Brevet FR2194601A1 — publié le 19740301

L'invention concerne une timonerie de frein pour véhicules sur rails dans laquelle une tige principale de commande paT- tant d'un dispositif central de commande ou d'actionnement de fren ainsi qu'une timonerie couplée à ladite tige et associée àau moins un frein à sabots dans lequel les deux mâchoires de frein agissant sur les deux roues d'un essieu du véhicule sont reliées entre elles par un levier en triangle de frein parallèle à l'essieu s'étendent exclusivement dans un plan médian longitudinal vertical du véhi- cule ou, symdtriquement, de part et d'autre de ce plan. Une timonerie de ce genre assure une transmission uniforme de la force sur les diverses mâchoires du frein à sabots et ainsi, une force d'anplication uniforme des mâchoires sur toutes les roues intéressées du véhicule. La tendance à augmenter sans cesse la vitesse ainsi que les charges permises par essieu dans les véhicules sur rails, a rendu nécessaire de prévoir un frein supplémentaire, en plus du frein à sabots, car celui-ci n'est pas capable à lui seul de dé- velopper les forces de freinage accrues nécessaires. L'invention a pour objet de réaliser de façon simple une timonerie du genre ci-dessus pour qu'en meme temps que la timonerie de frein à sabots on puisse actionner une timonerie de frein à disque, sans que l'on soit obligé de modifier les groupes de frein standard utilisés antérieurement dans une installation de frein à sabots. Il n'est pas possible de coupler simplement en série le frein à sabots complet et le frein à disque, car si les freins sont disposés en série, les courses d'actionnement des différents freins s'additionnent et par suite, la course d'actionnement de la timonerie principale devient trop grnde, compte tenu en particulier des dispositifs de réglage que l'on trouve habituellement dans le commerce. Il n'est pas possible non plus de disposer pure- ment et simplement les deux freins en parallèle, vu la disposition alignée de la timonerie principale d'actionnement et de la timonerie de frein à sabots. Selon l'invention, le problème posé est résolu par le fait que la timonerie principale d'actionnement et la timonerie d'actionnement du frein à sabots sont couplées entre elles, avec interposition d'une timonerie inte médiaire, de préférence située essentiellement dans un plan horizontal, de manière à actionner au moins une timonerie de frein à disque, la timonerie intermédiaire s'appuyant d'une part avec articulakbn surin centre de rotation et actionnant d'autre part la timonerie de frein à disque, alors que le rapport des leviers de la timonerie intermédiaire est choisie de telle manière que la force totale d'actionnement du frein et/ou la course totale d'actionnement du frein à sabots et du frein à disque sont limitées. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé différentes formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 montre en plan une timonerie d'actionnement de frein selon un exemple d'exécution, à l'état monté sur un véhicule sur rail; la fig.2 est une élévation latérale du dispositif d'actionnement de la fig. 1; la fig. 3 une élévation frontale du dispositif d'actionnement de la fig. 1; la fig. 4 montre en plan un deuxième exemple d'exécution de la timonerie d'actionnement du frein et la fig. 5 montre en plan un autre exemple d'exécution d'une timonerie d'actionnement du frein. La timonerie d'actionnement de frein représentée dans les fig. 1 à 3 sert à transmettre une force d'actionnement, engendrée par un dispositif central d'actionnement de frein 1 (voir fig 1) à un frein à sabots 2 et à un frein à disque 3, capables tous deux d'agir sur un essieu monté 4 d'un véhicule sur rails. Le frein à sabots 2 comprend quatre machoires 5,reliées entre elles deux à deux de façon connue par un levier en triangle de frein 7 s'étendant paralllement à l'axe de rotation 6 de l'es- sieu monté 4.Les deux leviers au triangles de frein 7 sont accouplés entre eux par une agencement de leviers en tenaille, s'étendant dans le plan médian longitudinal vertical du véhicule et comprenant deux leviers à deux bras 8 dirigés verticalement et une tenue de liaison courbe 9 passant par dessus l'essieu 6. L'un des leviers 8, situé à gauche de l'essieu 6 sur la fig.2, est articulé en 10 sur un châssis 11 du véhicule tandis que le deuxième levier 8 est articulé à un tirant 12 s'étendent dans le plan médian longitudinal vertical du véhicule. Le frein à disque 3 comprend un disque I3 solidaire en rotation de l'essieu 6 et deux mâchoires I4 disposées de part et d'autre du disque I3. Les mâchoires 14 peuvent être poussées con tre le disque 13 au moyen d'une tenaille 15 disposée verticalement (voir en particulier figures 2 et 3). La tenaille 15 présente deux leviers 16 