FR1464791A - Dispositif d'équipement de freinage pour boggie de véhicules ferroviaires - Google Patents

Description

Dispositif d'équipement de freinage pour boggie de véhicules ferroviaires.
Sur le châssis d'un boggie de véhicules ferroviaires sont montés deux essieux transversaux parallèles portant chacun deux roues. En regard du bandage de chaque roue est disposé un porte-semelles muni de une ou plusieurs semelles de freins, avantageusement constituées par une matière composite.
Chaque porte-semelles est articulé sur un bras de suspension sensiblement vertical monté pivotant à sa partie supérieure sur le châssis précité du boggie.
Chacun des quatre bras est assujetti à un cylindre de frein indépendant des autres et prenant appui sur le châssis précité du boggie. Tous ces cylindres de freins sont branchés sur le circuit de freinage.
Par ailleurs, la tige du piston de chaque cylindre de frein est reliée au bras de suspension correspondant par l'intermédiaire d'une timonerie.
Conformément à l'invention, le dispositif comporte deux cylindres de freins qui, chacun, s'étendent entre les bras situés d'un même côté longitudinal du boggie considéré et présentent deux pistons internes, montés en opposition, chaque piston étant relié au bras correspondant par l'intermédiaire d'une bielle de poussée.
Suivant une caractéristique importante de l'invention, chaque piston d'un cylindre de frein, solidaire d'une tige tubulaire coaxiale et assujetti à un ressort prenant appui sur le fond du corps de ce cylindre, comporte une portée en forme de cuvette, contre laquelle est appliquée la surface de contact convexe d'une tête saillante de la bielle qui s'étend à travers cette tige, un manchon en matière élastique étant interposé entre des épaulements prévus respectivement dans ladite tige tubulaire et à l'opposé de la surface de contact de la tête de bielle.
Selon une autre caractéristique, chaque bielle est réglable en longueur et constituée, de préférence, par deux parties reliées entre elles par un assemblage coaxial du type vis-écrou et solidaires respectivement de la tête précitée et d'un pied articulé sur le bras correspondant.
Grâce à ces caractéristiques, chaque piston de cylindre de frein attaque, directement au moyen d'une bielle de poussée incorporée, le bras suspendu porteur de la semelle de frein correspondante et dès lors, la timonerie de liaison qui était jusqu'à présent nécessaire se trouve supprimée. Le nombre d'articulations est donc réduit et la transmission mécanique du mouvement améliorée. En outre, l'usure des pièces travaillantes est diminuée.
Par ailleurs, dans la forme de réalisation de l'invention, le point de pivotement de la bielle de poussée n'est pas situé au bout de la tige de piston, mais sur la face de ce dernier et de plus, les moyens mis en u̇vre pour permettre ce pivotement sont tels, qu'on dispose d'un débattement angulaire relativement grand de ladite bielle de poussée. Autrement dit, la compacité du dispositif de l'invention est intéressante du point de vue de l'obtention d'un encombrement minimum et d'une possibilité de logement accrue sur le châssis du boggie, du point de vue également de l'exécution d'un ensemble rigide, résistant, précis et fidèle.A cela il faut ajouter que, pour une longueur de transmission qui n'avait jamais été aussi réduite, on obtient un débattement vertical de l'extrémité libre de la bielle de poussée relativement grand et tel, que le dispositif s'adapte automatiquement à un taux d'usure de la semelle de frein et du bandage de roue qui peut être très élevé.
L'invention s'étend par ailleurs au produit industriel nouveau constitué par une installation de freinage pour véhicule ferroviaire, faisant application du dispositif précité et comprenant une conduite générale, un distributeur modérable au serrage et au desserrage avec un dispositif limiteur de pression maximale, un réservoir de commande associé à un robinet d'isolement, un réservoir auxiliaire surabondant, au moins un relais à au moins deux régimes de pression en fonction de la charge du véhicule et des tuyauteries_ reliant notamment la tubulure de sortie de ce relais aux deux cylindres de freins du dispositif précité équipant chacun des deux boggies.
Grâce à la caractéristique selon laquelle les cylindres à deux pistons, selon l'invention, sont associés à un dispositif limiteur de pression maximale incorporé au distributeur, il est possible que les pistons se déplacent suivant des courses variables (leur position de fin de course dépendant du taux d'usure des semelles et des bandages) sans que la pression maximale appliquée par lesdites semelles sur lesdits bandages varie. Pour obtenir le même avantage, il était nécessaire auparavant de prévoir dans la timonerie de liaison de la tige de piston du cylindre de frein à la semelle correspondante, un organe de réglage permettant de maintenir un jeu constant entre la semelle et le bandage, quelle que soit l'usure de ces derniers.
Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur le dessin annexé.
Sur ce dessin : La figure 1 est une vue synoptique illustrant une installation de freinage mettant en u̇vre le dispositif d'équipement conforme à l'invention; La figure 2 est une élévation, partie en vue extérieure, partie en coupe, montrant l'un des éléments du dispositif précité.
L'installation de freinage comporte, ainsi que cela est bien connu, sur chaque véhicule ferroviaire : Une conduite générale CG de fluide pneumatique; Un réservoir de commande Rc associé à un robinet d'isolement Ri; Un distributeur D modérable au serrage et au desserrage; Un réservoir auxiliaire surabondant Ra; Au moins un relais r à deux ou plusieurs régimes de pression (deux dans l'exemple représenté), qui sont fonction de la charge du véhicule.
Tous ces organes de l'installation sont branchés relativement les uns aux autres, selon la pratique habituelle et comme cela est illustré sur la figure 1 par des tuyauteries ou autres organes de raccordement représentés en trait plein ou en traits mixtes sur le dessin, suivant qu'elles sont apparentes ou non.
Suivant l'invention, un dispositif limiteur de pression maximale est incorporé dans le distributeur D précité.
Par ailleurs, on sait que le châssis du véhicule considéré est supporté, par l'intermédiaire de suspensions élastiques, par les châssis de deux boggies 1 et 2 (représentés schématiquement sur ia figure 1 par des traits mixtes), châssis qui sont eux-mêmes supportés par deux essieux transversaux parallèles, situés à l'avant et à l'arrière. Le dispositif de freinage selon l'invention étant le même, qu'il équipe le boggie 1 ou le boggie 2, la description qui suit se rapporte à un châssis 3 de boggie et elle est dès lors applicable aussi bien au boggie 1 qu'au boggie 2.
L'essieu avant du châssis de boggie 3 est solidaire de roues 4 et 5 et de même, son essieu arrière est solidaire de roues 6 et 7. En regard des bandages de ces roues 4 à 7, sont disposés des portesemelles 8 à 11 respectivement qui sont munis chacun d'au moins une semelle 12 ou 13 à 15 (de préférence en matière composite) et qui sont articulés sur des bras de suspension 16 à 19 sensiblement verticaux. A leur extrémité supérieure, les bras 16 à 19 sont montés pivotants autour d'axes 20 à 23 portés par le châssis 3 de boggie.
Suivant l'invention, et ainsi que cela ressort clairement de la figure 1, les deux bras de suspension situés d'un même côté longitudinal du boggie considéré sont assujettis à un cylindre de frein unique dans lequel sont montés coulissants deux pistons internes montés en opposition et reliés chacun au bras correspondant par l'intermédiaire d'une bielle de poussée. C'est ainsi qu'un cylindre de frein à double piston CF46 est interposé entre les bras de suspension 16 et 18 et qu'un autre cylindre de frein à double piston CF57 est interposé entre les bras 17 et 19, les quatre bielles de poussée de ces deux cylindres de freins étant articulées sur les extrémités inférieures desdits bras 16 à 19.
Enfin, comme cela est particulièrement visible sur la figure 1, les cylindres de freins CF46 et CF57 du boggie 1 et ceux du boggie 2 sont branchés par des canalisations rigides 24 à 26 et des tuyauteries souples 27 et 28 sur la tubulure de sortie 29 du relais r de l'installation de freinage. Les tuyauteries 24 et 25 débouchent dans la chambre intermédiaire de chacun des cylindres de freins précités, délimitée par les deux pistons opposés correspondants.
La description qui suit concerne plus particulièrement la réalisation d'un cylindre de frein selon l'invention et la liaison de l'une de ses bielles de poussée avec le bras correspondant, ce qui est illustré en détail par la figure 2, laquelle se rapporte au cylindre de frein CF46 et au bras 16 et représente des organes applicables à n'importe quel autre cylindre de frein et à n'importe quel autre bras.
Le cylindre de frein de l'invention comporte un corps tubulaire 30 fermé à ses extrémités par des fonds 31 et dans lequel sont montés coulissants deux pistons opposés 32 et 33, délimitant dans ledit corps une chambre intermédiaire 34 branchée sur la canalisation 24. Le piston 33 est destiné à être relié au bras 18 de la même manière que décrite ci-dessous en ce qui concerne la liaison du piston 32 avec le bras 16.
Le piston 32 est constitué par un flasque 35 en alliage métallique moulé et sur la périphérie duquel est fixée au moyen de goujons, une couronne 36 maintenant fermement une garniture d'étanchéité 37 en matière élastique. Le flasque 35 du piston présente en saillie, à l'opposé de la chambre 34 et concentriquement à l'axe du corps 30, un bossage annulaire 36 dans lequel est montée puis fixée au moyen de vis, une tige tubulaire 37 de diamètre relativement grand. Cette tige tubulaire 37 du piston est guidée axialement dans le fond 31 et sa course vers l'intérieur du corps 30 est limitée par un anneau 38 habituellement connu sous le nom de circlip. Il résulte de ce qui précède qu'un passage libre 39 est prévu à travers la tige tubulaire 37, du flasque 35 du piston vers l'extérieur.
