Brevet FR2173224A1 — publié le 19731005

Ia présente invention concerne un dispositif de traction et de poussée pour attelages à tampon central de véhicules ferroviaires constitué par un dispositif élastique comprenant deux éléments de carter télescopiques et pouvant pénétrer l'un dans l'autre à l'encontre de l'action d'un ressort, et un étrier de traction reliant le dispositif à ressort à une tige d'attelage montée à articulation dans la tète de l'étrier de traction, ce dernier s'engageant par ses bras divergents l'un par rapport à l'autre derrière des talons ménagés sur le côté de la périphérie de l'élé- ment extérieur du carter et les extrémités des bras de l'étrier étant recourbées pour s approcher du sens longitudinal du dispo sitif. Les étriers de traction connus Jusqu'à présent présentent des bras rigides. Pour effectuer le montage de l'étrier de traction, on fait passer les bras de l'étrier par-dessus le bottier contenant le ressort, de telle sorte que ces bras se trouvent à l'extérieur des talons. Ensuite, on comprime les éléments du carter à l'encontre de l'action du ressort de telle sorte que les extrémités des bras viennent s'appliquer derrière les talons. Ensuite on fait pivoter l'étrier sur 900 de telle sorte que les ta Ions parviennent dans l'espace libre ménagé à l'intérieur des bras. lors de la décompression du ressort,les surfaces intérieures des extrémités des bras viennent s'appliquer contre les talons. Ce mode de montage est relativement compliqué car il faut pour cela exercer sur l'étrier un déplacement angulaire de 900 sous l'action d'une presse et à l1encontre de la force du ressort. En outre il faut que les surfaces des talons orientées vers la surface de l'élément de carter correspondant soient courbes, car autrement il ne serait pas possible d'effectuer le montage en leur imprimant un déplacement angulaire de 900. Il s'en suit que les surfaces des talons s'appliquant contre les surfaces intérieures des extrémités des bras présentent, du fait de leur conformation en segment annulaire, une surface d'application relativement petite et il faut en conséquence leur donner de grandes dimensions. En outre, du fait de l'application de la surface intérieure des bras de l'étrier contre les talons lorsqu'on utilise le dispositif à la traction, il se produit un couple de flexion relativement important aux extrémités des bras de l'étrier. le but de l'invention est de permettre la réalisation d'un dispositif de traction et de poussée du type précité permettant d'éviter les inconvénients mentionnés, pouvant entre montés de fa çon extrêmement simple, présentant malgré une faible dépense de matière une grande surface active pour la transmission des forces entre les butées et les extrémités des bras de l'étrier et grâce auxquelles le couple de flexion se produisant aux extrémités des bras est très inférieur à celui qui se produisait dans le cas des dispositifs connus jusqu'à présent;; Suivant l'invention, ce problème est résolu du fait que les extrémités des bras de l'étrier de traction s'appliquent sans jeu contre l'élément extérieur du carter du dispositif à ressort ou contre les talons sous l'effet d'une précontrainte élastique orientée perpendiculairement au sens longitudinal du dispositif i ressort. le dispositif prévu par l'invention présente pour le montage cet avantage que l'étrier de traction ne peut être engagé qu'a xialement par-dessis les talons sous une pression produite par un dispositif très simple, les bras des étriers se faisant face et reliés l'un à l'autre par des extrémités, les bras pouvant s'écarter grâce à leur élasticité, et venant s'appliquer élastiquement contre les talons après avoir franchi leur surface supérieure inclinée dans le sens de leur déplacement, De ce fait, le montage est considérablement simplifié par rapport à celui des dispositifs connus jusqu'à présent. Il en est également de même dans le cas d'un démontage éventuel de l'étrier, car il suffit d'écarter les extrémités des bras pour vaincre leur tension préalable. le dégagement de l'étrier s'effectue alors automatiquement sous l'effet de la force du ressort. Du fait que les bras des étriers 'appliquent sans Jeu sur