Brevet FR2526742A1 — publié le 19831118

Dispositif de retenue axiale et torsionnelle d'un corps tubulaire monté coulissant dans un manchon, notam- ment pour tampon de choc. La présente invention concerne un dispositif de re- tenue axiale et torsionnelle d'un corps tubulaire monté coulissant dans un manchon, notamment pour tampon de choc, le coulissement dudit corps devant pouvoir s'effectuer axialement dans certaines limites. Par "tampon de choc", on entend désigner en particu lier les dispositifs qui, sur les véhicules ferroviaires, à savoir les wagons et les motrices, servent à amortir les chocs entre les véhicules On sait que dans ces dis- positifs l'amortissement est produit par un système élas- tique comprimé entre le fond du manchon, lequel est or- dinairement solidaire du véhicule, et la face avant du tampon, laquelle constitue un fond pour ledit corps tubulaire. Ledit système élastique est couramment constitué, par exemple, par un empilement de plaques libres de cou- lisser dans le corps tubulaire et entre lesquelles sont intercalés des blocs de caoutchouc ou d'élastomère. Il convient bien évidemment d'empêcher, en cours de fonctionnement, que ledit corps tubulaire ne sorte du manchon, que ce soit sous l'effet de la précontrainte de compression auquel ledit système élastique est soumis, ou, et surtout, sous l'effet de la détente brutale dudit système, après cessation d'une forte compression consé- cutive à un choc encaissé par le tampon. A cet effet, on utilise habituellement une clavette, maintenue sur le manchon par exemple par des goupilles, et traversant diamétralement ledit corps tubulaire, en passant par des lumières axiales de celui-ci, pour per- mettre le coulissement du corps dans le manchon. Cette clavette peut efficacement retenir le corps tubulaire dans le manchon, à l'encontre des forces sus- dites de précontrainte ou de détente du système élasti- que, mais avec l'inconvénient que, traversant leditcorps, elle empêche d'utiliser, pour loger ledit système, tout l'espace défini à l'intérieur de ce corps, entre la face arrière du tampon et le fond du manchon Or, pour obte- nir de meilleures caractéristiques d'amortissement des chocs dans de tels dispositifs, il est-important d'aug- menter autant que possible la longueur du système élas- tique, et donc de disposer du maximum d'espace à l'inté- rieur du corps tubulaire. Le but de la présente invention est de résoudre ce problème et, à cet effet, un dispositif de retenue axiale et torsionnelle du type général défini au début est, conformément à l'invention, caractérisé en ce qu'il com- porte au moins une clavette extérieure allongée axiale- ment, constituée d'une tête montée dans un logement dudit manchon, et d'un talon engagé dans une lumière axiale dudit corps, sans faire notablement saillie àl'intérieur de ce dernier. On comprend qu'un tel type de clavette laisse libre tout l'espace défini à l'intérieur du corps tubulaire coulissant dans le manchon, puisque le talon n'y pénètre pas On pourra donc utiliser la totalité de cet espace pour le logement du système élastique, lequel pourra alors avoir une longueur notablement plus importante -toutes choses égales par ailleurs que les systèmes de l'art antérieur * Ce type de clavette assumera d'autre part, aussi bien si ce n'est mieux, que les clavettes utilisées jus- qu'à présent, son rôle de retenue axiale et torsionnelle. La retenue axiale du corps tubulaire dans le manchon, à l'encontre d'une force de détente tendant à l'en faire sortir, sera en effet assurée par une mise en butée de l'extrémité de la lumière axiale du corps coulissant sur la face frontale correspondante du talon de la clavette. Quant à la retenue torsionnelle, elle sera assurée par une mise en butée des flancs latéraux du talon de la clavette sur les flancs latéraux correspondants de la lumière axiale du corps tubulaire. Tout ceci sera d'ailleurs mieux vu par la suite, avec référence aux figures. De préférence, on prévoira par ailleurs que latête de la clavette est montée dans le logement dudit manchon par l'intermédiaire de deux axes transversaux servant de goupilles et engagés dans ses extrémités et dans des trous de parois latérales ou joues dudit logement, la clavette pouvant pivoter autour de l'un de ces axes lors du montage dudit corps tubulaire dans le manchon. Il s'agit là, et comme on le verra également par la suite, d'une disposition qui permet de simplifier gran- dement le montage, tout en assurant, avec peu de moyens et donc à bon marché, un excellent assujettissement de la clavette sur le manchon. Selon un mode de réalisation particulièrement avan- tageux de l'invention, on prévoira un jeu entre lesdits axes transversaux et la tête de la clavette, et/ou entre ces mêmes axes et les trous desdites joues, ce jeu étant axial, à savoir qu'il autorise un léger déplacement de la clavette dans la direction de ladite lumière axiale du corps tubulaire, ce déplacement, provoqué par une détente dudit système élastique, pouvant être stoppé par une mise en butée de la tête de clavette sur l'extrémité correspondante dudit logement du manchon. On voit clairement que, grâce à cette disposition, l'effort de détente du système