FR1464803A - Perfectionnements apportés aux agencements de freinage, notamment sur véhicules ferroviaires - Google Patents

Description

Perfectionnements apportés aux agencements de freinage, notamment sur véhicules ferroviaires.
Les véhicules ferroviaires constituant des rames indéformables sont généralement conduits à partir d'un poste unique. Ils comportent en général un frein principal à air comprimé actionné par le mécanicien depuis son poste agissant en simultanéité sur tous les véhicules de la rame. Chaque véhicule est de plus pourvu d'un frein auxiliaire de secours manuel, généralement à vis, pour qu'on puisse obtenir l'immobilisation lorsque le frein à air n'est pas en action.
En cours d'exploitation, si un incident se produit, entraînant l'immobilisation prolongée d'une rame, le mécanicien doit procéder, tant que son frein à air est encore efficace en succession, au serrage de tous les freins auxiliaires. Lorsqu'il a été remédié à un tel incident, le mécanicien doit vérifier le fonctionnement de son frein à air puis procéder au desserrage, de nouveau en succession, de tous les freins auxiliaires. De telles man u̇vres sont longues et aggravent le retard causé par l'incident.
La présente invention a notamment pour but de remédier à de pareils inconvénients.
Elle a également pour but de simplifier les agencements de freinage en utilisant, pour le freinage de secours les mêmes éléments de timonerie que ceux qui sont utilisés pour le freinage à air.
L'invention comprend à cet effet un dispositif de freinage à télécommande de freinage auxiliaire, susceptible d'être actionnée depuis le poste de conduite d'un véhicule ou d'un train comportant au moins un véhicule tracteur et au moins un véhicule remorqué, dispositif qui comprend, sur un élément de timonerie de freinage lié à un piston de freinage à air, un dispositif de calage mutuel à rattrapage entre cet élément de timonerie et un appui, pouvant faire partie d'une commande de frein manuelle, la télécommande permettant la mise en action ou la mise hors d'action dudit calage.
Pour éviter qu'un tel calage permette un relâchement de la timonerie sous l'action des jeux et de l'élasticité lors du relâchement de l'air comprimé, il est de préférence interposé entre un prolongement de la tige même du piston à air et un boîtier tubulaire servant d'appui, la cale étant formée par un écrou monté sur une partie filetée dudit prolongement avec un pas réversible, cet écrou pouvant être lui-même immobilisé en rotation par un doigt arrêtoir télécommandé, disposé de façon radiale, coopérant avec des créneaux axiaux de la périphérie dudit écrou, et susceptible d'être effacé par l'action de la télécommande et rappelé en pénétration dans l'un des créneaux par un système élastique, ou par gravité.
Un anneau d'arrêt limite le déplacement possible dudit écrou vers l'extrémité du prolongement fileté de la tige de piston.
Une première butée tournante limite le déplacement possible, dans l'autre sens, dudit écrou par rapport au boîtier tubulaire.
Par ailleurs, au moyen d'une seconde butée tournante montée sur l'écrou, ce dernier est appuyé contre un système élastique de rappel qui tend constamment à chasser ledit écrou vers ladite première butée tournante.
Dans une forme d'exécution particulière où le frein de secours est un frein à vis, le boîtier précité comporte une extension creuse pourvue d'un filetage avec lequel coopère un écrou lié à la commande manuelle et, à l'opposé de l'extension, une face d'appui susceptible de rencontrer, au desserrage du frein de secours une butée de boîtier fixe par rapport au châssis du véhicule.
Dans une autre forme d'exécution dans laquelle la commande du frein de secours est assurée par traction sur un lien tel qu'une chaîne, le boîtier précité peut être monté de façon fixe sur le véhi- cule. La traction sur le lien est assurée par un agencement de type connu comprenant un tambour d'enroulement du lien et la rotation du tambour est assurée au moyen d'un dispositif d'actionnement qui présente entre la commande manuelle directe et le renvoi d'engrenage au tambour, un embrayage libérant ledit renvoi et le séparant du volant de commande et d'un encliquetage. La man u̇vre de cet embrayage peut être télécommandée de la même façon que l'actionnement du doigt arrêtoir précité.Dans le cas où un régleur de timonerie est disposé dans la tige de piston du frein à air, comme il convient de prendre directement appui sur ladite tige pour assurer le freinage de secours, le prolongement de cette tige qui aboutit au système de calage est relié à la tige elle-même par une lanterne contournant la tête de la tige de sortie du régleur et son axe d'attelage à la timonerie.