l'élément extérieur du carter ou sur les talons ménagés sur lui, il en résulte également l'avantage d'une réduction du couple de flexion, aussi bien dans les bras des étriers que dans les talons eux-m8mes. A cela viennent s'ajouter les économies faites en matière et en frais de fabrication. Suivant une autre particularité de l'obJet de l'invention les bras des étriers, tout d'abord parallèles au voisinage de la tette de l'étrier convergent en direction de leurs extrémités. Grâ- ce à cet agencement l'écartement entre les bras de l'étriers à l'endroit où ils sont reliés l'un à l'autre par leurs extrémités, correspond à la largeur de la face extrême du talon. La largeur du talon est étudiée de telle sorte que la face extrême de ce talon corresponde à la somme des surfaces des sections des bras d'étrier associés.Grâce à la conformation de l'étrier, on obtient ce résultat que, lorsqu'on utilise le dispositif en traction, il se produit aux extrémités des bras un couple de flexion très inférieur à ce qui se produit dans les dispositifs connus jusqu'à présent. Suivant une autre particularité de l'objet de l'invention, les talons présentent des surfaces de butée planes (6b) en principe rectangulaires, sur lesquelles s'appliquent les surfaces ex trêmes (2c,3c) des extrémités des bras (2a,3a) et des surfaces d'application planes (6a) sur lesquelles s'appliquent les surfaces intérieures (2b,3b) des extrémités (2a,3a) ses surfaces d'application (6a) étant perpendiculaires aux surfaces de butée rectangulaires, et les surfaces extrêmes (2c,3c-) ainsi que les faces intérieures (2b,3b) des extrémités des bras (2a,3a) étant en conséquence également planes. Du fait que les extrémités des bras s'appliquent sur toute leur surface sur les talons, on obtient une charge superficielle spécifique moindre que dans les cas des dispositifs connus jusqu'à présent.Ceci permet d'obtenir une plw grande possibilité de charge lorsqu'on adopte les dimensions utilisées Jusqu a présent ou bien, lorsqu'on désire obtenir une pos sibilité de charge correspondant à ce qui était obtenu avec les dispositifs utilisés Jusqu'à présent, on réalise une économie de matière. En outre, la conformation des talons présente cet avantage que, du fait que leur surface est plane, ils peuvent être fabriqués de façon beaucoup plus simple et-plus économique que Jus- qu'à présent. Suivant une autre particularité de l'objet de l'invention, il est possible de donner à la section extérieure du dispositif à ressort une forme rectangulaite. Alors que, dans le cas du dispositif de traction et de poussée décrit comme étant connu au début de cette description, l'étrier de traction, par suite du montage nécessaire pour cet étrier, ne peut être utilisé qu'avec des dispositifs à ressort de profil cylindrique, le domaine d'application de l'étrier de traction suivant l'invention est beaucoup plus étendu.. Suivant une autre particularité de l'obJet de l'invention, les bras des étriers, et leurs extrémités, présentent dans le sers de la précontrainte élastique, avant le montage initial de 1 'é- trier sur le dispositif à ressort, par rapport à la dimension extérieure de l'élément de carter extérieur ou des surfaces d'application planes des talons, à l'endroit où s'appliquent les extrémités des bras, dimension inférieure à la normale qui est compensée par déformation plastique lors du montage de l'étrier lors de sa poussée dans le sens longitudinal par-dessus les talons. L'écartement entre les extrémités des bras de l'étrier de traction, avant qu'il soit appliqué sur le dispositif à ressort, doit donc être légèrement inférieur aux dimensions extérieures de l'é lément extérieur du boftier du dispositif à ressort ou des surfaces d'application planes des talons, de sorte que, pour le montage, il est nécessaire d'écarter les bras de l'étrier, de telle sorte que la zone de déformation élastique soit dépassée et que la matière se déforme plastiquement. Après avoir été engagés pardessus les talons, les bras des étriers reviennent à leur position initiale.Entant donné cependant que, lors de l'écartement, la déformation plastique a été atteinte, le retour élastique des bras de étrier l'un vers l'autre et