Brevet FR2387832A1 — publié le 19781117

La présente invention concerne un dispositif automatique et double action de rattrapage de jeu pour la timonerie de frein, plus particulièrement pour des véhicules sur rails, du type comprenant (a) deux éléments de tige coaxiaux empêchés de tourner, dont l'un est tubulaire et est articulé a la section de la timonerie située du côté du cylindre de frein et dont l'autre est pourvue d'un filetage non-autobloquant et est articulée å une section de la timonerie, et (b) un carter reliant les deux éléments de tige et contenant les organes de rattrapage des jeux qui comportent (c) un écrou d'avance engagé sur ledit filetage et un écrou de blocage également monté sur ledit filetage, (d) une douille de traction entourant l'écrou de blocage et capable d'être accouplée avec cette dernière du cbté des sabots de frein, (e) une douille coulissante mobile axialement dans la douille de traction sans pouvoir y tourner et susceptible a d'9tre accouplée, du coté du cy- lindre de frein, avec l'écrou de blocage et avec une butée prévue sur l'élément de la tige située du cté du cylindre de frein, (f) un ressort d'accouplement chargeant la douille coulissante en direction de l'accouplement et monté entre la douille coulissante et la douille de traction, (g) un accouplement monté entre l'extrémité de la douille de traction située du cbté du cylindre de frein et une bague de dégagement montée sur l'élément de tige situé du cOté du cylindre, de façon a pouvoir y tourner et a y entre déplacée axialement, (h) une butée montée sur l'élément de tige situé du côté du cylindre de frein et se situant du côté du sabot de frein, a une certaine distance de la bague de dégagement, a l'aide d'un palier de butée et (i) un ressort a accumulation armé entre la bague de dégagement et l'extrémité du carter situé du côté du cylindre de frein. Un dispositif de rattrapage de jeux de ce genre a été décrit dans le brevet allemand DT-No. 944.858. Lors de la mise en oeuvre de tels dispositifs de rattrapage de jeux il s'est avéré que par suite de vibrations et de chocs, des déréglages involontaires peuvent se présenter. Pour remédier à cet inconvénient, il a été proposé dans le brevet allemand No. 1.530.260 de prévoir dans l'accouplement, entre la douille de traction et la bague de dégagement, une douille mobile déplaçable axialement dans la bague de dégagement a l'aide d'un bras axial. A l'aide du ressort d'accouplement, la douille mobile est susceptible d'etre serrée, sans pouvoir tourner, entre l'extrémité de la douille de traction qui est située du côté du cylindre de frein et la butée qui co-agit avec la bague de dégagement par l'intermédiaire du palier de butée.Il est ainsi possible d'utiliser la pression différentielle élevée entre le ressort d'accouplement et le ressort a accumulation comme force de fermeture de l'accouplement qui, a l'état desserré du frein relie le carter, a transmission de forces de friction, a l'élément de tige situé du côté du cylindre de frein, gracie a quoi on augmente considérablement la résistance qui doit être surmontée pour faire tourner le carter. Pour le rattrapage manuel du jeu de la timonerie il faut toutefois que le carter puisse être tourné à la main ; ceci limite la résistance à la rotation qui doit être prévue. Le dispositif selon le brevet allemand No. 1.530.260 com-. porte néanmoins l'inconvénient qui réside dans le fait qu'il faut prévoir dans le dispositif de rattrapage du jeu un accouplement supplémentaire, plus précisément l'accouplement situé entre la douille mobile et la bague de dégagement, avec le brans axial, ce qui augmente les moyens à mettre en oeuvre. De plus, le bras de la douille mobile doit pouvoir être déplacé axialement dans une ouverture ménagée a cet effet dans la bague de dégagement, ce qui n'est pas possible si l'on ne prévoit pas un certain jeu. Lorsque la douille mobile est maintenue de façon a ne pas pouvoir tourner, la bague de dégagement présente, du fait de ce jeu, une certaine mobilité de rotation, qui est transmise, par l'intermédiaire du ressort a accumulation, également au carter.Ce dernier représente donc une masse qui est accouplée élastiquement, par l'intermédiaire du ressort à accumulation, a la bague de dégagement qui possède un jeu de rotation. Plus particulièrement, lorsque le dispositif de rattrapage des jeux est soumis des oscillations a la fréquence propre des éléments sus-mentionnés, des oscillations de rotation peuvent apparaitre, qui conduisent a des déréglages involontaires. La présente invention a pour objet un dispositif de rattrapage des jeux du type rappelé en tête du présent mémoire