Les moyens ci-dessus mentionnés simplifient non seulement l'installation générale du frein sur tout véhicule ferroviaire par unicité de la timonerie de freinage, permettent de conserver l'usage indépendant du frein manuel, pour l'immobilisation d'un véhicule isolé, en atelier par exemple, mais autorisent au surplus des man u̇vres de calage du frein, rapides à déclenchements instantanés et à distance, depuis le poste de conduite d'une rame, aussi bien pour le maintien de l'immobilisation obtenue par le frein à air que pour le relâchement de cette immobilisation.
Les applications principales d'un tel agencement concernent le matériel ferroviaire mais il est évident qu'un tel dispositif peut aussi être utilisé sur les véhicules routiers à semi-remorques et à remorques. La description qui va suivre en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 représente de façon hautement schématique et en coupe un dispositif de freinage conforme à l'invention.
Les figures 2 à 6 représentent de la même façon les situations des divers organes du dispositif de la figure 1, pour les différentes phases de fonctionnement. La figure 7 représente une variante. La figure 8 montre en coupe à plus grande échelle la conformation de l'écrou de calage et du doigt d'immobilisation dudit écrou en rotation. La figure 9 représente schématiquement la disposition intermédiaire entre système de calage et tige de piston à air lorsque ladite tige est associée à un régleur de timonerie.
Le dispositif représenté comprend un cylindre à air 1 pourvu d'un tube d'alimentation et d'échappement 2 et, dans ce cylindre, un piston 3 rappelé à fin de course de desserrage des freins par un ressort 4. La tige 5 du piston 3 est attelée par une articulation 6 à une bielle 7 de timonerie du système de freinage, cette timonerie actionnant des sabots 8 susceptibles d'être appliqués sur des roues telles que la roue 9 du véhicule considéré.
La tige 5 est pourvue d'une extension 10 sur laquelle est aménagé un filetage et qui comporte à son extrémité un anneau d'arrêt 11. Sur ce filetage est placé un écrou 12 porteur à sa périphérie d'une série de cannelures 13. Les filetages conjugués de l'écrou et de l'extension ont une pente telle qu'ils soient réversibles, c'est-à-dire qu'une pression axiale exercée sur l'écrou entraîne sa rotation. Les cannelures 13 ont une direction axiale.
L'extension 10 et l'écrou 12 sont disposés dans un boîtier 14 creux qui, à l'une de ses extrémités est pourvu d'une butée à billes 15 contre laquelle peut venir s'appuyer la tranche correspondante de l'écrou 12, et à son autre extrémité, un épaulement d'appui pour un ressort 16. Ce ressort est lui-même appliqué sur la tranche opposée de l'écrou 12 avec interposition d'une butée à billes 17. Ce boîtier 14 est guidé par un clavetage axial 18 dans un support 19 solidaire du châssis du véhicule; ce support présente une face d'appui 20 pour l'extrémité correspondante du boîtier, du côté de la butée 15.
A l'opposé, ce boîtier 14 est pourvu d'un prolongement tubulaire 21 sur lequel apparaît extérieurement un filetage 22. Avec ce filetage coopère de façon irréversible au contraire un écrou 23 appuyé par une butée 24 sur une collerette 25 du support 19, collerette formant à l'opposé l'épaulement précité.
A la périphérie de l'écrou 23 apparaît une denture d'engrenage 26 avec laquelle coopère un pignon de renvoi démultiplicateur 27; l'axe dudit pignon est relié par une transmission 28, à chaîne bouclée par exemple, à un volant de freinage 29 situé dans la voiture, à la disposition du personnel qui en use comme frein auxiliaire ou frein d'immobilisation en atelier du véhitule débranché, ou des voyageurs en tant que frein de secours.
