci une force de freinage.
Quand le piston 96, la tige de piston 100 et la crémaillère 101 se déplacent vers la droite, comme on vient de l'expliquer, la dent de l'extrémité de droite de la crémaillère 101 se déplace aussi vers la droite, en s'éloignant des extrémités des cliquets 129 130. Les ressorts 147 148, agissant respecti- ¯vement sur les extrémités de gauche des cliquets 129, 130, maintiennent les ex- . trémités de droite de deux cliquets engagées contre la face de gauche de la dent, jusqu'à ce que l'axe 130 vienne en contact avec l'extrémité de gauche de la fente allongée 132 du cliquet 129.
Pendant que la crémaillère 101 continue à se déplacer vers la droite, l'extrémité de droite du cliquet 129 monte alors sur la face de droite de la seconde dent de la crémaillère 101; l'extrémité de droi- te du cliquet 130 reste engagée contre la face de gauche de la première dent de la crémaillère 101 par le ressort 148, jusqu'au moment où le cliquet 130 s'est déplacé assez loin vers la droite pour que l'axe 131 vienne en contact avec l'extrémité de gauche de la fente allongée 133 du cliquet 130.
Quand la cré- maillère 101 continue à se déplacer vers la droite, après que l'axe 131 est ve- nu en contact avec l'extrémité de gauche de la fente 133 du cliquet 130, l'ex- trémité de droite du cliquet.130 monte, comme l'extrémité de droite du cliquet
129 sur la face de droite de la seconde dent de la crémaillère 101.
Les dimensions des dents de la crémaillère 101 et la distance, entre le sabot de frein 122 et la jante de la roue correspondante, sont choisies de telle façon, que si le sabot 22 ne présente pas une usure appréciable, il vient en contact avec la roue et une application des freins est donc effectuée, sans que l'extrémité de droite du cliquet 129 atteigne l'extrémité supérieure de la face de droite de la seconde dent de la crémaillère 101. Par conséquent, aucun des cliquets ne franchit la seconde dent de la crémaillère 101, tant que le sa- bot de frein 122 ne présent'e pas un certain degré d'usure.
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,Quand on effectue un desserrage des freins, le fluide sous pression s'échappe de la chambre 83 à travers le système de freinage du wagon. Il en ré- sulte que le ressort 78 entraîne vers le haut les pistons 73 et' 76, jusqu'à ce qu'ils occupent la position de desserrage dans laquelle ils sont représentés sur la figure 5. Quand le piston 76 monte, le volume de la chambre 88 augmente. En conséquence, le fluide hydraulique est refoulé par le piston 96, à partir de la chambre 95 et par l'intermédiaire du canal 94, dans la'chambre 88, de manière à maintenir celle-ci complètement remplie de fluide, puisque le ressort de desser- rage 124, agissant par l'intermédiaire de l'axe 103 et de la tige de piston 100, tire constamment le piston 96 vers la gauche (en regardant la figure 6).
Quand le piston 96, la tige de piston 100 et la crémaillère 101 de cette tige sont entraînés vers la gauche par le ressort 124, en réponse à l'aug- mentation du volume de la chambre 88, les extrémités de droite des cliquets 129, 130 descendent sur la face de droite de la seconde dent de la crémaillère 101, l'extrémité du cliquet 130 précédant l'extrémité du cliquet 129 puisque lecli- quet 130 est plus long que le cliquet 129, jusqu'au moment où l'extrémité du cliquet 130 s'applique contre le face de gauche de la première dent de la cré- maillère 101.
La crémaillère 101 continuant à se déplacer vers la gauche sa pre- mière dent, du fait qu'elle est engagée avec l'extrémité de droite du cliquet 130, entraîne celui-ci vers la gauche, malgré l'opposition du ressort 148, jus- qu'à ce que sa face de gauche s'applique contre l'extrémité de droite de cliquet 129 ; à partir de ce moment, les cliqueta',129 et 130 sont entraînés tous les deux vers la gauche, malgré l'opposition des ressorts respectifs 147 et 148, jusqu'à ce que l'extrémité de droite de la fente 133 du cliquet 130 vienne en contact avec l'axe 131. Ce contact empêche le cliquet 130 de se déplacer plus loin vers la gauche.
Puisque l'extrémité de droite du cliquet 130 est appliquée contre la face de gauche de la première dent de la crémaillère 101, cette crémaillère, la tige de piston 100 et le piston 96 ne peuvent pas se déplacer plus loin vers la gauche et se trouvent par conséquent maintenant dans leur position primitive de desserrage.
On va supposer maintenant que les freins sont serrés et que le sa- bot de frein 122 s'use pendant cette application des freins jusqu'à un degré appréciable. Comme on l'a expliqué précédemment, le piston 96, la tige 100 et la crémaillère 101 sont entraînés vers la droite quand on serre les freins, et les extrémités de droite des cliquets 129, 130 montent sur la face de droite de la deuxième dent de la crémaillère 101, avec l'extrémité du cliquet 130 suivant l'extrémité du cliquet 129.
Par conséquent, quand le sabot de frein 122 s'use, la crémaillère 101 continue à se déplacer vers la droite, jusqu'au moment où l'extrémité de droite du cliquet 129 atteint l'extrémité supérieure de la face de droite de la seconde dent de la crémaillère et tombe par-dessus cette dent pour s'engager contre la face de droite de la troisième dent de la crémaillère.
Puisque le cliquet 130 est plus long que le cliquet 129, l'extrémité de droite du cliquet 130 est encore engagée à ce moment contre la face de droite de la seconde dent de la crémaillère.
Si on desserre les freins, pendant que l'extrémité de droite du cli- quet 129 est appliquée contre la.face de droite de la troisième dent de la cré- maillère et que l'extrémité de droite du cliquet 130 est appliquée contre la fa- ce de droite de la seconde dent, entre les extrémités de cette face, le ressort de desserrage 124 entraîne le piston 96, la tige 100, la crémaillère 101 et le cliquet 129 vers la gauche, jusqu'à ce que l'axe 131 vienne en contact avec l'ex- trémité de droite de la fente allongée 132 du cliquet 129.
Ce contact empêche le cliquet 129 de se déplacer plus loin vers la gauche ; comme l'extrémité de droite de ce cliquet est engagée avec la face de droite de la troisième dent et bute contre la face de gauche de la seconde dent de la crémaillère, celle-ci, la tige 100 et le piston 96 ne peuvent pas se déplacer plus loin vers la gauche, sous l'action du ressort de desserrage 124. Le piston 96 ne retourne pas par consé- quent à sa position primitive de desserrage, mais occupe maintenant une position
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se trouvant à droite de sa position primitive.
Quand on desserre les freins, le ressort 78 entraîne vers le haut les pistons 73 et 76, puisque le fluide sous pression est évacué de la chambre 83 ; puisque le piston 76 monte, le volume de la chambre 88 augmente et permet au ressort 124 de déplacer le piston 96 vers la gauche, de manière à refouler le liquide hydraulique en dehors de la chambre 95 et à travers le canal 94 jusque dans la chambre 88; cette chambre est ainsi maintenue remplie de liquide, pen- dant que son volume augmerite.