et qui est réalisé de telle manière qu'avec des moyens réduits, notamment sans accouplement supplémentaire tel qu'il est prévu dans le dispositif selon le brevet allemand No. 1.530.260, il est possible d'obtenir une sécurité accrue contre un déréglage involontaire qui serait dA a des oscillations ou à des chocs, tout en évitant la mise en oeuvre d'éléments possédant des jeux de rotation, ce qui permet non seulement de réduire les oscillations de résonance mais aussi de réduire l'usure. A cet effet, le dispositif de jeu pour la timonerie de frein,qui est du type rappelé en tête du présent mémoire, est, selon l'invention, essentiellement caractérisé par le fait que l'élément de tige situé du côté du cylindre de frein porte une seconde butée contre laquelle la bague de dégagement porte directement ou indirectement, du cet des sabots de frein. Suivant une première forme de réalisation de l'objet de l'invention, la seconde butée est constituée par une bague de sé- curité ou circlip engagée dans l'élément de tige. Suivant une variante, la butée qui est susceptible d'être accouplée avec la douille coulissante comporte une section tubulaire entourant l'élément de tige situé du côté du cylindre de frein, l'extrémité de cette section tubulaire formant la butée qui se situe en face de la bague de dégagement, du coté des sabots de frein. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé deux formes de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 représente le montage du dispositif de rattrapage de jeu dans une installation de freinage. La figure 2 représente, à grande échelle, et en-demi-coupe, la partie du dispositif de rattrapage de jeu selon l'invention, située du côté des sabots de frein. La figure 3 est une vue similaire à la figure 2 montrant la partie restante du dispositif de rattrapage de jeu, située du côté du cylindre de frein. La figure 4 est une coupe d'une variante de l'objet de l'invention. Selon la figure 1, un cylindre de frein 1 est inséré dans une timonerie de frein 2, du type H, comportant deux leviers de frein 3 et 4. Le levier de frein 3 est articulé a un oeillet 5 qui se situe l'extrémité d'un élément de tige 6. L'élément de tige 6 appartient à un dispositif de rattrapage de jeu 7 ; sur cet élément de tige est montée une butée de référence 8 qui, par l'intermediai- re d'une tige 9, est articulée a l'autre levier de frein 4, avec une tige de frein menant a un frein à sabot non représenté. L'élé- ment de tige 6 passe dans un carter ou boitier 12 du dispositif de rattrapage de jeu 7 duquel sort, sur son autre côté, un élément de tige 13 menant à un dispositif connu de frein à sabot pour une roue de véhicule 14, dispositif a sabot de frein désigné par la référence générale 15. En partant de la disposition de principe selon la figure 1, on désignera dans ce qui suit les deux côtés du dispositif de rattrapage de jeu 7 comme "situés du côté du cylindre de frein et situés du côté des sabots de frein". Selon les figures 2 et 3, le carter 12 du dispositif de rattrapage de jeu 7 est allongé et de forme tubulaire, et son ex trémité située du côté du cylindre de frein est fermée par un couvercle i6, alors qu'a son autre extrémité il est fermé par un couvercle 17. L'élément de tige 6 situé du côté du cylindre de frein est réalisé sous la forme d'un tube plus mince que le bol- tier ou carter 12, et s'étend dans ce dernier. L'élément de tige 13, situé du côté des sabots de frein est coaxial a l'élément de tige 6, et s'étend dans le carter 12, a partir de l'autre côté, et se termine dans l'élément de tige 6 par un guidage coulissant 18. L'élément de tige 6 situé du côté du cylindre de frein se termine dans le carter 12 par une collerette 19 vissée. L'élément de tige 13 situé du côté des sabots de frein est pourvu d'un filetage non-autobloquant 22 sur lequel sont vissés un écrou d'avance 23 et un écrou de blocage 24 déplacé par rapport a l'écrou 23 du côté du cylindre de frein. L'écrou d'avance 23 constitue d'une part, avec la face intérieure du couvercle 17, un accouplement a-a réalisé de préférence sous la forme d'un accouplement denté, et il est chargé, d'autre part, par l'intermédiaire d'un palier de butée 25, par un ressort 26 qui prend appui, du côté du cylindre de frein contre le fond d'une cuvette 27. Cette dernière porte, du côté des sabots de frein, contre une bague de sécurité 28 montée dans la paroi intérieure du carter 12. Du côté du cylindre de frein, la cuvette 27 porte contre la face frontale de l'écrou de verrouillage 24. Suivant une variante du dispositif décrit et représenté a titre d'exemple, il est également possible de séparer élément