Dans une extension latérale 30 du boîtier 14 est disposé un doigt arrêtoir radial 31, susceptible de coopérer avec les cannelures 13. Cette coopération assure la possibilité d'un coulissement axial de l'écrou sous le doigt. Ce doigt est enfoncé vers lesdites cannelures par un ressort 32. Il est attelé par une timonerie 33 à un levier manuel d'éclipsage 34 apparaissant dans la voiture, de préférence au voisinage du volant 29.
Ce doigt est également solidaire d'un noyau magnétique 35 qui est placé à l'intérieur d'un soienoïde 36.
Par des conducteurs 37, ce solénoïde est alimenté par une source de courant 38 (batterie de secours des véhicules, par exemple) avec interposition d'un interrupteur à poussoir 39 susceptible d'être placé dans la cabine de conduite de la rame. Il est possible également de prévoir sur la face d'appui 20 du support 19 un microcontacteur -10 constatant le contact entre ledit boîtier 14 et cette face 20 ou constatant leur écartement. De même, dans le boîtier 14 peut être disposé un microcontacteur 41 dont le poussoir est actionné par un biseau de la tranche de l'écrou 12 lorsque ce dernier vient au contact de la butée 15.
Comme on le voit plus spécialement sur les figures 2 et suivantes, le fonctionnement de l'appareillage ainsi décrit est le suivant :
Comme on le voit plus spécialement sur la figure 2, le doigt 31 étant en prise avec une des cannelures 13, si l'on désire serrer les freins par le volant manuel 29, il suffit d'en assurer la rotation pour faire tourner l'écrou 23 sur le filetage 22. Par son prolongement 21, le boîtier 19 est déplacé comme indiqué par la flèche f, vers la droite des figures. La butée 15 du boîtier rencontre la tranche de l'écrou 12, immobilisé en rotation par le doigt 31, de sorte que la traction sur le boîtier est transmise à l'extension 10 de la tige de piston 5, ce qui fait basculer le levier 7 de timonerie et l'on obtient l'application des sabots 8 sur la roue 9.
Comme on le voit sur la figure 3, le serrage et le desserrage pneumatiques des freins peuvent également être obtenus en alimentant, comme indiqué par la flèche f2, par la tubulure 2, le cylindre 1. Le piston de freinage 3 comprime le ressort 4. L'extension 10 de la tige de piston entraîne en translation l'écrou 12 que le doigt 31 empêche de tourner sur le filetage réversible. Le ressort 16 est comprimé. Le mouvement de la tige de piston 5 entraîne le basculement de la bielle 7 ce qui aboutit au serrage des sabots 8 sur la roue 9. Le desserrage est aidé, à l'échappement de l'air du cylindre 1, par la détente des ressorts 4 et 16.
Comme on le voit sur la figure 4, en cas d'incident susceptible d'entraîner un arrêt relativement prolongé de la rame de véhicules (une coupure de courant de traction, par exemple, qui interrompt le fonctionnement du compresseur d'air, de sorte que le maintien des seuls freins à air devient aléatoire), arrêt préalablement obtenu au moyen du frein à air-sabots 8 appliqués sur la roue 9 par le déplacement du piston 3 dans le cylindre 1 pour obtenir un calage de la position obtenue, il suffit au mécanicien conducteur d'appuyer sur le contact 39 de cabine pour alimenter le solénoïde 36 et soulever le noyau 35, ce qui occasionne le retrait du doigt 31 hors de la cannelure 13 où il était engagé, dans chacun des véhicules de son train.Sous l'action du ressort 16, l'écrou 12 est repoussé axialement, puisque sa rotation a été libérée sur le filetage réversible de l'extension 10 jusqu'à ce que ledit écrou vienne au contact de la butée 15. A l'arrivée de l'écrou 12 dans cette position indépendante de tous les jeux mécaniques ou élastiques de la timonerie, le contact 39 peut, après contrôle éventuel de fonctionnement correct microcontacteurs 40 et 41 - être relâché et le doigt 31 retombe dans la cannelure 13 qui se présente sous lui.