Puisque le piston 96 ne retourne pas à sa position primitive de desserrage, comme on l'a expliqué plus haut, mais est arrêté à droite de cette position avant que les pistons 73, 76 atteignent leur position primitive de desserrage, l'écoulement du fluide hydraulique de la chambre 95 dans la chambre 88 cesse quand le piston 96 est arrêté; le piston 76 crée donc un vide dans la chambre 88 pendant qu'il est entraîné vers sa position de desserrage par le ressort 78, qui est suffisamment puissant pour déplacer les pistons 73 et 76 jusqu'à cette position, malgré le vide ainsi créé dans la chambre 88 ; cette position est représentée sur la ¯figure 5.
Pendant que le piston 76 est entraîné vers le haut par le ressort 78, et immédiatement avant qu'il atteigne sa position primitive de desserrage, son extrémité inférieure découvre les orifices 87 du manchon 85. Le fluide hy- draulique s'écoule alors du réservoir (non représenté) à travers le canal 89 et les orifices 87 jusque dans la chambre 88, de manière à remplir complètement cette chambre et à supprimer le vide de celle-ci.
La chambre 88 étant complètement remplie par le fluide hydraulique, comme on vient de l'expliquer, le fluide sous pression alimentant la chambre 83, quand on effectue ensuite une application des freins, actionne les pistons 73, 76 et 96 de manière à serrer les freins comme on l'a expliqué précédemment.
Pendant que le piston 96 se déplace vers la droite pour effectuer une application des freins, la crémaillère 101 se déplace aussi vers la droite; le cliquet 129 est donc entraîné vers la droite par le ressort 147, quand la face de gauche de la seconde dent de la crémaillère s'éloigne de l'extrémité de droite du cliquét 129, jusqu'à ce que l'axe 131 vienne en contact avec l'ex- trémité de gauche de la fente 132 de ce cliquet. Pendant que la crémaillère se déplace vers la droite, l'extrémité de droite du cliquet 130 monte sur la face de droite de la seconde dent de la crémaillère, jusqu'au moment où le sabot de frein 122 vient en contact avec la roue qui lui est associée.
On suppose maintenant que le sabot de frein 122 s'use et permet au piston 96 de déplacer la crémaillère 101 plus loin vers la droite. Pendant que la crémaillère se déplace ainsi vers la droite, la face de gauche de la seconde dent de la crémaillère s'éloigne de l'extrémité de droite du cliquet 129 ; cette extrémité monte donc sur la face de droite de la troisième dent de la crémail- lère. En même temps, pendant que la crémaillère 101 se déplace vers la droite, l'extrémité de droite du cliquet 130 continue à monter sur la face de droite de la seconde dent de la crémaillère.
Quand le sabot de frein 122 est suffisamment usé pour permettre à la crémaillère 101 de se déplacer assez loin vers la droite pour que l'extrémité de droite du cliquet 130 monte d'abord sur la face de droite de la seconde dent de la crémaillère, puis atteigne et franchisse juste le som- met de cette dent, cette extrémité du cliquet 130 tombe par-dessus cette dent et s'engage contre l'extrémité de droite de la troisième dent de la crémaillère.
Les extrémités de droite des deux cliquets 129,130 sont maintenant engagées contre la face de droite de la troisième dent de la crémaillère 101, l'extrémité' du cliquet 130 engageant cette face de droite à l'extrémité inférieure de celle- ci, tandis que l'extrémité du cliquet 129 engage cette face entre les deux ex- trémités de celle-ci.
Si on desserre maintenant les freins, le piston 96 est ramené par le
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ressort 124 à une position située à droite de la position qu'il occupait précé- demment quand il-était revenu à sa position de desserrage; du fluide hydraulique additionnel est fourni à la chambre 88, comme on l'a expliqué plus haut, de ma- nière à maintenir les chambres 88 et 95 toujours pleines de fluides.
Si on desserre brusquement les freins, quand l'extrémité de droite du cliquet 130 vient juste d'atteindre le sommet de la seconde dent de la cré- maillère, mais n'est pas encore retombée par-dessus cette dent pour s'engager avec la face de droite de la troisième dent, et si cette extrémité de droite du cliquet 130 ne revient pas en bas de la face de droite de la seconde dent de la crémaillère, mais saute par-dessus le sommet de la première dent, l'extrémité de droite du cliquet 129. qui. est engagée à ce moment avec la face de droite de la troisième dent de la crémaillère, entre les extrémités de cette face, em- pêche le piston 96, la tige 100 et la crémaillère 101 d'être ramenés par le res- sort 124 à la position qu'ils occupaient quand le sabot de frein 122 était neuf.
D'après le fonctionnement décrit plus haut des cliquets 129, 130, on voit que, quand le sabot de frein 122 s'use, le cliquet 129 passe d'abord par- dessus une dent de la crémaillère, que le cliquet 130 passe ensuite par-dessus la même dent, et que les deux cliquets passent ainsi par-dessus des dents suc- cessives de la crémaillère.101, jusqu'au moment où le sabot de frein 122 est tellement usé qu'il faut le remplacer par un sabot neuf.
Quand on remplace un sabot de frein usé par un sabot de frein neuf, il est nécessaire de dégager de la crémaillère 101 les oliquets 129, 130 pour que le piston 96 puisse revenir à sa position primitive de desserrage, de manière qu'il y ait un jeu approprié entre le sabot de frein et la jante de la roue as- sociée au sabot.
Pour dégager de la crémaillère 101 les cliquets 129, 130, l'opérateur applique une clé à l'extrémité carrée 1'42 de l'arbre 131 ou introduit une tige dans l'orifice 141 de cet arbre; il fait ensuite tourner l'arbre 131 dans le sens inverse de clui des aiguilles d'une montre (en regardant la figure 6). Puis- que le manchon 135 fait partie intégrante de la chape 134, et puisqu'il est fixé sur l'arbre 131 par l'axe 140, le manchon et la chape tournent ensemble en même temps que l'arbre. Par conséquent, quand l'arbre 131 tourne dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, la chape 134 vient en contact avec l'axe 144 de soulèvement des cliquets.
Pendant que l'arbre 131 continue à tour- ner, la chape 134, agissant par l'intermédiaire, de l'axe 144, soulève d'abord le cliquet 129 ; ensuite, quand l'axe 144 vient en contact avec la paroi de l'alésage 145 du cliquet 130, la chape 134 soulève également ce cliquet.
Quand l'arbre 131 a tourné suffisamment dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre pour que les extrémités de droite des cliquets 129, 130 soient soulevées au-dessus des sommets des dents de la crémaillère, 101, on peut faire tourner le bras 110, de manière à faire pivoter l'arbre 107 et le levier 105 dans le sens des aiguilles d'une montre (en regardant la figure 6), et à dépla- cer la tige de piston 100 et le piston 96 vers la gauche, jusqu'à ce que le pis- ton atteigne l'extrémité de gauche de l'alésage 98 du manchon 99 et vienne en contact avec la paroi d'extrémité de l'alésage 97.