en forme de flasque qui constitue l'accouplement a-a de l'écrou d'avance 23, suivant une réalisation dans laquelle ledit élément de flasque peut se déplacer lui-meme mais est relié audit écrou d'avance 23 sans pouvoir tourner par rapport a ce dernier, ainsi que cela est par exemple décrit dans le brevet allemand No. 941.914. L'écrou de verrouillage 24 porte près de sa périphérie, et sur ses deux faces, des surfaces coniques d'accouplement, et il est entouré par une douille de traction 29 déplaçable longitudinalement dans le carter 12 et guidée de façon a pouvoir tourner. Du côté des sabots de frein, la douille de traction 29 porte un flasque 30, saillant radialement vers l'intérieur, et qui forme avec l'écrou de verrouillage 24 un accouplement b-b. Du côté du cylindre de frein par rapport l'écrou de verrouillage 24, on prévoit dans la douille de traction 29 une douille coulissante 31, mobile axialement a l'aide d'une goupille 33 passant dans une fente 32 ménagée dans la douille coulissante, ce qui empêche celle-ci de pouvoir tourner.L'extrémité de la douille coulissante 31, qui est située du côté des sabots de frein, forme avec la surface d'accouplement, située du côté du cylindre de frein, de l'écrou de verrouillage 24, un accouplement c-c. A son autre extrémité, la douille coulissante 31 se termine par un flasque radial s'étendant vers l'intérieur et dont le côt8-limite, du côté des sabots de frein, forme, avec la paroi, située du côté du cylindre de frein, de la collerette 19, un accouplement d-d. Les surfaces d'accouplement de l'accouplement d-d sont coniques pour former un accouplement conique. Du côté des sabots de frein, la collerette 19 porte également une surface conique sur laquelle est montée la bague d'accouplement 34.Un ressort 36 qui s'appuie, du côté des sabots de frein, par l'intermédiaire d'une butée axiale 35, contre l'écrou de verrouillage 24, applique la bague d'accouplement 34 contre la collerette 19. Radialement a l'extérieur, l'anneau d'accouplement 34 porte un bec qui.p8nètre dans la fente ou boutonnière 32 de la douille coulissante 31 en sorte que cette bague d'accouplement 34 est guidée dans la douille coulissante 31 de façon a pouvoir y être déplacée axialement, sans pouvoir y tourner. Entre la face frontale, située du coté du cylindre de frein, de la douille coulissante 31 et un élément de flasque 37 vissé dans l'extrémité de la douille de traction 39, située du côté du cylindre de frein, est armé un ressort d'accouplement 38 qui charge la douille coulissante 31 dans le sens de la fermeture de l'accouplement d-d. L'extrémité, située du côté du cylindre de frein, de l'élé- ment en forme de flasque 37 forme, avec la face frontale conique d'une bague de dégagement 39, située du côté des sabots de frein, un accouplement e-e. La bague de dégagement 39 peut tourner et se déplacer axialement sur l'élément de tige 6 avec un faible jeu axial, entre deux bagues de sécurité 40 et 41 montées dans des gorges correspondantes ménagées dans l'élément de tiges 6, un palier de butée 42 étant disposé entre la bague de sécurité 40 située du côté des sabots de frein et la bague de dégagement 39. L'élément de flasque 37 est situé a une certaine distance de la bague de sécurité 40 ; il ne co-agit nullement avec cette dernière. La face frontale de la bague de dégagement 39, située du côté du cylindre de frein ,est également conique ; contre cette surface prend appui l'extrémité, située du côté des sabots de frein, d'un ressort a accumulation 43 qui est moins fort que le ressort d'accouplement 38, mais qui est relativement plus long que ce dernier. L'extrémité, située du coté du cylindre de frein, du ressort 43 prend appui sur une surface conique 44 du couvercle 16 situé du côté du cylindre de frein. La butée de référence est éloignée de la paroi extérieure, située du côté du cylindre de frein, du couvercle 16, d'une distance A qui correspond a la course d'application nominale du dispositif de frein a sabots 15. Une bague d'étanchéité 45 engagée dans une gorge correspondante ménagée dans le couvercle 16 permet le guidage étanche de l'élément de tige 6 dans le couvercle 16. Le couvercle opposé 17 est relié, par l'intermédiaire d'une bague d'étanchéité 46 autorisant une certaine inclinaison, avec une section tubulaire 47 qui entoure au moins la partie du filetage de l'élément de tige 13, situéedu côté des sabots de frein et protégeant ce dernier. L'extrémité de l'écrou d'avance 23, située du côté des sabots de frein,est pourvue d'un appendice cylindrique 48 qui pé nètre, avec un faible jeu, dans une ouverture correspondante du couvercle 17. I1 convient encore de