En admettant que la pression d'air dans le cylindre 1 vienne à diminuer ou que le frein soit vidangé volontairement, le piston 3 ne peut toutefois pas reculer puisqu'il est maintenu par sa tige 5 et l'extension 10 grâce au calage à rattrapage de l'écrou 12. Les sabots 8 ne peuvent donc pas se desserrer.
Il est à remarquer que, dans le cas de l'obtention du freinage manuel, le boîtier 14 est mobile dans le support 19. Pour ce mode de serrage des freins, ce boîtier quitte la face d'appui 20. Au desserrage au contraire, le boîtier est ramené au contact de cette face. Grâce au microcontacteur 40, l'état de desserrage des freins manuel peut être constaté à distance par l'allumage d'une lampe témoin.
L'application de l'écrou 12 sur la butée 15 peut également être constatée grâce au microcontacteur 41, prouvant ainsi le fonctionnement correct du levage du doigt 31 et la rotation libre de l'écrou 12 sur le prolongement 10 fileté de la tige de piston 5.
Dans une rame comportant plusieurs véhicules, les microcontacteurs 40 et 41 peuvent être branchés respectivement en série sur un témoin unique correspondant placé dans la cabine de conduite, permettant ainsi au mécanicien de s'assurer du fonctionnement correct des appareils sur toutes les voitures composant la rame.
C'est ainsi que, si l'un des freins manuels n'est pas correctement desserré, le contacteur 40 correspondant interrompera le circuit du témoin et le mécanicien pourra, avant la mise en route de sa rame, faire la vérification nécessaire. De même, lors de l'essai préalable des freins à air, si l'un des écrous 12 était libre, il resterait en contact de la butée 15 et maintiendrait en position correspondante son microcontacteur 41. Le mécanicien ainsi prévenu pourrait alors faire l'intervention nécessaire. Il lui est également possible de faire la vérification de la liberté de tous les écrous et en conséquence de tous les systèmes de calage en provoquant, pendant l'épreuve du frein à air, une épreuve du système de calage pour constater la réponse correspondant au recul de tous les écrous sur toutes les butées 15, grâce aux mêmes microcontacteurs 41.
La figure 4 montre la phase de rattrapage du calage par éclipsage du doigt 31 et la figure 5 montre le calage obtenu par retour du doigt 31 dans la cannelure 13 de l'écrou. Ce calage assure donc l'immobilisation malgré un vidage éventuel du cylindre 1, comme l'indique bien la flèche f3.
Dans cette situation, si l'on désire annuler le calage, il suffit de fermer à nouveau l'interrupteur 39 pour provoquer l'éclipsage du doigt 31.
L'écrou 12 est alors libéré et peut tourner sur le filetage de l'extension 10. Cette dernière est propul- sée- par la détente du ressort 4 et la tension de la timonerie et en fin de course, le système revient à la situation qu'il occupait antérieurement, tel que représenté sur la figure 1 lorsque le contacteur 39 est relâché.
Il est à remarquer que le freinage à main pourrait être obtenu même si le doigt 31 était maintenu éclipsé. La traction exercée par le prolongement fileté 21 sur le boîtier 14 se transmet à l'écrou 12 qui peut alors reculer en tournant mais vient presque immédiatement se bloquer sur l'anneau 11, ce qui empêche tout allongement supplémentaire du système.
Il est à remarquer également que le coincement du calage est évité par la butée rotative 15, qui préserve, même pour un calage énergique, la liberté de rotation de l'écrou.
La commande de freinage manuelle pourrait être d'un autre genre et comporter par exemple une transmission à chaîne 42. Dans ce cas, le boîtier 14a n'a plus besoin d'être monté coulissant, mais est au contraire fixé sur le châssis du véhicule puisqu'il ne participe plus à la traction nécessaire à l'obtention du freinage de secours. Le jeu du prolongement fileté 10a et de l'écrou 12a dans ce boîtier 14a reste le même que celui qui a été décrit cidessus.