On peut alors retirer la clé de l'extrémité carrée 142 ou la tige de l'orifice 141 de l'arbre 131; ensui- te, les extrémités de droite des cliquets 129, 130 retombent et s'engagent res- pectivement contre la face de droite de la seconde dent et la face de gauche de la première dent, à l'extrémité de droite de la crémaillère 101.
Quand on a remplacé le sabot de frein usé 122 par un sabot neuf, quand le piston 96 est venu en contact avec la paroi d'extrémité de l'alésage 99 et quand les extrémités de drôite des cliquets 129, 130 sont revenues contre une dent de la crémaillère 101, le dispositif de freinage est prêt à être mis en service.
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The present invention relates to rim braking devices for railway rolling stock, and more particularly to a hydropneumatic type braking device for freight wagons.
One of the braking devices currently used for freight wagons consists of one or more brake cylinders, carried on the underside of the wagon frame and the piston rods of which are connected by bars and levers to the brake shoes. brake, which are independently suspended on suspension members extending from the frame, so as to move all the brake shoes of the wagon at the same time to apply them against the rims of the wheels or to disengage them from the rims.
The regular brake linkage cannot be used conveniently on newer light wagons, due to the limitation of available space and weight requirements.
The main aim of the present invention is therefore to provide, for each wheel of a wagon, a braking device of the hydropneumatic type, which is small, light, compact and actuated independently.
Another object of the invention is to provide a braking device, the hydraulic cylinder and the pneumatic cylinder of which can best be arranged in the available space provided on the wagon for this device.
The invention also proposes to provide an independent hydropneumatic braking device, in which all the hydraulic pipes have been eliminated, and consequently the losses of the brake fluid which may result from a break in the pipe have been eliminated.
The hydropneumatic braking device according to the invention can be mounted and dismantled separately and independently; it includes a new play take-up mechanism to compensate for the wear of the brake shoe associated with each wheel of a wagon.
Other objects and advantages of the invention will become apparent from the detailed description which follows.
In the appended drawing: FIG. 1 is an elevational and end view of a braking device according to a first embodiment of the invention, the end cover of this device being removed; FIG. 2 is a section taken along line 2-2 of FIG. 1 and shows the positional relationship between the respectively pneumatic and hydraulic cylinders of the braking device; FIG. 3 is a stern taken along the line 3-3 of FIG. 1 and shows the details of a play take-up mechanism, which serves to take up the play produced by the wear of a brake shoe; FIG. 4 is a partial section showing a different system for fixing one of the pistons of FIG. 2 on its rod;
FIG. 5 is an elevational and end view, partially in section, of another embodiment of the braking device according to the invention; in this embodiment, the pneumatic cylinder and the hydraulic cylinder are arranged at different locations from those of Figure 2; FIG. 6 is a section taken on line 6-6 of FIG. 5 and shows the details of a play take-up mechanism, which is different from that of FIG. 3; FIG. 7 is a section taken on line 7-7 of FIG. 6 and shows certain additional details of the play take-up mechanism of FIG. 6;
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- Figure 8 is a partial section along the line 8-8 of Figure 5 and shows an adjustable tension spring, intended to release the brakes and connected to the piston rod of the hydraulic cylinder.
FIGURES 1 to 4
As seen in Figure 1, the hydro-pneumatic braking device, which is provided for each wheel of a wagon, comprises a housing 1, in which a hydropneumatic mechanism 2 for tightening and releasing the brakes and a mechanism 3 catch-ups are housed parallel to each other with a certain gap between them.
The mechanism 2 for clamping and releasing the hydropneumatic brake is shown in detail in FIG. 2; it comprises a motor piston 4, actuated by pneumatic pressure and mounted to slide in a bore 5 of the housing 1, a hydraulic piston master 6, connected to the pneumatic motor piston 4 and a braking piston 7, which is actuated by pressure hydraulic and can slide in a bore 8 of a sleeve 9, pressed into a lower bore 10 of the housing 1; this bore 10 is parallel to the bore 5 and is located at a certain distance therefrom.
A spring 11, interposed between the piston 4 and a wall 12, located at the left end of the bore 5 resiliently urges the pistons 4 and 6 in the direction of release of the brakes, towards the positions in which these pistons are shown in Figure 2 of the drawing.
Several bosses 14, formed on a seal cup 13, fixed on the piston 4, come into contact with an end cover 14 when the piston 4 occupies the position shown in FIG. 2, so in forming a pressure chamber 16, in which a pneumatic pressure is established via an orifice 17 and a pipe 17a; this pipe is connected, for example by means of a flexible pipe (not shown), to the brake cylinder pipe of a control valve, or triple valve, for example of the type AB ", forming part of the system ordinary compressed air braking systems used on freight cars.
A tapered sleeve 18 is press-fitted into a tapered counterbore 19 of the housing 1. The bore 20 passing through the sleeve 18 can receive the left end of the hydraulic piston master 6. Several radial holes 21, provided in the sleeve 18, communicate the internal bore thereof, and a cylindrical chamber 22 of a corresponding diameter, formed in the housing 1 and coaxial with respect to the bore 20, with an annular channel 23, formed in the housing 1 and extending circumferentially around the sleeve 18. The channel 23 is connected by an orifice 24 to a hydraulic reservoir 25, formed in the housing 1.
This reservoir can be filled with oil or another suitable hydraulic fluid by means of a removable filler cap 26, pierced with a vent hole and screwed into the housing 1.
The sleeve 18 comprises, between its ends and on either side of the orifices 21, two elastic rings 27 and 28 of round section, spaced in the axial direction and arranged in corresponding annular grooves open on the inner surface of the sleeve. These rings with a round section can slide in a sealed manner against the periphery of the piston 6, so as to reduce to a minimum the leakage of fluid between the chamber 22 and the annular channel 23 and also between this channel and the annular channel 23. inside the bore 5 when the piston 6 moves to the left, The left end of the piston has a cylindrical part 29 with reduced diameter,
which is connected by a conical part 30 to the rest of the piston. When the piston 6 is pushed into the bore 20 of the sleeve 18 by the pneumatic pressure prevailing in the chamber 16 and acting on the piston 4, the conical part 30 rests against the internal diameter of the ring 27 and pushes it. here in its annular groove, without cutting it or damaging it in any way.
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A channel 31, formed in the housing 1, connects the chamber 22 to a chamber 32, formed between the left face of the piston 7 and the end wall of the bore 10. This channel 31 allows the hydraulic fluid to flow. flow from chamber 22 into chamber 32 so as to move piston 7 to the right, as piston 6 moves to the left in response to the build-up of pneumatic pressure in chamber 16.