noter que le ressort 26 est plus faible que le ressort a accumulation 43 et que le ressort 36 est a son tour plus faible que le ressort 26. A l'état de repos, lorsque le frein est desserré et pour une course d'application correcte du dispositif de frein sabots 15, tous les éléments du dispositif de rattrapage de jeu 7 assument leurs positions telles qu'elles ressortent des figures 2 et 3 : les accouplements a-a, c-c, d-d et e-e sont fermés, alors que l'accouplement b-b est dégagé. La transmission des forces du ressort d'accouplement 38 s'opère en direction des sabots de frein, par l'intermédiaire de la douille coulissante 31, de l'accouplement d-d, de la collerette 19 et de l'élément de tige 6 vers la bague de sécurité 41, et de cette dernière, par l'intermédiaire de la bague de dégagement 39, de l'accouplement e-e et de l'élément de flasque 37 vers le ressort d'accouplement 38.La force du ressort d'accumulation 43 se manifeste en direction des sabots de frein, par l'intermédiaire de la bague de dégagement 39 qui est maintenue en position écartée de la bague de sécurité 40 par le ressort d'accouplement 38 plus fort, puis par l'accouplement e-e, par l'élément de flasque 37 par le ressort d'accouplement 38 vers la douille coulissante 31 et de cette dernière, par l'intermédiaire de l'accouplement c-c, de l'écrou de blocage 24, de ltelement de tige 13, de l'écrou d'avance 23 et de l'accouplement a-a vers le couvercle 17, et de ce dernier, par l'intermédiaire du carter 12, vers le couvercle 16 et le ressort a accumulation 43. Le passage de la force du ressort 26 est fermé par l'intermédiaire de la douille 27, du carter 12, du couvercle 17 et de l'accouplement a-a de même que par la vis d'avance 23.La force du ressort 36 refoule finalement la bague d'accouplement 34 contre la collerette 19, se transmet ensuite par l'accouplement d-d et par la douille coulissante 31 de même que par l'accouplement c-c qu'elle charge dans la direction du dégagement, a l'encontre de la force notablement supérieure du ressort 43, ainsi que par l'écrou de verrouillage 24 et par le palier de butée 35 vers le ressort 36. Les ressorts 26 et 36 sont notablement plus faibles que le ressort d'accouplement 38 et le ressort a accumulation 43 qui ont une tension préalable par exemple 250 kp et 150 kp, respectivement. Si on néglige la faible influence des ressorts 26 et 36, il résulte que chacun des accouplements a-a et c-c est chargé par la différence entre les forces des ressorts 38 et 43 de par exemple 100 kp alors que l'accouplement e-e est chargé par la somme des forces du ressort d'accouplement 38 donc avec 250 kp par exemple. Si l'on souhaite ajuster le jeu au desserrage du dispositif de frein a sabots 15, comme cela peut être nécessaire par exemple lors du remplacement de sabots de frein usés, il faut faire tourner le carter 12 a la main ou éventuellement a l'aide d'un outil approprié. Ce faisant, on entrain, par l'intermédiaire de l'accouplement a-a, l'écrou d'avance 23 et par l'intermédiaire du ressort a accumulation 43 qui porte avec une certaine friction contre le couvercle 16 et la bague de dégagement 39, ladite bague de dégagement 39 ainsi que la douille de traction 29, et par l'in termédiaire de l'accouplement c-c également l'écrou de blocage 24, en sorte que les deux écrous 23 et 24 sont vissés sur l'élément de tige 13 en fonction de la rotation imprimée au carter 12.Lors de cette rotation, il faut surmonter la friction de l'accouplement d-d, la friction de la bague d'accouplement 34 sur la collerette 19, ainsi qu'une certaine friction entre la bague de dégagement 39 et la bague de sécurité 31 et éventuellement la friction qui apparat au niveau de la bague de sécurité 41 qui peut être entrai- née en rotation par rapport a l'élément de tige 6. I1 est essentiel que dans la position de desserrage le carter 12 ne présente pas, par rapport a l'élément de tige 6, un jeu de rotation mais soit accouplé a celui-ci, sans jeu et à transmission de force, par l'intermédiaire de l'accouplement d-d et la bague de sécurité 41. Dans ce cas, une usure importante est évitée au niveau de n'importe quel élément de guidage par des chocs, et des oscillations qui seraient dues a des guidages possédant un jeu ne peuvent pas intervenir si le dispositif de rattrapage de jeu est soumis a des chocs et a des secousses dus au mouvement du véhicule. I1 est important que le faible jeu axial que présentent la bague de dégagement 39 et le palier de butée 42 entre les deux bagues de sécurité 40 et 41, puisse être établi lors de la fabrication, sans obligation de respecter les tolérances sévères. I1 est important que la distance