élastique, après cessa- tion d'une compression due à un choc sur le tampon, ef- fort qui peut être-très important, s'exercera sur la clavette sans passer de façon notable par ses axes trans- versaux de retenue; la c la ve t t e se ra so u m is e à un e ff or t d e compression, s'exerçant entre la face frontale de son talon, en contact avec l'extrémité correspondante de la lumière axiale du corps coulissant, et l'extrémité opposée de sa tête, portant contre l'extrémité correspondante du logement du manchon. Pour parfaire cette disposition, on pourra d'ail- leurs prévoir,en outre, que cette face frontale du talon de la clavette est inclinée vers le fond du manchon et en direction de l'axe de ce dernier. De la sorte, l'effort exercé par le système élasti- que sur le talon de la clavette, par l'intermédiaire de l'extrémité correspondante de ladite lumière axiale, tendra à ramener la tête de clavette en butée sur le fond du logement du manchon, ce qui, là encore, évitera que les axes de fixation de la clavette soient soumis à des efforts de cisaillement. Quant à la face -que l'onpeut appeler "face arrière"- du talon de la clavette, qui est à l'opposé de la face frontale dont il vient d'être question, on pourra pré- voir avantageusement qu'elle sera inclinée dans le même sens que la précédente, grâce à quoi, un seul des axes de la clavette étant alors monté, l'enfoncement du corps tubulaire coulissant dans le manchon provoquera, lors du montage, et automatiquement, la rotation de la clavette autour de cet axe,jusqu'à ceque sontalon retombe dans la lumière axiale dudit corps (après quoi le second axe pourra être mis en place). Dans tout ce qui précède, il n'a été question que d'une clavette, mais il est bien évident qu'un disposi- tif conforme à l'invention pourra en comporter plusieurs, par exemple deux diamétralement opposées, ou, en cas de besoin, un plus grand nombre, de préférence équi-répar- ties à la périphérie du manchon. Un mode d'exécution de l'invention va maintenant être décrit à titre d'exemple nullement limitatif, avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue en coupe axiale simpli- fiée d'un dispositif -conforme à l'invention de retenue axiale et torsionnelle sur tampon de choc, par exemple pour chemin de fer, ce dispositif comportant deux cla- vettes; la figure 2 est une vue en coupe axiale partielle à plus grande échelle, selon la ligne II-II de la figure , montrant l'une des deux clavettes en position de fonc- tionnement; la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, mais avec la clavette supposée retirée, pour montrer le logement de sa tête dans le manchon la figure 4 est une vue partielle en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2, montrant notamment la forme de la section transversale du talon de la clavette; la figure 5 est une vue en coupe transversale partielle selon la ligne V-V de la figure 6; et la figure 6 est une vue en plan, avec coupe par- tielle, de la clavette montée dans le logement du man- chon. Sur les différentes figures, on a désigné par la référence 1 ce que l'on a appelé dans tout ce qui précède le manchon Ce manchon est fixé par tous moyens appro- priés, S u r l e v é h i c u l e f e r r o v i a i r e o u autre, que l' on veut protéger des chocs Un système élastique constitué de la façon qui a été décrite au début, qui n'a été dessiné que partielle- ment et qui a été référencé 2, est comprimé entre une plaque de fond 3 solidaire-du manchon 1 et la face inté- rieure d'un tampon de choc 4 constituant le fond d'un corps tubulaire 5 monté coulissant dans ledit manchon. Ce corps tubulaire 5 est retenu dans le manchon 1 par l'intermédiaire de deux clavettes 6 diamétralement opposées Etant donné que ces deux clavettes et les moyens associés sont identiques, on n'en décrira ci- dessous qu'une seule. La clavette comporte une tête 6 a par laquelle elle est montée dans un logement 7 du manchon 1, par l'inter- médiaire de deux axes 8 et 9, ainsi qu'un talon 6 b, le- quel est engagé dans une lumière axiale 10 du corps tu- bulaire 5. Ledit logement 7 du manchon est délimité par deux joues latérales 11, percées de trous 12 recevant les ex- trémités des axes 8 et 9, et par deux surfaces de butée 13 et 14 pour la tête 6 a de clavette (figure 3). On voit sur la figure 2 que les trous de passage 15 des axes 8 et 9 dans la tête 6 a de la clavette sont ova- lisés, de sorte que la clavette 6 peut se déplacer légè- rement en direction axiale dans son logement 7, alors que ces mêmes axes sont convenablement bloqués dans les trous cylindriques 12 des deux joues 11 du logement 7. On voit aussi sur les figures que les faces fron- tale 16 et arrière 17 du talon 6 b de la clavette, faces qui sont semicylindriques, sont inclinées vers le fond 3 du manchon 1 et vers l'axe de ce dernier, la face frontale 16 étant destinée à coopérer avec l'extrémité 18, inclinée de façon correspondante, de la lumière axiale 10 du corps tubulaire 5. Ceci étant, on voit qu'un dispositif ainsi conçu sera extrêmement facile à monter, puisque, l'undesaxes, par exemple l'axe 9, n'étant pas encore en place, il suffira d'engager le corps tubulaire 5 dans le manchon 1, et de mettre en précontrainte