A piston rod 33 is articulated at one of its ends on the piston 7, for example by means of a pin 34, and at its other end on one end of a brake lever 36, by means for example of a pin 35. The brake lever 36 extends outwardly from a hub 37; from the latter also extends an arm 38, which is parallel to the lever 36 and is located away from the latter; this arm 38 constitutes part of the play take-up mechanism 3, which will be described later. The hub 37 has a bore 39 with a square section, so that it can be mounted on a portion of a square section of a shaft 40. The ends of this shaft 40 are cylindrical and have different diameters, so as to be able to mount the hub 37 on the shaft.
The thinnest end of shaft 40 is supported in a first bearing (not shown) mounted in a right side wall 41 of housing 1 (looking at the housing as shown in Figure 1). ; the larger end of this shaft is supported in a bearing (not shown), mounted in a left side wall 42 of the housing. The left end of the shaft 40 extends beyond the wall 42 to the outside of the housing 1; one end of an arm 43 is rigidly mounted on this end of the shaft 40.
On the other end of arm 43 (Figure 3) is pivotally mounted a brake head 46, for example by means of a bolt 44 and a nut 45; this head 46 carries a brake shoe 47, of the special composition type, which can come into contact with the rim 48 of a wagon wheel 49. The arm 43 carries a lug 50, which is substantially parallel to a lug 51 s 'extending from a boss 52 formed on the head 46. A spring 53, interposed between the tabs 50 and 51, pushes the tab 51, and therefore the head 46, in the counterclockwise direction. around the bolt 44, so as to prevent the upper part of the shoe 47 from coming into contact with the rim 48 of the wheel 49 when the brakes are released.
The hydropneumatic braking device, provided for each wheel of a wagon, comprises the hydropneumatic clamping and loosening mechanism 2 and the play take-up mechanism 3, which are mounted inside the housing 1; it also comprises the arm 43, the head 46 and the shoe 47. A braking device is mounted near each wheel, the casing 1 being suitably mounted on the inner face of a side frame of the wagon or fixed on this face.
The mechanism 3 for taking up play comprises, in addition to the arm 38, a locking pawl 53, pivotally mounted at one of its ends on a pin 54, passing through an elongated slot 55 of the pawl and fixed at each end in the housing. 1. The other end of the pawl 53 can be applied against a tooth 56 of a rounded rack 57 formed on the outer end of the arm 38. A groove formed on the left side face of the arm 38 can come into contact with it. a pin 38a carried by the casing 1, so as to limit the pivoting of the arm 38 in the counterclockwise direction.
A spring 58, disposed between the housing 1 and the pawl 53, normally maintains the right end of the pawl engaged with a tooth of the rack 57; this end of the pawl can pass through a tooth of the rack 57, when the arm 38 first pivots, counterclockwise, by an angle sufficient to allow the spring 58 to pass. pawl 53 from the position shown in Figure 3 to a new position in which the pin 54 rests against the right end of the elongated slot 55, and when the arm 38 then rotates by an angle equal to the angle between two adjacent teeth of the rack 57.
The length of the slot 55 of the pawl 53
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is chosen so that the brake shoe 47 can come into contact with the rim 48 of the wheel 49 at the same time that the axle 54 comes into contact with the right end of the elongated slot 55
A spring 59, interposed between the arm 38 and the end cover 15 elastically urges the arm 38, the lever 36, the piston 7, the arm.
43 and the hinged shoe 47 in the direction of release of the brakes to the positions shown in Figures 2 and 3.
When it is desired to apply the brakes, pressurized air is brought into the chamber 16, through the orifice 17 and the pipe 17a, from the usual compressed air braking system installed on the chamber. freight cars. The pressurized air thus entering the chamber
16 (figure 2), formed between the packing cup 13 and the end cover 15, moves the cup 13 and the pistons 4 and 6 to the left, relative to the housing 1, overcoming the resistance of the spring 11.
When the piston 6 moves as we have just explained, its left end first covers the orifices 21 which control the communication between the chamber 22 and the reservoir 25. The piston 6 continues to move. To the left, the conical part 30 comes into contact with the inner periphery of the ring 27 and pushes this ring back into its annular groove, until the inner diameter of the ring is equal to the outer diameter of the piston 6 When the internal diameter of the ring 27 has thus increased, to equal the external diameter of the piston 6, the latter, continuing to move to the left, can pass through the ring 27.
When the piston 6 thus passes through the ring 27, the latter cooperates with the periphery of the piston 6 to form a tight seal between the reservoir 25 and the chamber 22, so as to trap the hydraulic fluid contained in the chamber 22 and to prevent this fluid from escaping from this chamber and from returning to the reservoir 25.
The pistions 4 and 6 continue to move to the left, under the action of the pressurized air arriving in the chamber 16, the hydraulic fluid trapped in the chamber 22 is discharged from this chamber into the chamber.
32 through the channel 31. Since a hydraulic fluid is incompressible, the pressure increases on the left face of the piston 7 for applying the brakes.
When this pressure has increased enough to overcome the spring force
59 brake release, piston 7 moves to the right (figure '2 ;, while pistons 4 and 6 move to the left.
While the piston 7 is moving to the right, the connection made by the piston rod 33 between the piston 7 and the lever 36 rotates the latter clockwise (looking at figure 2 ).
Since this lever 36 and the arm 38 form an integral part of the hub 37 and since this hub and the arm 43 are both mounted on the shaft 40 so as to rotate therewith, the arms 38 and 43 pivot in counterclockwise (looking at figure 3) overcoming the force of the spring 50, at the same time as the lever 36 turns clockwise (looking at the figure 2). The beas 43, because it is connected to the brake shoe 47 by the head 46 and the bolt 44, can thus drive the shoe 47 until it comes into contact with the rim 48 of the wheel 49, so as to apply to this a braking force.
When arm 38 rotates counterclockwise (looking at Figure 3), spring 58 maintains locking pawl 53 in engagement with tooth 56 (Figure 3) and drives the pawl backwards. left until the right end of the elongated slot 55 of the pawl comes in contact with the pin 54 The length of the slot 55 and the distance between the vertices of two adjacent teeth of the rack 57 are chosen from my - denies that, if there is no appreciable wear of the brake shoe 47, this shoe can come into braking contact with the rim 48 of the wheel 49 and that the brakes are consequently applied without the arm 38 pivoting in the sense
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inverse of that of,
clockwise at an angle equal to that between the vertices of two adjacent teeth after pin 54 has contacted the right end of slot 55. Therefore, as long as the brake shoe 47 has not exceeded a selected degree of wear, the locking pawl 53 does not cross the tooth 36 to come into engagement with the next adjacent tooth of the rack 57.
In order to hold the brake shoe 47 against the rim 48 of the wheel 49 when the shoe 47 wears out, the brake lever 36 pivots clockwise around a pivot formed by the bearings ( not shown) mounted in the side walls 41 and 42 of the housing, and the piston 7 moves further to the right so as to compensate for wear. This additional rotation of the lever 36 is transmitted by the hub 37, so as to cause the arms 38 and 43 to pivot and to keep the shoe 47 in contact with the rim 48 of the wheel 49. This rotation of the arm 38 takes place. relative to the pin 54 carried by the housing 1. Since the pin 54 is already in contact with the right end of the slot 55 the spring 58 cannot drive the pawl 53 further to the left.