auxquels les mâchoires 14 sont fixées au cardan. A leurs extrémités inférieures, les leviers de tenaille 16 sont articulés entre eux par une tringle 17 qui se courbe en s'écartant de l'essieu 6 tandis que 11 extrémité supérieure du levier 16 situé à droite sur la figure 3 est articulée au châssis 11 du véhicule et qu'à l'extrémité supérieure de l'autre levier 16 s'attache un levier coudé 18. Cet autre levier 16 est suspendu au châssis 11 du véhicule par un levier oscillant 19 (voir figure 3). La courbure de la tringle 17 permet d'assurer la garde au sol nécessaire de la timonerie de frein à disque. En outre, cela empOche la tringle 17 de heurter le disque de frein lors du débattement du châssis 11 relativement à l'essieu 6.Pour exclure dans une large mesure un mouvement horizontal entre les mâchoires 14 et le disque 13 lors du mouvement horizontal de l'essieu monté 4 relativement au châssis 11, à la tringle 17 est articulé un maillon 17' articulé d'autre part à une traverse 17" qui relie rigidement entre elles les deux paliers 4' de l'essieu monté 4. Pour empêcher une usure inégale des garnitures des mâ- choires de frein 14 lors du freinage, les deux mâchoires sont encore articulées entre elles par l'intermédiaire d'un levier à genouillère 20 constituant une plaque de charnière et qui les maintient toujours parallèles. Le levier coudé 18 est monté dans la région de son coude de manière à pouvoir pivoter sur le chassis 11 du véhicule autour d'un axe vertical 21 (voir figure 1). Au levier coudé 18 sont articulés, p.r son bras opposé à la tenaille de frein 15 et qui s'éloigne du plan médian longitudinal vertical du véhicule, un limiteur de course de retour 22 et une tige de tendeur 23. Le limiteur de course de retour 22 est disposé sur la timonerie dont les mâchoires de frein ont le plus petit jeu de serrage, dans le cas présent la timonerie de frein à disque, pour assurer qu'à chaque processus de freinage les mâchoires des deux freins se serrent obligatoirement. La disposition de leviers 8, 9 et le tirent 12 forment la timonerie d'actionnement du frein à sabot 2 tandis que la tenaille 15, le levier coudé 18, le limiteur de course de retour 22 et la tige de tendeur 23 appartiennent à la timonerie d'actionnement du frein à disque 3. La force d'actionnement engendrée par le dispositif d'actionnement de frein 1 est transmise à la timonerie d'actionnement du frein à sabots et du frein à disque, avec interposi- tion d'un organe de réglage de timonerie 24 connu et disponible dans le commerce, par une timonerie principale d'actionnement 25 située dans le plan médian longitudinal vertical du véhicule. A l'extrémité de la timonerie principal 25, du c8té de l'essieu monté 4, est articulée une timonerie intermédiaire 26 qui relie la timonerie principale 25 aussi bien à la timonerie du frein à sabots qu'à celle du frein à disque. La timonerie intermédiaire 26 comprend deux leviers de longueur différente 27 et 28 (voir en particuler figure 1). Le levier le plus long 27, auquel s'attache aussi en 29 la timonerie principale d'actionnement 25, est articulé en 30 par une extrémité au châssis 11 et par son extrémité opposée à l'articulation 30, le levier 27 s'étendant au delà du plan médian longitudinal vertical du véhicule. Le levier 28 est articulé d'une part au tirant 12 de la timonerie de frein à sabots et d'autre part à la tige de tendeur 23 de la timonerie de frein à disque, et le point d'articulation 30 du levier 27 au châssis ainsi que le point d'articulation 32 du levier 28 à la timonerie de frein à disque sont situés à la même distance du plan médian longitudinal verticual du véhicule, donc des points d'articulation respectifs 29, 31 de la timonerie principale d'actionnement 25 et du tirant 12.L'extrémité libre du levier 27 est articulée par une tringle 33 au levier 28. Les points d'articulation 34 et 35 de la tringle 33 sont à égale distance du plan médian longitudinal vertical du véhicule. L'ensemble de la timonerie d'actionnement du frein fonctionne de la façon suivante : Si au moyen du dispositif central d'actionnement de frein 1 on exerce sur la timonerie principale 25 une force de traction dans le sens de la flèche 36 (voir figure 1), le levier 27 pivote autour de son point d'articulation 30 sur le châssis et transmet ce mouvement, par la tringle 33, au levier 28 qui, à son tour, actionne aussi bien la timonerie du frein à sabots que celle du frein à disque, ce qui fait que les différentes mâchoires s'appliquent aux roues de l'essieu monté 4 et au disque de frein 13 et engendrent ainsi un couple de freinage.En vertude la disposition donnée selon l'invention aux leviers de la timonerie intermédiaire 26, la course nécessaire de la timonerie principale 25 lors du freinage est notablement plus petite que la