Le serrage des freins est produit lorsque le piston 32 est déplacé dans le sens de la flèche F sous l'action de l'air comprimé parvenant dans la chambre intermédiaire 34. Le desserrage des freins est produit par contre lorsque le piston 32 est déplacé en sens inverse sous l'action d'un ressort 40 entourant la tige 37 et interposé entre le fond 31 et le flasque 35.
Le piston 32 est relié au bras 16 par l'intermédiaire d'une bielle de poussée 41 dont le pied 42 en forme d'oeilleton est intercalé entre deux éléments parallèles du bras 16 et traversé, ainsi que ces éléments, par un axe d'articulation 43.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, mais non restrictive, la tête 44 de la bielle 41 est susceptible de pivoter en un point situé le plus près possible du flasque 35 du piston 32. A cet effet, le flasque 35 présente à l'intérieur du bossage annulaire 36, une portée en forme de cuvette 45 contre laquelle est appliquée une surface de contact convexe 46 de la tête 44. De préférence, la portée 45 et la surface 46 ont la forme de secteurs sphériques dont les rayons de courbure sont légèrement différents. Dans la forme de réalisation représentée, la tête 44 est rapportée dans le corps tubulaire 47 de la bielle 41 et dans ce but, elle est prolongée par un embout cylindrique engagé dans ce corps et maintenu par une goupille.De toute façon, la tête 44 fait saillie du corps 47 et présente à l'opposé de la surface de contact 46 un épaulement d'appui 48.
De plus, la tige tubulaire 37 du piston 32 est solidaire d'une collerette saillante interne 49 dont le trou central a un diamètre bien plus grand que celui du corps 47 de la bielle 41. Un manchon 50, en matière élastique telle que du caoutchouc, est logé dans la tige 37 et interposé entre la collerette 49 et une rondelle 48a appliquée contre l'épaulement 48.
Etant donné que le point de pivotement de la tête 44 de la bielle 41 est situé très près du piston 32, le débattement angulaire de cette bielle est relativement grand, pour une longueur donnée de ladite bielle, et ce débattement n'est pas limité par la collerette interne 49 de la tige de piston 37, puisque le passage ménagé dans cette collerette est bien plus grand que la section du corps 47 de la bielle.
En outre, il est important de noter que lors du serrage du frein (sens de la flèche F), l'effort pneumatique est transmis directement du piston 32 à la bielle de poussée 41, alors qu'au desserrage (sens opposé à celui de la flèche F), l'effort de rappel dû au ressort 40 agissant sur le piston 32 est transmis, par l'intermédiaire de la tige tubulaire 37 du piston, de la collerette interne 49 et du manchon élastique 50, à la tête de bielle 44.
Enfin, le pivotement de la bielle 41 qui est lié au déplacement du piston 32, lequel déplacement dépend de l'usure du bandage de roue et de la semelle de frein, est possible car le manchon 50 interposé entre la tête 44 et la collerette 49 est en matière élastique.
Dans la forme de réalisation représentée, la bielle de poussée 41 est réglable en longueur. Dans ce but, le pied 42 est prolongé par une tige filetée 50 coopérant avec un écrou 51 solidaire du corps 47 et avec un contre-écrou 52. On peut donc lors d'un réglage initial de la longueur de la bielle 41 (réglage qui est facilité grâce à la présence de la rondelle de frottement 48a rendant la rotation plus aisée), déterminer avec précision la distance entre la semelle de frein et le bandage de roue, lorsque les cylindres de freins ne sont pas alimentés. Lorsque cette semelle et/ou ce bandage s'usent, le jeu précité varie et il en est de même de la course du piston correspondant.Cependant, la pression maximale de freinage appliquée sur la roue reste constante et limitée à la valeur choisie, du fait de la présence d'un dispositif limiteur de pression maximale incorporé dans le distributeur D.
La figure 2 montre enfin que les deux éléments du bras 16 sont solidarisés grâce à une pièce intermédiaire 53 supportant, de même que lesdits éléments, l'axe 54 d'articulation du porte-semelles 8. Ce dernier est en outre relié au bras 16 par l'intermédiaire d'une coulisse inférieure 55 réglable automatiquement et assujettie à cet effet à un presseur 56.
De plus, pour soulager les deux bras 16 et 17, en ce qui concerne les efforts latéraux de déversement qu'ils subissent et qui sont dus aux réactions obliques des bandages de roues sur les semelles de freins, la pièce 53 du bras 16 et la pièce correspondante du bras 17 sont rendues solidaires l'une de l'autre, grâce à un tube d'entretoisement 57.
L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation représentée et décrite en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.