Therefore, when the brake shoe is worn enough for the arm 38 to pivot, counterclockwise, by an angle equal to the angle between the vertices of two adjacent teeth of the rack- 1st 57 tooth 56 can move relative to pawl 53 and the latter can engage with the next adjacent tooth to the right of tooth 56. Note that if the wear of shoe 47 occurs during application of the brakes, is large enough to allow arm 38 to rotate counterclockwise by an angle equal to any multiple of the angle between the vertices two adjacent teeth, for example atn times this angle, n teeth of the rack 57 will be crossed by the pawl 53.
In fact, it is rare in practice that the wear of the brake shoe 47 is sufficient during a single application of the brakes to allow more than one tooth of the rack 57 to pass the pawl 53.
When the pressurized fluid is then evacuated from the chamber 16, in order to release the brakes, the release spring 11 drives the pistons 4 and 6 to the right (looking at FIG. 2), that is to say towards their release position, in which they are shown in Figure 2.
While the pistons 4 and 6 thus move towards their released position, the piston 7 is driven to the left by the spring 59 (looking at figure 2), until the pawl 53 is engaged. engages against the left side of the tooth with which it is engaged when releasing the brakes, so as to prevent the arm 38 from turning further clockwise (looking at figure 3),
Since the chambers 22 and 32 and the channel 31 are filled with a liquid, when the movement of the piston 7 to the left is stopped by the pawl 53 engaged with a tooth of the rack 57, the movement of the pistons 4 and 6 continuing to the right, under the action of the powerful release spring 11, creates a vacuum in the chamber 22 until the end of the piston 6 passes to the right of the ring 27 and uncovers the orifices 21.
When these orifices have been thus discovered, the hydraulic fluid flows from the reservoir 25 through the orifice 24, the channel 23 the orifices 21 and arrives in the chamber 22, as long as the pistons 4 and 6 do not have not reached their release position, in which they are shown in Figure 2; the chambers 22 and 32 are thus completely filled with liquid.
It should be noted that a sealing ring 61 with a round section, carried by the piston 7 does not always produce a perfect seal with the wall of the bore 8; air at atmospheric pressure can sometimes leak through this ring, reach chamber 32, before the left end of piston 6 has passed to the right of ring 27, and thus remove the vacuum through- tiel prevailing in chamber 22. If this occurs, this air, which can be drawn into the hydraulic fluid of chambers 22 and 32 in the form of small
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bubbles, can rise to the surface of the hydraulic fluid contained in the reservoir 25, passing from the chamber 22 through the orifices 21, the channel 23 and the orifice 24, when the end of the piston 6 is passed to the right of the ring 27.
Since the reservoir 25 is open to the air, through an orifice 62 provided in the filler cap 26, the pressure existing above the level of the hydraulic fluid in the reservoir 25 cannot increase above atmospheric pressure. when a leak occurs through the ring 61.
When the brakes are then applied, pressurized fluid is supplied by the ordinary compressed air braking system, installed on the freight car, and this fluid arrives in the chamber 16 by passing through the line 17a. and the orifice 17. This pressurized fluid, thus arriving in the chamber 16, moves the pistons 4 and 6 to the left, so as to effect an application of the brakes substantially as explained above. If the brake shoe 47 undergoes sufficient wear during this braking, the pawl 53 can pass over another tooth of the rack 57. Consequently, when the brakes are released again, the piston "7 occupies a slightly situated position. to the right of the position it occupied when it was previously in the release position.
It is therefore understood that the length of the bore 8 of the sleeve 9 is chosen large enough to achieve a relative movement between the piston 7 and the sleeve 9 following the wear of the shoe 47, this movement being added to the normal relative movement which is necessary to achieve the engagement of the brake shoe with the rim of the wheel.
There is shown in Figure 4 a new elastic locking member 63, which can be used in place of the pin 34 shown in Figure 2 to connect one end of the piston rod 33 to the piston. 7. The elastic locking member 63 comprises a hollow sleeve 64, having at one end an annular flange 65, which is directed inwards and whose cross section is semi-circular. The sleeve 64 also comprises, between its ends, an outer annular flange 66, the cross section of which is also semi-circular.
The piston rod 33 is provided, at its periphery and near its left end, with a peripheral groove 67, the semicircular cross section of which is substantially the same as that of the collar 65 of the or- locking gane 63. The piston 7 has a counter-bore 68, the bottom 69 of which has the shape of a cup.
A groove 70 is formed in the wall of the counterbore 68, between the ends thereof; the cross section of this groove is semi-circular and substantially identical to that of the outer collar 66 of the sleeve 64
When using the locking member 63 to connect the piston rod 33 to the piston 7, this locking member, the piston rod 33 and the piston 7 are assembled by first sliding the right end of the piston. member 63 over the left end of piston rod 33, until flange 65 abruptly engages groove 67 of piston rod. The locking member 63 being thus fixed on the piston rod 33, the left end of the member 63 is introduced into the counter-bore 68 of the piston 7.
The locking member 63 is then pushed into this counter-bore, until the moment when the outer collar 66 abruptly engages in the groove 70; the spherical end of the rod 33 then rests on the bottom 69, in the form of a cup, of the piston 7. The piston 7 can then be inserted into the bore 8 of the sleeve 9 and the right end can be connected from the piston rod 33 to the lever 36 by means of the pin 35 shown in Figure 2.
FIGURES 5 to 8
The hydropneumatic braking device, shown in Figures 5 to 8 inclusive, is generally similar to that shown in Figures 1 to 3 inclusive; however, it differs from the latter in that the axis of the hydropneumatic mechanism 71 (figure 5), ensuring the tightening and
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brake release, is disposed at right angles to the axis of the hydraulic brake application mechanism 72 (Figure 6) instead of being parallel to this axis as in Figure 2.
FIG. 5 shows in detail the hydropneumatic mechanism 71 ensuring the application and release of the brakes; mechanism 71 comprises a piston 73, actuated by pneumatic pressure and slidably mounted in a bore 74 formed in a cylindrical body 75 and a hydraulic master piston 76, which is coaxial with the piston 73 and connected thereto by a rod 77.
A spring 78 interposed between the piston 73 and a wall 79 located at the lower end of the bore 74 resiliently urges the pistons 73 and 76 in the direction of release of the brakes and towards the position in which these pistons are shown in figure 5.
Several bosses 81 are formed on a packing cup 80, fixed on the piston 73; when the piston 73 occupies the position shown in FIG. 2, its bosses 81 are in contact with an end cover 82, so as to form a pressure chamber 83, into which the pressurized fluid can enter through an orifice 84 and by a pipe 84a; this line is connected, by means of a flexible line (not shown), with the brake cylinder port of the control valve of the ordinary compressed air braking system, which is used on freight cars.