entre la surface d'accouplement de 1 'ac- couplement d-d, portée par la collerette 19 et les bagues de sécurité 40 et 41 puisse être respectée avec une grande précision, sans que l'on soit obligé de mettre en oeuvre des mesures particu lières. Le mode de fonctionnement du dispositif de rattrapage de jeu 7, lors d'un freinage avec une course d'application normale, trop petite ou trop grande du dispositif de freinage a sabots 15 correspond a celui des dispositifs connus de ce genre, tels qu'ils sont par exemple décrits dans les brevets allemands No 944.858 et 1.530.260 ; de ce fait, ce fonctionnement n'a pas besoin d'être dé-crit. Suivant une variante de la constitution du dispositif de rattrapage de jeu décrit ci-dessus, une simplification supplémentaire peut être obtenue, selon la figure 4, grace au fait que la collerette 19a qui est reliée à l'élément de tige 6 situé du côté du cylindre de frein, porte sur ce même côté, un appendice tubulaire 49 qui entoure l'élément de tige 6 et qui se termine, avec un faible jeu, devant le palier de butée 42. L'extrémité de l'appendice 49, qui est située du côté du cylindre de frein assume la fonction de la bague de sécurité 40 du mode de réalisation selon la figure 2, en sorte qu'une telle bague de sécurité n'est pas nécessaire dans la forme de réalisation selon la figure 4. De plus, on peut prévoir, entre la bague de dégagement 39 d'une part et le ressort 43 ainsi que la bague de sécurité 41 d'autre part, une bague d'accouplement, non représentée et guidée sur l'élément de tige 6. La bague de dégagement 39 prend appui alors, par l'intermEdiaire de cette bague d'accouplement directement aussi bien sur le ressort a accumulation 43 que sur la bague de sécurité 41. REVENDICATIONS 1. Dispositif automatique et a double action de rattrapage de jeu pour la timonerie de frein, plus particulièrement pour des véhicules sur rails, du type comportant (a) deux éléments de tige coaxiaux (6, 13), empêchés de tourner, dont l'un (6) est tubulaire et est articulé a la section de la timonerie (levier de frein 3) situé du côté du cylindre de frein et dont l'autre (13) est pourvu d'un filetage non-autobloquant et est articulé a une section de la timonerie (dispositif a sabots de freinage 15) et (b) un carter (12) reliant les deux éléments de tige (6 et 13) et contenant les organes de rattrapage du jeu qui comporte (c) un écrou d'avance (23) engagé sur ledit filetage et un écrou de blocage (24) également monté sur la tige de filetage, (d) une douille de traction (29) entourant l'écrou de blocage (24) et capable d'être accouplée avec ce dernier du côté des sabots de frein (accouplement b-b), (e) une douille coulissante (31) mobile axialement dans la douille de traction (29) sans pouvoir y tourner et susceptible d'être accouplée, du côté du cylindre de frein, avec l'écrou de blocage (24j et avec une butée (collerette 19) prévue sur l'élément de tige (6) situé du côté du cylindre de frein (accouplement c-c ; d-d), (f) un ressort d'accouplement (38) chargeant la douille coulissante (31) en direction de l'accouplement et monté entre la douille coulissante (31) et la douille de traction (29), (g) un accouplement (e-e) monté entre 1' extrémité de la douille de traction (29), située du côté du cylindre de frein et une bague de dégagement (39) mon tée sur un élément de tige (6) situé du côté du cylindre, de façon à pouvoir y tourner et à y être déplacée axialement, (h) une butée (anneau de sécurité 40 ; appendice 49) montée'sur l'élément de tige (6) situé du côté du cylindre de frein et se situant du côté des sabots de frein, a une certaine distance de la bague de dégagement (39) à l'aide d'un palier de butée (42) et (i) un ressort a accumulation (43) armé entre la bague de dégagement (39) et l'ex- trémité (couvercle 16) du carter, située du côté du cylindre de frein, caractérisé par le fait que 1'élément de tige (6), situé du côté du cylindre de frein, porte une seconde butée (anneau de sécurité 41) contre lequel la bague de dégagement porte directement ou indirectement du côté des sabots de frein. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la seconde butée est constituée par une bague de sécurité ou circlip (41) engagée sur l'élément de tige (6). 3. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la butée (collerette 19) qui est susceptible d'être accouplée avec la douille coulissante (31 > , comporte une section tubulaire (appendice 49) entourant l'élément de tige (6) situé du côté du cylindre de frein, l'extrémité de cette section tubulaire formant la butée qui se situe en face de la bague de dégagement (39), du côté des sabots de frein.