Claims (3)

RÉSUMÉ La présente invention a pour objet : I. Un dispositif d'équipement de freinage pour boggie de véhicules ferroviaires, comportant des bras de suspension, sensiblement verticaux, montés pivotants sur le châssis d'un boggie, assujettis à des cylindres de freins et sur lesquels sont articulés des porte-semelles munis de semelles de freins disposées en regard des bandages des quatre roues des deux essieux du boggie, caractérisé par les points suivants pris isolément ou en diverses combinaisons :

1. Le dispositif comporte deux cylindres de freins qui chacun s'étendent entre les bras situés d'un même côté longitudinal du boggie considéré et présentent deux pistons internes, montés en opposition, chaque piston étant relié au bras correspondant par l'intermédiaire d'une bielle de poussée;

2. Chaque piston d'un cylindre de frein, solidaire d'une tige tubulaire coaxiale et assujetti à un ressort prenant appui sur le fond du corps de ce cylindre, comporte une portée en forme de cuvette, contre laquelle est appliquée la surface de contact convexe d'une tête saillante de la bielle qui s'étend à travers cette tige, un manchon en matière élastique étant interpose entre des épaulements prévus respectivement dans ladite tige tubulaire et à l'opposé de la surface de contact de la tête de bielle;

3. Chaque bielle est réglable en longueur et constituée, de préférence, par deux parties reliées entre elles par un assemblage coaxial du type vis-écrou et solidaires respectivement de la tête précitée et d'un pied articulé sur le bras correspondant. II. Le produit industriel nouveau constitué par une installation de - freinage pour véhicule ferroviaire, faisant application du dispositif selon les alinéas qui précèdent et comprenant une conduite générale, un distributeur modérable au serrage et au desserrage avec un dispositif limiteur de pression maximale, un réservoir de commande associé à un robinet d'isolement, un réservoir auxiliaire surabondant, au moins un relais à au moins deux régimes de pression en fonction de la charge du véhicule et des tuyauteries reliant notamment la tubulure de sortie de ce relais aux deux cylindres de freins du dispositif précité équipant chacun des deux boggies.