le système élastique 2, jusqu'à ce que l'extrémité 19 du corps 5, en venant bu- ter sur la face inclinée arrière 17 du talon 6 b de la clavette, fasse pivoter celle-ci vers l'extérieur, au- tour de l'axe 8, ensuite de quoi, la poussée exercée sur le tampon 4 continuant, la clavette pourra retomber et son talon 6 b venir occuper la lumière 10 Le montage de la clavette 6 sera alors achevé par mise en place de l'axe 9 dans les trous 12 et 15 correspondants, après quoi l'effort de précontrainte pourra être relâché et le dispositif sera prêt à entrer en fonction, le corps tu- bulaire 5 étant retenu dans le manchon 1, à l'encontre de la force de détente exercée en permanence par le sys- tème 2, par mise en butée de l'extrémité 18 de la lu- mière axiale 10 sur la face frontale inclinée 16 du ta- lon 6 b. Pour le démontage, on retirera l'axe 9 et on fera pivoter la clavette 6 vers l'extérieur, après avoir com- primé axialement ledit système élastique 2, avec un ef- fort supérieur à celui de la précontrainte, c'est-à-dire suffisamment pour que la face frontale 16 du talon 6 b de la clavette puisse venir hors du contact de l'extré- mité 18 de la lumière 10 et le talon 6 en être ainsi ex trait Ensuite de quoi, bien entendu, le corps tubulaire , avec son système élastique 2, pourra être entièrement retiré du manchon 1. Quant au fonctionnement du dispositif sous l'effet des chocs axiaux S 'exerçant sur le tampon 4 et des forces de rebond engendrées par le système élastique 2, il res- sort suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inu- tile d'insister beaucoup plus. Pour ce qui est du guidage axial du corps 5 dans le manchon 1, il va de soi qu'il est assuré, sans rota- tion relative possible, par butée des faces latérales du talon 6 b de la clavette 6 sur les flancs de la lumière axiale 10, ceci avec un léger jeu (voir figure 4). Pour ce qui est des efforts axiaux (force de pré- contrainte permanente du système 2 et chocs en retour consécutifs à une brutale détente de ce système après un choc axial d'enfoncement exercé sur le tampon 4), ils seront encaissés directement par les deux clavettes 6, travaillant essentiellement en compression: le choc sera transmis au talon de la clavette sur sa face fron- tale 16 par l'extrémité 18 de la lumière 10, puis sera repris par la face 13 du logement 7 du manchon, sur la- quelle viendra buter l'extrémité en regard de la tête 6 a de la clavette Le jeu des axes 8 et 9 dans les trous ovalisés 15 de la tête 6 a sera suffisant pour que cette mise en butée empêche que la paroi avant de ces trous vienne buter sur les axes 8 et 9, grâce à quoi ces derniers 'ne reçoivent aucun choc, et, en règle générale, aucun effort de cisaillement notable. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nulle- ment à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Dispositif de retenue axiale et torsionnelle d'un corps tubulairemonté coulissantdans un manchon, no- tamment pour tampon de choc, le coulissement dudit corps devant pouvoir s'effectuer axialement dans certaines li- rmites, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une clavette ( 6) extérieure allongée axialement, constituée d'une tête ( 6 a) montée dans un logement ( 7) dudit manchon ( 1), et d'un talon ( 6 b) engagé dans une lumière axiale ( 10) dudit corps ( 5), sans faire notablement saillie à l'intérieur de ce dernier - 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête ( 6 a) de la clavette ( 6) est montée dans le logement ( 7) dudit manchon ( 1) par l'intermé- diaire de deux axes transversaux ( 8) et ( 9) servant de goupilles et engagés dans ses extrémités et dans des trous ( 12) de parois latérales ou joues ( 11) dudit loge- ment ( 7), la clavette pouvant pivoter autour de l'un ( 8) de ces axes lors du montage dudit corps tubulaire ( 5) dans le manchon ( 1). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'est prévu un jeu entre lesdits axes transver- saux ( 8,9) et la tête ( 6 a) de la clavette ( 6), et/ou entre ces mêmes axes ( 8,9) et les trous ( 12) desdites joues, ce jeu étant axial, à savoir qu'il autorise un léger déplacement de la clavette ( 6) dans la direction de ladite lumière axiale ( 10) du corps tubulaire ( 5), ce dé- placement, provoqué par une détente dudit système élas- tique ( 2), pouvant être stoppé par une mise en butée de la tête ( 6 a) de clavette sur l'extrémité correspondante ( 13) dudit logement ( 7) du manchon ( 1). 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la face frontale ( 16) du talon ( 6 b) de la clavette ( 6), sur laquelle vient buter l'extrémité correspondante ( 18) de la lumière axiale ( 10) du corps coulissant ( 5) lors d'une détente dudit système élastique ( 2), est inclinée vers le fond ( 3) du manchon ( 1) et en direction de l'axe de ce dernier. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la face arrière ( 17) du talon ( 6 b) de la cla- vette ( 6), à savoir celle qui est à l'opposé de ladite face frontale ( 16), est inclinée dans le même sens que cette dernière. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux clavettes diamétralement opposées, ou un plus grand nombre de clavettes, de préférence équi-réparties à la périphérie du manchon.