A sleeve 85 is press fitted into a bore 86 of the cylinder body 75; this bore is coaxial with the bore 74 and can receive the lower sliding end of the hydraulic master piston 76. Several radial orifices 87, drilled in the sleeve 85, connect the internal bore thereof and a chamber 88 , formed in the body 75, to an annular channel 89 also formed in the body 75 and extending circumferentially around the sleeve 85. The channel 89 communicates with an oil reservoir (not shown) in the open air, which is analogous to the oil tank 25 shown in figure 2.
The sleeve 85 comprises, between its ends and on either side of the orifices 87, two elastic rings 90 and 91 with round cross-section, which are spaced apart in the axial direction and which are arranged in corresponding annular grooves, open on the inner peripheral surface of the sleeve 85. These rings 90 and 91 are in sealed and sliding contact with the periphery of the piston 76; they play the same role as the rings 27 and 28 shown in FIG. 2. The lower end of the piston 76 comprises a cylindrical part 92, of reduced diameter, which is connected by a conical part 93 to the rest of the piston. This conical part serves to push the rings 90, 91 into their respective annular grooves, when the pistons 73 and 76 move downwards.
The chamber 88 is connected by a channel 94 drilled in the body 75, to a chamber 95 (FIG. 6) provided in the hydraulic mechanism 72 for applying the brakes; this chamber 95 is formed between the left face of a hydraulic piston 96 for applying the brakes and the bottom of a bore 97 of the body 75. The channel 94 allows the hydraulic fluid to pass from the chamber 88 into the chamber. chamber 95, to drive piston 96 to the right, when piston 76 (Fig. 5) is driven downward, due to the inflow of pressurized pneumatic fluid into chamber 83.
The hydraulic piston 96 for applying the brakes is slidably mounted in a bore 98 of a sleeve 99, pressed into the bore 97 of the body 75. A piston rod 100, comprising on its upper face a creation. - Mesh 101, is articulated at one end on the piston 96, for example by means of a pin 102, and at the other end on a yoke 104, for example by means of a pin 103; this yoke 104 is formed at one end of a brake lever 105. The other end of the lever 105 has a bore 106 with a square section, which enables this lever to be mounted on a square part of a shaft 107.
A
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bolt head 108 (figure 5) is an integral part of the left end of shaft 107, while the right end of the latter has a cylindrical part 109, the diameter of which is smaller than the length d 'one side of the square part of this tree.
To assemble the braking device, is first mounted on the square part of the shaft 107 an arm 110 provided ,. between its ends, of a hub 111 comprising a bore 112 with square section, by placing against the bolt head 108 the face of the arm 110 opposite the hub 11, the lever 105 is then placed in the body 75 through an opening 113 , which cannot be closed by a cover 114 - The lever 105 is placed so that the square bore 106 is coaxial with the two coaxial bearings 115, 116, the dimensions of which are different and which are carried by the body . 75.
The inner diameter of the bearing 115 is substantially equal to the outer diameter of the hub 111 of the arm 110, and the inner diameter of the bearing 116 is substantially equal to the outer diameter of the cylindrical portion 109 of the shaft 107.
,The. arm 110 being assembled with the shaft 107, it is kept coaxial with the bearings 115, 116. The cylindrical part 109 of the shaft 107 is then passed through the bearing 115 and the square bore 106 of the shaft 107. lever 105,
EMI8.1
and it is introduced into the bearing 116. 1iaMoJ.a: cylindrical part 1 09 - '(1: e' l: The shaft 107 'enters. the bearing 116 the square part "of 1'.taT- bre: Ii: ètrel of an1s l "a'Iessa- square 106 dU; 1levier 105 and le.moyeual: .m.zbr, s 110 péiFètée4'dànµ '1e =' - p, lzèr" 19 5 ;:
We then push 1! Tree: 10-7, worms;, the dXl3iFlie-s (en3.regaitt a figure 5), until the right fece, of the arm 1.10 comes to rest against a boss, -.- 117, which is formed on the body .. 75 and which surrounds., the hub 111 of the .. arm 110.
At this time, the arm 110 and the lever-105 are locked in their assembly positions on the shaft 107, by means of a locking pin 118, which has a part. non-threaded, extending into a cavity of-.the shaft..107, -and part. thread screwed into lever 105,
A brake head 121. Is pivotally mounted on the lower end
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x 'dvi.zFb, i 1'Ozat. << mnenya'rwemple of a bolt 119 and a nut -'- 120; this head 121 por-te a brake shoe 122 of the type-composition-special, which can., come into contact with the rim of a wheel. of wagon.
A spring 124 - for releasing the brakes is arranged in a chamber
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cylindrical 123 (Figure 8) formed in the body 75; -seh-aoc- is parallel to these it of the chamber 95, at some distance from it This resort 124 elastically urges the lever 105, the piston 96 the arm 110 and the brake shoe
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122 ..in the direction of release-of-the-brakes vèr-sJ; lâl posi ti: 0n "dafls- layuàliêsle = .1e- vier 105 'and-le'piston 96 are shown in figure 6. One end of the res - output 124 is connected to one end of the axis 103 by a cap screw 125 screwed in this axis.
The other end of the spring 124 surrounds an adjustable seat 126, on which it is fixed; seat 126 is screwed onto a machine screw 127 with a flat head. The head of the screw 127 is disposed outside the chamber 123, in a cavity 128 countersunk in the body 75. The threaded portion of the screw 127 extends from the head thereof, into the socket. chamber 123, through a bore of the seat 126 connecting the cavity 128 inside: the chamber 123.
This construction allows the tension of the release spring 124 to be varied by inserting a screwdriver into the slot in the head of the screw 127 and rotating this screw so as to move the seat 126 along the screw, relative to the screw. body 75 and at the opposite end of the spring 124 end which is fixed on the axis 103.
The brake device play take-up mechanism, shown in Figures 5 to 8 inclusive, comprises, in addition to the rack 101, two locking pawls 129, 130, the arm of the pawl 130 being longer than that of the pawl 129. The pawls 129 and 130 are mounted to pivot side by side at one end on a rotary shaft 131, which extends through the elongated slots 132, 133 of the same length, respectively provided in the
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pawls 129, 130, near said end. The other end of each of the pawls 129, 130 can engage with a tooth of the rack 101.
In order to assemble the mechanism for taking up the play, a yoke 134 is introduced through an opening 136 (FIG. 6) in a chamber 137 provided inside the body 75, a yoke 134 with which a sleeve 135 is integral. following the sleeve 135 in a bore 138 of the body 75 this bore making the chamber 137 communicate with the outside of the body 75. At this time, the two pawls 129, 130 are introduced through the opening 136 in the chamber 137 and they are arranged so that their elongated slots 132, 133 are coaxial with respect to the sleeve 135. The shaft 131 is then introduced through the sleeve 135, the elongated slots 132, 133 and a bore 139 of the body 75.
With the shaft 131 in this position, it is fixed to the sleeve 135 by means of a pin 140, which 'passes through both the shaft and the sleeve as seen' in FIG. 7. The portion of the shaft 131, located outside the body 75 and beyond the end of the sleeve 135, has an orifice 141 and a square end 142, to allow a mechanic to insert a rod through through hole 141 or apply a wrench to square end 142, and then rotate shaft 131 and yoke 134 in either direction.