somme des courses que doivent accomplir, pour serrer les mâchoires, les points d'articulation des timoneries du frein à sabots et du frein à disque à la timonerie intermédiaire, contrairement è ce qui se passerait avec une disposition en série des deux freins, de sorte que la course de réglage d'un organe de réglage de timonerie 24, nécessaire au seul mouvement du frein à sabots, suffit entièrement pour les deux freins. La force de traction à appliquer dans la timonerie principale 25 augment légèrement, au détriment de la course de réglage pratiquement inchangée. Par la timonerie intermédiaire 26, la force de traction engendrée par la timonerie principale 25 est transmise de façon nettement cinématique à chacune des timoneries d'actionnement, la grandeur de chaque fraction de force étant déterminée par les points d'articulation de la tringle 33 aux leviers 27 et 28. Grâce à la timonerie intermédiaire selon l'invention, des véhicules ferroviaires seulement équipés d'un frein à sabots peuvent de façon très simple être munis après coup d'un frein à disque sans qu'il faille pour cela remplacer des groupes de frein employés antérieurement ni modifier en aucune façon la timonerie du frein à sabots. il suffit simplement d'interrompre la timonerie principale d'actionnement pour interposer la timonerie intermédiaire 26. Pour pouvoir accoupler un deuxième frein à disque à la timonerie principale 25 par la timonerie intermédiaire 26, il n'est pas nécessaire de modifier la timonerie intcrmédiaire . il suffit simplement d'articuler le levier 27, non plus au chassais 11, mais à la timonerie d'actionnement du deuxième frein à disque. La figure 4 représente un exemple d'exécution un peu modifié de la timonerie intermédiaire. La timonerie d'actionnement du frein à sabots comme celle du frein à disque et la disposition de la timonerie principale 25 sont les mêmes que dans exemple d'exécution drcrit à propos des figures 1 à 3 et on emploie les mêmes références pour les mêmes éléments. La timonerie intermédiaire comprend deux leviers d'égale longueur 35 et 36 s'éten- dant horizontalement de part et d'autre du plan médian longitudinal vertical du véhicule.Les deux leviers 35, 36 sont articulés par une extrémité au tir-nt 12 de la timonerie du frein à sabots, l'autre extrémité du levier 35 étant maintenue en un centre de rotation 37 sol-daire du châssis 11 alors que l'autre extrémité du levier 36 sert à articuler (axe 36') la tige de tendeur 23 de la timonerie de frein à disque. Une tringle 38 essentiellement en V est articulée par ses extrémités aussi bien au levier 35 qu'au levier 36, les axes d'articulation 39 étant à égale distance du plan médian longitudinal vertical du véhicule. Au coude de la tringle 38, situé dans le plan médian longitudinal vertical du véhicule, est articulée en 40 la timonerie principale d'actionnement 25. Cette timonerie intermédiaire fonctionne de la façon déjà décrite à propos des figures 1 à 3. Ici encore, la course né- cessaire de la timonerie principale 25 est limite et la force d'actionnement nécessaire est un peu supérieure à celle qui serait nécessaire pour actionner seulement un frein à sabots. La figure 5 représente un exemple d'exécution dans lequel la course nécessaire de la timonerie principale 25, pour le serrage des sabots 5 et 14, est un peu accrue, ce qui favorise une force constante d'actionnement de freins. Les mêmes éléments portent à nouveau les mêmes références que dns les exemples d'exécution décrits plus haut. La timonerie intermédiaire comprend deux leviers à deux bras 41 et 42, d'égale longueur qui sont disposés du même côté du plan médian longitudinal vertical du véhicule et sont articulés entre eux par une tringle 43. Le levier 41 est articulé par une extrémité au châssis 11 et par l'autre à la timonerie principale 25 tandis que le levier 42 est articulé d'une part à la timonerie de frein à sabots et d'autre part à la timonerie de frein à disque. Les points d'articulation 44 de la tringle 43 aux levier 41, 42 sont à égale distance du plan médian longitudinal vertical du véhicule. De même, le point d'articulation 5 du levier 41 au châssis et le point d'articulation 46 de la timonerie de frein à disque au levier 42 sont à égale distance du plan médian longitudinal vertical. Toutes les carnctéristiques essentielles de construction qui figurent sur les dessins et dans la description doivent être considérées comme essentielles à l'invention, même isolement Bien nue dans les exemple dcrits on ait toujours indiqué un seul essieu monté, l'invention est applicable aussi dans le cas de plusieurs essieux montées parallèles entre eux, en particulier dans le c s de véhicules bogie. De façon connue, plu sieurs ensembles de frein à sabots peuvent être reliés en série. De