par conséquent des extrémi- tés de ces bras, est diminué de 1a valeur correspondant à la d6- formation plastique qui s'est produite au moment de leur écartement. L'avantage obtenu grâce à cette mesure est le suivant : lorsqu'on utilise le dispositif de traction et de poussée en traction, ce sont surtout des forces de traction qui sont transmises aux bras des étriers. Ces forces de traction, par suite de la forme divergente des bras, sont constituées par des composantes de traction et par des couples de flexion perpendiculaires à ces composant s de traction. Or on a constaté que les tensions de flexion qui en résultent dans les bras des étriers sont diminuées par la tension résiduelle restant dans les bras, résultant de ladéfor- mation plastique, d'une valeur correspondant à cette tension ré siduelleO Il s'en suit que, grâce aux mesures prévues, la durée d'utilisation de l'étrier de traction peut être augmentée. Les dessins schématiques annexés montrent, à titre d'exem- ples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue de profil d'un dispositif de traction et de poussée. La fig. 2 en est une vue de dessus, partiellement en coupe, La fig. 3 est une vue en coupe par la ligne III-III en fig. 2, dessinée à plus grande échelle, La fig. 4 est une vue en coupe par la ligne IV-IV en fig;3. La fig. 5 est une vue analogue à la fig. 3 mais concerne un exemple de réalisation selon lequel la section du dispositif à ressort est rectangulaire. La fig. 6 est une vue en coupe par la ligne VI-VI en fig05 La fig. 7 montre l'étrier de traction suivant la fig. 2, mais représenté seul. La fig. 8 indique les tensions se produisant à 11 endroit correspondant à la ligne X-X en fig. 7 en cas de déformation élastique et plastique. La fig. 9 est un graphique correspondant à la fig. 8 monts les tensions permanentes résultant de la déformation plastique. La fig. 10 est un schéma analogue à ceux représentés sur les fig. 8 et 9 dans lequel sont indiquées schématiquement les tensions se produisant dans la zone I-X en fig. 7 lorsque le dispositif de traction et de poussée est utilisé en traction. le dispositif de traction et de poussée comporte un étrier de traction 1 constitué par une tete la et par des bras 2 et 3 présentant des extrémités 2a et 3a, ainsi qu'un dispositif à ressort constitué par un élément de carter extérieur 4a, par un élément de carter intérieur 4b et par un ressort 5. Comme visible à l'examen des figures 1 et 2, l'étrier de traction 1 s'applique par les extrémités 2a et 3a des bras 2 et 3 contre les talons 6 de l'élément de carter extérieur 4a, L'élément de carter extérieur 4a présente en outre à son extrémité une âme 7. L'élément intérieur 4b du carter prend appui contre une plaque de butée 8 qui est introduite dans l'espace libre entre les bras 2 et 3 et maintenue écartée d'une cheville d'attelage 9 montée dans la tête la. le dispositif de traction et de poussée est monté dans le châssis d'un véhicule ferroviaire0 D'une part l'élément extérieur 4a du carter prend appui sur une traverse du châssis et d'autre part la plaque de butée 8 prend appui contre les butées antérieures prévues sur les longerons médians. L'enceinte dans laquelle est monté le dispositif d'attelage est obturée par une totale de recouvrement amovible. Sur cette tôle glissent les bras 2 et 3 de l'étrier lors des déplacements produits par la traction et la po sée et une âme inférieure 7 prend appui sur l'élément extérieur 4a du bottiers mais seulement en traction. les forces de poussée agissant sur l'attelage à tampon central sont transmises par la tige d' accouplement sur laquelle est monté un oeilleton d'accouplement, à la plaque de butée 8, et de là au chassies du véhicule, par l'intermédiaire de l'élément intérieur 4b du carter, du dispositif à ressort 5 et de l'élément extérieur 4a du carter.Les forces de traction sont transmises au châssis du véhicule ferroviaire par la cheville d'attelage 9, la tête la de l'étrier, par les bras 2 et 3 et par leurs extrémités 2a et 3a, les talons 6 montés sur l'élément extérieur 4a du carter, le dispositif à ressort 5, l'élément intérieur 4b du carter, la plaque de butée 8, et par les butées antérieures prévues