The body 75 has a second opening 143 located on one side of the bore 138 and adjacent thereto. A pawl lifting pin 144 can be introduced through this opening 143, through the yoke 134, through a bore 145 provided in the pawl 130 and substantially larger than the pin 144, and into a blind bore 146 of the pawl 129, the diameter of this bore 146 being such that it provides a drive adjustment of the pawl 129 by the axis 144.
In the assembly position of the pawls 129 and 130, the right-hand ends of their arms are urged respectively (Figure 6) by springs 147 and 148 clockwise around the shaft 131, so as to tend to engage with a tooth of the rack 101.
When the brake shoes are new and the brakes are released, piston 96 is driven by release spring 124 to a release position, which is at the left end of bore 98 in the sleeve. 99 (figure 6). When the piston 96 occupies this brake release position, the piston rod 100 and its rack 101 occupy a position to the left of that in which they are shown in Figure 6. In this release position, the left face of the first tooth, at the right end of the rack 101, is biased, so as to engage with the right end of the pawls 129, 130, by the release spring, 124, which is more powerful than the springs 147, 148.
The pawls being in this position, the pin 131 is in contact with the right-hand end of the elongated slot 133 of the pawl 130 and occupies in the elongated slot 132 of the pawl 129 an intermediate position between the ends of this. slot. Since the pin 131 is in contact with the right end of the slot 133 of the pawl 130 and since the right end of this pawl is pressed against the left face of the first tooth of the rack 101, the spring release 124 cannot drive further to the left the piston 96, the rod 100 and the rack 101. On the other hand, the pin 131 is at this moment between the ends of the slot 132 of the pawl 129.
Therefore, it is understood that only the pawl 130 can prevent the piston 96 and the rod 100 from moving to the left under the action of the release spring 124.
It will now be assumed that, with the piston 96, the rod 100 and the pawls 129, 130 being in the release position defined above, the brakes are applied and that the pressurized fluid arrives from the usual distributor of brake control, provided on a railway car, through line 84a and port 84 (Figure 5), in pressure chamber 83, formed between cup-shaped lining 80 and cover
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end 82. The pressurized fluid, thus supplied to chamber 83, displaced - cup 80 and pistons 73, 76 downward, relative to body 75, despite the resistance opposed by spring 78.
When piston 76 descends as just explained, its lower end first covers ports 87, which control communication between chamber 88 and channel 89. Piston 76 continues to move toward the bottom, its conical part 93 comes into contact with the inner periphery of the ring 91 and pushes this ring inside the annular groove, in which it is arranged, until the internal diameter of this ring becomes equal to the outside diameter of the piston 76; at this point, the piston 76 passes through the ring 91, which cooperates with it to provide a tight seal between the chamber 88 and the channel 89 so as to trap the hydraulic fluid in the chamber 88 and to the prevent it from returning to the oanal 89 and to the reservoir to which this channel is connected.
When the pistons 73 and 76 continue to descend, in response to the arrival of the pressurized fluid in the chamber 83, the hydraulic fluid contained in the chamber is forced out of the latter, via the channel.
94 in the chamber 95 * The fluid thus arriving in this chamber applies on the left face of the piston 96 a force opposite to that of the release spring 124. When this force of the hydraulic fluid has increased sufficiently to exceed the force of spring 124, piston 96 is driven to the right, while pistons 73 and 76 are driven downward by the pressurized fluid supplied to chamber 83.
While the piston 96 is moving to the right, the connection made by the rod 100 between the piston 96 and the lever 105 causes the latter to rotate counterclockwise (FIG. 6). Since lever 105 and arm 110 are both mounted on shaft 107 to rotate with it, brake shoe 122 contacts the rim of a road (not shown), so to apply a braking force thereto.
As piston 96, piston rod 100, and rack 101 move to the right, as just explained, the tooth at the right end of rack 101 also moves to the right, s' away from the ends of the pawls 129, 130. The springs 147 148, acting on the left ends of the pawls 129, 130, respectively, hold the ex-. right hoppers of two pawls engaged against the left face of the tooth, until the pin 130 comes into contact with the left end of the elongated slot 132 of the pawl 129.
While the rack 101 continues to move to the right, the right end of the pawl 129 then rises on the right face of the second tooth of the rack 101; the right end of the pawl 130 remains engaged against the left face of the first tooth of the rack 101 by the spring 148, until the moment when the pawl 130 has moved far enough to the right for the The pin 131 comes into contact with the left end of the elongated slot 133 of the pawl 130.
As the rack 101 continues to move to the right, after the pin 131 has contacted the left end of the slot 133 in the pawl 130, the right end of the pawl. 130 goes up, like the right end of the ratchet
129 on the right face of the second tooth of rack 101.
The dimensions of the teeth of the rack 101 and the distance between the brake shoe 122 and the rim of the corresponding wheel are chosen such that if the shoe 22 does not show appreciable wear, it comes into contact with the wheel. wheel and brake application is therefore performed without the right end of the pawl 129 reaching the upper end of the right face of the second tooth of the rack 101. Consequently, none of the pawls crosses the second tooth. of the rack 101, as long as the brake shoe 122 does not show some wear.
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When the brakes are released, the pressurized fluid escapes from chamber 83 through the wagon's brake system. As a result, the spring 78 drives the pistons 73 and 76 upwards, until they occupy the release position in which they are shown in FIG. 5. As the piston 76 rises, the volume of room 88 increases. Consequently, the hydraulic fluid is forced by the piston 96, from the chamber 95 and through the channel 94, into the chamber 88, so as to keep the latter completely filled with fluid, since the valve spring. Release 124, acting through pin 103 and piston rod 100, constantly pulls piston 96 to the left (looking at Figure 6).
When the piston 96, the piston rod 100 and the rack 101 of this rod are driven to the left by the spring 124, in response to the increase in the volume of the chamber 88, the right ends of the pawls 129, 130 descend on the right face of the second tooth of the rack 101, the end of the pawl 130 preceding the end of the pawl 129 since the pawl 130 is longer than the pawl 129, until the end of pawl 130 rests against the left face of the first tooth of rack 101.
The rack 101 continuing to move to the left its first tooth, because it is engaged with the right end of the pawl 130, drives the latter to the left, despite the opposition of the spring 148, jus - that its left face is against the right end of pawl 129; from this moment, the clicks', 129 and 130 are both driven to the left, despite the opposition of the respective springs 147 and 148, until the right end of the slot 133 of the pawl 130 comes into contact with the axis 131. This contact prevents the pawl 130 from moving further to the left.
Since the right end of pawl 130 is pressed against the left face of the first tooth of rack 101, this rack, piston rod 100, and piston 96 cannot move any further to the left and are located therefore now in their original released position.