Par contre, la traction sur le prolongement 10a est assurée directement par la chaîne 42 sur le prolongement 10a grâce à une attache 43 et cette chaîne passe au travers d'une ouverture 44 du boîtier 14a. La chaîne passe sur un galet de renvoi 45 avant d'être enroulé sur un tambour 46 solidaire d'une roue dentée 47. La roue 47 engrène avec un pignon 48 monté fou sur l'axe d'un volant de freinage 29a. L'axe de ce volant est solidaire d'une roue à rochet 49 avec laquelle coopère en permanence un cliquet 50. Un embrayage 51 à commande manuelle 52 permet de solidariser le pignon 48 de l'axe de volant.
Pour obtenir le freinage manuel, l'embrayage 51 est rendu actif et la rotation du volant 29a permet d'entraîner la chaîne 42 et de tirer sur le prolongement 10a. Le relâchement du frein, alors qu'il est maintenu par le cliquet 50, est assuré par libération de l'embrayage 51 sous l'action de la commande 52. Le poids propre de la chaîne ajoute son action à celle des ressorts 16a d'écrou et 4a de cylindre à air.
Dans ce cas, un seul microcontacteur 41a d'écrou suffit à assurer le contrôle des man u̇vres.
Dans tous les cas, les cannelures 13 et le doigt 31 sont pourvus d'un flanc radial 53 et d'une facette radiale 54 ainsi que d'un flanc 55 et d'une facette 56 correspondante, inclinés sur un rayon afin de faciliter l'engagement mutuel et le maintien en engagement par les flancs et facette radiaux, par appui, dans le sens de sollicitation convenable.
Dans tous les cas également, comme cela apparaît sur la figure 9, si la tige de piston 5b est associée à un régleur de timonerie intégré, le levier de timonerie 7b étant attaché par une articulation 57 à la tige 58 de sortie du régleur, il convient que le prolongement 10b support de l'écrou de blocage soit attelé directement à la tige 5b et cet attelage peut être réalisé au moyen d'une lanterne 59 qui contourne l'articulation 57.
Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, on peut apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites. C'est ainsi qu'il est possible, dans le cas de l'agencement de la figure 7, de télécommander le levier 52 pour obtenir la faculté de desserrer, depuis la cabine de conduite, le frein manuel pour le cas où ce desserrage n'aurait pas été convenablement relâché, et de contrôler cette action à distance par des moyens analogues à ceux qui viennent d'être précisés cidessus ou différents.
Bien que la description ci-dessus faite s'adresse à des agencements montés sur un matériel ferroviaire, il est évident que des dispositifs de cette nature pourraient être appliqués au cas des véhicules routiers à semi-remorques ou à remorques. De même, la commande à air pourrait être remplacée par une commande hydraulique et au lieu d'un fluide emmagasiné sous pression, l'action sur les freins pourrait être obtenue par servo-moteur.