sur les longerons médians, Les talons 6 sont en principe de forme rectangulaire et présentent en direction de la tête la des surfaces 6c planes et cuné- iformes (fig. 4 et 6).Lorsque l'élément 4a du carter est cylindrique (fig. 3 et fig. 4) les talons 6 présentent, raccordées aux surfaces de butée 6b prévues aux faces extrSmes 2c et 3c des extrémités 2a et 3a des bras, des surfaces d'application planes 6a sur lesquelles s'appliquent les surfaces intérieures 2b et 3b des extrémités 2a et 3a de l'étrier. lorsque l'élément 4a du carter présente une section extérieure rectangulaire (fig. 5 et fig. 6) il n'est pas nécessaire de munir les butées 6 de surfaces de butées planes 6a, étant donné que, dans ce cas, le rôle de ces surfaces d'application peut être assuré par les parois planes de l'élément 4a du carter. Sur la fig. 7, l'étrier de traction est représenté avant son montage sur le dispositif à ressort. L'Ocartement PI entre les deux extrémités 2a et 3a des bras est inférieur à l'écartement entre les deux surfaces d'application 6a l'une par rapport à l'au- tre (fig. 2 et fig. 4). Lorsqu'on utilise un dispositif à ressort à section rectangulaire, l'écartement A est inférieur aux'dimen- sions extérieures de l'élément extérieur 4a du carter. Pour le montage de l'étrier de traction, on engage celui-ci au moyen d'un dispositif (non représenté) et en écartant les bras 2 et 3 de l'é- trier sur les parties 6c cunéiformes des talons 6, Jusqu'à oe que les extrémités 2a et 3a des bras s'engagent Lastiguement derrière les talons 6 et s'appliquent par leurs surfaces extrêmes 2c et 3c contre les surfaces de butée 6b. Par suite de la précontrainte résultant de cet écartement, les surfaces intérieures 2b, 3b des extrémités 2a et 3a des bras s'appliquent en outre contre les surfaces 6a des talons 6, subissant une contrainte préalable élastique orientée perpendiculairement au sens longitudinal du ressort et s'appliquent contre l'élément extérieur 4a du carter ou contre les surfaces d'application 6a des talons 6. Ainsi qu'il est visible à l'examen de la fig. 1, les bras 2,2 de l'étrier reliés aux extrémités 2a, du bras et les bras 3,; 3 reliés aux extrémités 3a du bras, s'détendent au début parallèlement entre elles au voisinage de la têtue la de l'étrier de traction 1 puis convergent vers les extrémités 2a et 3a des bras 2 et 3. L'agencement est étudié de telle sorte que les faces extr8- mes 2c et 3c des extrémités 2a et 3a des bras, coopérant avec les talons 6 ne soient que très légèrement supérieures aux surfaces de butée 6b des talons 6. En outre, les surfaces de butée 6b sont planes et de forme rectangulaire. Les dimensions de la surface de butée 6b correspondent en principe aux double de la surface de la section d'un bras d'étrier 2 ou 3.Grâce à la convergence des brag 2 et 3, on obtient ce résultat que le couple de flexion se produisant aux extrémités 2a et 3a, lorsque le dispositif est soumis à un effort de traction, est sensiblement inférieur à ce qui se produit dans les dispositifs de traction et de poussée connus. On a indiqué sur la fig. 8 les tensions qui se produisent lors du montage de l'étrier de traction 1 en écartant les bras 2 et 3 dans la section transversale x (Fig. 7) des bras 2 (et également dans les bras 3) et ce dans le cas où les bras 2 et 3 sont écartés au delà de leur limite d'élasticité. La zone d'élasticités indiquée par des hachures larges, est désignée par 10 tandis que la zone de déformation plastique (indiquée par des hachures plus fines) est désignée par 11, Au milieu des bras 2 et 3 de l'étrier, par rapport à la ligne x-X il ne se produit ni tension de traction ni tension de poussée. A partir du milieu, comme représenté sur la fig. 8, les contraintes de poussée augmentent vers la gauche et les contraintes de traction vers la droite.Lorsque les bras 2 et 3 des étriers sont engagés par -dessus les talons 6, les bras reviennent élastiquement perpendiculairement au sens longitudinal du dispositif de traction et de poussée, selon une valeur correspondant à la déformation élastique0 La déformation plastique reste cependant permanente. Cet état est représenté sur la fig.90 Dans cette figure, on n'a pas indiqué