It will now be assumed that the brakes are applied and that the brake shoe 122 wears during this brake application to an appreciable degree. As explained above, the piston 96, the rod 100 and the rack 101 are driven to the right when the brakes are applied, and the right ends of the pawls 129, 130 go up on the right face of the second tooth. of the rack 101, with the end of the pawl 130 following the end of the pawl 129.
Therefore, when the brake shoe 122 wears out, the rack 101 continues to move to the right, until the right end of the pawl 129 reaches the upper end of the right face of the second. tooth of the rack and falls over this tooth to engage against the right face of the third tooth of the rack.
Since the pawl 130 is longer than the pawl 129, the right end of the pawl 130 is still engaged at this time against the right face of the second tooth of the rack.
If the brakes are released, while the right end of pawl 129 is pressed against the right face of the third tooth of the rack and the right end of pawl 130 is pressed against the fa - this from the right of the second tooth, between the ends of this face, the release spring 124 drives the piston 96, the rod 100, the rack 101 and the pawl 129 to the left, until the axis 131 contacts the right end of the elongated slot 132 of the pawl 129.
This contact prevents the pawl 129 from moving further to the left; as the right end of this pawl is engaged with the right face of the third tooth and abuts against the left face of the second tooth of the rack, the latter, the rod 100 and the piston 96 cannot be move further to the left, under the action of the release spring 124. The piston 96 therefore does not return to its original released position, but now occupies a position
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lying to the right of its original position.
When the brakes are released, the spring 78 drives the pistons 73 and 76 upwards, since the pressurized fluid is discharged from the chamber 83; as the piston 76 rises, the volume of the chamber 88 increases and allows the spring 124 to move the piston 96 to the left, so as to force the hydraulic fluid out of the chamber 95 and through the channel 94 into the chamber 88; this chamber is thus kept filled with liquid, while its volume increases.
Since piston 96 does not return to its original released position, as explained above, but is stopped to the right of that position before pistons 73, 76 reach their original released position, the flow of fluid hydraulic from chamber 95 to chamber 88 ceases when piston 96 is stopped; piston 76 therefore creates a vacuum in chamber 88 as it is driven to its released position by spring 78, which is sufficiently powerful to move pistons 73 and 76 to this position, despite the vacuum thus created in room 88; this position is shown in ¯figure 5.
As the piston 76 is driven upwardly by the spring 78, and immediately before it reaches its original released position, its lower end uncovers the orifices 87 of the sleeve 85. The hydraulic fluid then flows from the reservoir. (not shown) through the channel 89 and the orifices 87 into the chamber 88, so as to completely fill this chamber and to remove the vacuum therefrom.
The chamber 88 being completely filled with the hydraulic fluid, as we have just explained, the pressurized fluid supplying the chamber 83, when the brakes are then applied, actuates the pistons 73, 76 and 96 so as to tighten them. brakes as explained previously.
As the piston 96 moves to the right to apply the brakes, the rack 101 also moves to the right; the pawl 129 is therefore driven to the right by the spring 147, when the left face of the second tooth of the rack moves away from the right end of the pawl 129, until the axis 131 comes in contact with the left end of the slot 132 of this pawl. As the rack moves to the right, the right end of the pawl 130 rises on the right face of the second tooth of the rack, until the brake shoe 122 comes into contact with the wheel that it is facing. is associated.
Assume now that the brake shoe 122 wears out and allows the piston 96 to move the rack 101 further to the right. As the rack thus moves to the right, the left face of the second tooth of the rack moves away from the right end of the pawl 129; this end therefore rises on the right face of the third tooth of the rack. At the same time, as the rack 101 moves to the right, the right end of the pawl 130 continues to rise on the right side of the second tooth of the rack.
When the brake shoe 122 is worn enough to allow the rack 101 to move far enough to the right so that the right end of the pawl 130 first climbs on the right face of the second tooth of the rack, then just reaches and crosses the top of this tooth, this end of pawl 130 falls over this tooth and engages against the right end of the third tooth of the rack.
The right ends of the two pawls 129,130 are now engaged against the right face of the third tooth of the rack 101, the end of the pawl 130 engaging this right face at the lower end thereof, while the The end of the pawl 129 engages this face between the two ends thereof.
If we now release the brakes, the piston 96 is brought back by the
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spring 124 in a position situated to the right of the position which it previously occupied when it had returned to its released position; Additional hydraulic fluid is supplied to chamber 88, as explained above, so as to keep chambers 88 and 95 always full of fluid.
If the brakes are suddenly released, when the right end of pawl 130 has just reached the top of the second tooth of the rack, but has not yet fallen over this tooth to engage with the right face of the third tooth, and if that right end of the pawl 130 does not return down the right face of the second tooth of the rack, but jumps over the top of the first tooth, the right end of pawl 129. which. is engaged at this moment with the right face of the third tooth of the rack, between the ends of this face, prevents the piston 96, the rod 100 and the rack 101 from being brought back by the spring 124 to the position they occupied when the brake shoe 122 was new.
From the operation of the pawls 129, 130 described above, it can be seen that, when the brake shoe 122 wears out, the pawl 129 first passes over a tooth of the rack, which the pawl 130 then passes. over the same tooth, and the two pawls thus pass over the successive teeth of the rack. 101, until the brake shoe 122 is so worn that it must be replaced by a shoe. new.
When replacing a worn brake shoe with a new brake shoe, it is necessary to release the oliquets 129, 130 from the rack 101 so that the piston 96 can return to its original release position, so that there is a suitable clearance between the brake shoe and the rim of the wheel associated with the shoe.
To release the pawls 129, 130 from the rack 101, the operator applies a key to the square end 1'42 of the shaft 131 or introduces a rod into the orifice 141 of this shaft; it then rotates the shaft 131 counterclockwise (looking at figure 6). Since the sleeve 135 is an integral part of the yoke 134, and since it is fixed to the shaft 131 by the pin 140, the sleeve and the yoke rotate together at the same time as the shaft. Therefore, when the shaft 131 rotates counterclockwise, the yoke 134 contacts the pawl lift shaft 144.
While the shaft 131 continues to rotate, the yoke 134, acting through the intermediary of the axis 144, first lifts the pawl 129; then, when the pin 144 comes into contact with the wall of the bore 145 of the pawl 130, the yoke 134 also lifts this pawl.
When the shaft 131 has turned counterclockwise enough so that the right ends of the pawls 129, 130 are raised above the tops of the teeth of the rack, 101, it can be rotated. arm 110, so as to rotate shaft 107 and lever 105 clockwise (looking at figure 6), and to move piston rod 100 and piston 96 clockwise. left, until the piston reaches the left end of bore 98 of sleeve 99 and contacts the end wall of bore 97.
One can then remove the key from the square end 142 or the rod from the hole 141 of the shaft 131; then, the right ends of the pawls 129, 130 drop down and engage respectively against the right face of the second tooth and the left face of the first tooth, at the right end of the rack 101 .
When the worn brake shoe 122 was replaced with a new shoe, when the piston 96 came in contact with the end wall of the bore 99 and when the right ends of the pawls 129, 130 came back against a tooth of the rack 101, the braking device is ready to be put into service.