Claims (12)

1. Le résumé qui va suivre et qui ne présente aucun caractère limitatif a simplement pour but d'énoncer un certain nombre de particularités principales et secondaires de l'invention, ces particularités pouvant être prises isolément ou en toutes combinaisons possibles. RÉSUMÉ La présente invention comprend notamment :

   1. Un dispositif de freinage à double commande, l'une, principale, généralement à air comprimé, l'autre auxiliaire, comportant une télécommande susceptible d'être actionnée depuis le poste de conduite d'un véhicule ou d'un train comportant au moins un véhicule tracteur et au moins un véhicule remorqué, dispositif qui comprend, sur un élément de timonerie de freinage lié à un organe d'actionnement de freinage principal, un dispositif de calage mutuel à rattrapage entre cet élément de timonerie et un appui, pouvant faire partie de la commande de freinage auxiliaire, la télécommande permettant la mise en action et hors d'action dudit calage;
2. 2. Dans un dispositif du genre spécifié sous 1[deg] ou d'un genre analogue, le fait que le calage à rattrapage est formé au moyen d'un écrou et d'un boîtier tubulaire contenant ledit écrou, arrêtant ce dernier axialement en au moins une position de butée, écrou monté par filetage réversible sur une tige de timonerie de freinage du véhicule, ledit écrou étant associé à un arrêtoir télécommandé susceptible de l'immobiliser en rotation tout en permettant des mouvements axiaux, un système élastique tendant constamment à repousser cet écrou vers la butée de boîtier;
3. 3. Dans un dispositif du genre spécifié sous 2[deg] ou d'un gerne analogue, le fait que la butée de boîtier présente, d'une part, une partie tournante face à l'écrou et reçoit l'appui du système élastique qui réagit d'autre part sur l'écrou avec une butée tournante d'écrou interposée;
4. 4. Dans un dispositif du genre spécifié sous 3[deg] ou d'un genre analogue, le fait qu'à l'opposé de la butée de boîtier on prévoit sur la tige filetée un anneau d'arrêt de l'écrou;
5. 5. Dans un dispositif du genre spécifié sous 2[deg] ou d'un genre analogue, le fait que l'arrêtoir d'écrou est constitué par un doigt radial éclipsable sous l'effet de moyens de télécommande avantageusement électromagnétiques, ce doigt étant monté coulissant dans le boîtier et coopérant avec des cannelures axiales aménagées à la périphérie de l'écrou et avec un rappel élastique en position d'engagement avec une cannelure ;
6. 6. Dans un dispositif du genre spécifié sous 2[deg] ou d'un genre analogue, le fait que le boîtier est monté de façon fixe sur le châssis du véhicule et la commande de frein auxiliaire manuelle est attelée en traction sur l'extrémité de la tige filetée réceptrice de l'écrou, traction pouvant être exercée par une chaîne;
7. 7. Dans un dispositif du genre spécifié sous 2[deg] ou d'un genre analogue, le fait que le boîtier est monté de façon coulissante sur le châssis du véhicule, est susceptible de prendre appui sur une butée dudit châssis et comporte, à l'opposé, des moyens permettant, par une transmission à commande manuelle, le déplacement d'ensemble dudit boîtier et de l'écrou pour assurer le freinage de secours, le boîtier pouvant comporter à cet effet une extrémité creuse portant extérieurement un filetage destiné à coopérer de façon irréversible avec un écrou de frein entraîné en rotation par une transmission aboutissant à un volant de man u̇vre, écrou de frein de secours appuyé par butée tournante sur ledit châssis;
8. 8. Dans un dispositif du genre spécifié sous 2[deg] à 7[deg] ou d'un genre analogue, le fait que le contrôle des contacts de l'écrou de calage sur la butée correspondante de boîtier et, éventuellement, du boîtier lui-même sur sa butée fixe de châssis, sont contrôlés par des éléments transmettant à distance les signaux correspondants;
9. 9. Dans un dispositif du genre spécifié sous 2[deg] à 8[deg] ou d'un genre analogue, le fait que le doigt arrêtoir est associé à une commande manuelle et à un noyau plongeur d'électroaimant dont le bobinage est susceptible d'être alimenté par une source d'électricité, sous l'action d'un interrupteur d'éclipsage du doigt, interrupteur général placé en cabine de conduite;
10. 10. Dans un dispositif du genre spécifié sous 2[deg] ou d'un genre analogue, le fait que la tige de timonerie est la tige de piston de freinage;
11. 11. Dans un dispositif du genre spécifié sous 2[deg] ou d'un genre analogue, le fait que la tige de timonerie comprend un régleur dont l'articulation de sortie est contournée par une lanterne reliant ladite tige de timonerie à son prolongement à filetage réversible qui reçoit l'écrou de calage à filetage réversible ;
12. 12. Dans un dispositif du genre spécifié sous 5[deg] ou d'un genre analogue, le fait que les cannelures et le doigt présentent des faces d'appui radiales de l'un des côtés et, de l'autre, des faces d'appui inclinées sur un rayon de l'écrou.