la légère tension préalable élastique résiduelle. En principe, il est possible de choisir l'é- cartement A de telle sorte que la précontrainte élastique orientée perpendiculairement au sens longitudinal du dispositif à ressort 4a, 4b et 5 se rapproche de la valeur O une fois le montage effectué. On a indiqué sur le schéma de la fig. 10 les tensions qui se produisent dans la zone X-X (fig; 7) lorsqu'on utilise le dispositif de traction et de poussée en traction, Dans la zone de traction, de même que dans la zone de poussée, ces tensions sont très inférieures à celles qui se produisent lors du montage de ité- trier i traction. En conséquence les tensions élastiques sont in- diquées par 10a aussi bien dans la zone de poussée que dans la zone de traction. Aux tensions 10a viennent s'aJouter les tensions intérieures 11 qui se produisent pendant l'écartement par suite de la déformation plastique. Etant donné que les tensions 71 sont orientées à l'opposé des tensions 10a, les points de tension qui se produisent sur les bords sont fortement réduites. Ceci est indiqué sur la fig. 10, du fait que les pointes de tension, qui se produisent sans déformation plastique préalable dans les zones 12, ne se retrouvent pas par suite de la superposition des tensions résultant de cette déformation. Par suite de l'écartement des bras 2 et 3 de l'étrier dans la zone plastique, les tensions- les plus élevées se produisant pendant le fonctionnement sont ainsi plus faibles que si l'écartement se produisait seulement dans la zone élastique. Les détails de réalisation peuvent être modifiés sans s'é- carter de l'invention dans le domaine des équivalences techniques. REVEND I CA IONS 1. Dispositif de traction et de poussée pour attelage à tampon central de véhicules ferroviaires, constitué par un dispositif à ressort ou élastique formé de deux éléments de carter pouvant se déplacer télescopiquement l'un dans l'autre à l'encontre de la force opposée par un ressort et par un étrier de traction reliant le dispositif à ressort à une tige d'attelage, montée à articulation dans la tête de l'étrier de traction, ce dernier s'engageant par des bras divergents, l'un par rapport à l'autre, derrière des talons latéraux disposés sur la périphérie de l'élément extérieur du carter, et les extrémités des bras de l'étrier entant légèrement incurvées pour être ramenées dans le sens longitudinal du dispositif, caractérisé en ce que les extrémités des bras de l'étrier de traction s'appliquent sans Jeu par l'effet d'une tension préalable élastique orientée perpendiculairement au sens longitudinal du dispositif à ressort contre l'élément extérieur du carter de ce dispositif ou contre ses talons. 2. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les bras des étriers, tout d'abord parallèles près de la tête de l'étrier, convergent ensuite en direction de leurs extrémités. 3. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les talons présentent des surfaces de butée planes (6b) en principe rectangulaires, sur lesquelles s'appliquent les surfaces extrêmes (2c,3c) des extrémités des bras (2a,3a) et des surfaces d'application planes (6a) sur lesquelles s'appliquent les surfaces intérieures (2b,3b) des extra mités (2a,3a) les surfaces d'application (6a) étant perpendiculaires aux surfaces de butée rectangulaires, et les surfaces extrê nies (2c,3c) ainsi que les faces intérieures (2b,3b) des extrémités des bras (2a,3a) étant en conséquence également planes. 4 Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la Section extérieure du dispositif à ressort est de forme rectangulaire0 5. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les bras des étriers et leurs extrémités présentent, dans le sens de la précontrainte élastique, avant le premier montage de l'étrier de traction sur le dispositif à ressort, par rapport à la dimension extérieure de l'élément de carter extérieur ou des surfaces d'application planes des talons à l'endroit où s'appliquent les extrémités des bras une dimension inférieure à la normale, qui est compensée par déforma- tion plastique lors du montage de l'étrier de traction, lors de sa poussée dans la-sens longitudinal par-dessus les talons0