même, lorsque deux timoneries de frein à disque sont accouplées au moyen de la timonerie intermédiaire, de la façon décrit plus haut, les deux freins à disque peuvent agir soit sur le même essieu monté soit encore sur différents essieux montés. On signalera en outre qu'au lieu d'un frein & disque muni d'une tenaille disposée verticalement, on peut aussi utiliser bien entendu, si la place nécessaire est disponible, un ou plusieurs freins à disque à tenaille placée horizontalement. REVENDICATIONS I. Timonerie de frein pour véhicules sur rails dans laquelle une tige principale de commande partant d'un dispositif central de commande ou d'actionnement de frein, ainsi qu'une timonerie couplée à ladite tige et associée à au moins un frein à sabots dans lequel les deux mâchoires de frein agissant sur les deux roues d'un essieu du véhicule sont reliées entre elles par un levier en triangle de frein parallèle à l'essieu, s'étendant exclusivement dans un plan médian longitudinal vertical du véhicule ou, symétriquement, de part et d'autre de ce plan, timonerie caractérisée par le fait que la timonerie principale d'actionnement et 1P timonerie d'actionnement du frein à sabots sont couplées entre elles, avec interposition d'une timonerie intermédiaire, de préférence située essentiellement dans un plan horizontal, de manière à actionner au moins une timonerie de frein à disque, la timonerie intermédiaire s'appuyant d'une part avec articulation sur un centre de rotation et actionnant d'autre part la timonerie de frein à disque, alors que le rapport des leviers de la timonerie intermédiaire est choisie de telle manière que la force totale d'actionnement du frein et/ou la course totale d'actionnement du frein à sabots et du frein à disque sont limitées. 2. Timonerie selon la revendication I, caractérisée par le fait que le centre de rotation (30, 37, 45) de la timonerie intermédiaire ( 27, 28, 33; 35, 36, 38; 41,42, 43) s'appuie de façon immobile sur le châssis (11) du véhicule ou, dans le cas de véhicules à bogies, sur un bogie du véhicule. 3. Timonerie selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que le centre de rotation (30, 37) de la timonerie intermédiaire (27, 28, 33; 35, 36, 38) et le point d'articulation (32, 36' > de la timonerie de frein à disque sont disposés sur des côtés différenta, par rapport au plan médian longitudinal vertical du véhicule, 4. Timonerie selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que le centre de rotation (45) de la timonerie intermédiaire (41, 42, 43) et le point d'articulation (46) de la timonerie de frein à disque (15, 18, 22, 23) sont disposés du même côté du plan médian longitudinal vertical du véhicule. 5. Timonerie selon l'une quelconque des re vendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le centre de rotation (30, 37, 45) de la timonerie intermédiaire et le point d'articulation (32, 36, 46) de la timonerie de frein à disque (15, 18, 22, 23) sont à égale distance du plan médian longitudinal du véhicule. 6. Timonerie selon l'une quelconque de revendications I à 5, caractérisée par le fait que la timonerie intermédiaire (27, 28, 33; 35, 36, 38; 41, 42, 43) est formée de deux leviers à deux bras (27, 28; 35, 36; 41, 42) et d'une tringle (33, 38, 43) articulant les deux leviers entre eux, les points d'articulation (34, 35; 39; 44) de la tringle étant à égale distance du plan médian longitudinal du véhicule. 7. Timonerie selon la revendication 6, caractérisée par le fait --:ue les deux leviers (27, 28; 41, 42) sont au moins approximativement parallèles entre eux avec espacement et que la timonerie pricipale (25) est articulée à l'un des leviers (27, 41) et la timonerie de frein à sabots (8, 9, 12) à l'autre levier (28, 42). 8. Timonerie selon la revendication 6, carac térisée par le fait que les deux leviers (35, 36) sont articulés à la timonerie de frein à sabots (8, 9, 12) et que la timonerie principale d'actionnement (25) s'attache à la tringle (38). 9. Timonerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle la timonerie des frein à disque comprend une tenaille d'actionnement s'étendront verticalement, caractérisée par le fait que deux leviers (16) de la tenaille d'actionnement (15) sont reliés entre eux par une tringle de liaison (17) qui entoure le disque de frein et se courbe en s > é- criant de celui-ci. 10. Timonerie selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la tringle (17) est articulée, par un maillon (17') s'étendant horizontalement, avec une traverse (17n) également horizontale, qui relie rigidement les deux paliers de roue (41) d'un essieu (6). 11. Timonerie selon la revendication I ou IO, cractérisée par le fait que la tenaille verticale (15) d'actionnement de la timonerie de frein à disque (15, 18, 22, 23j et le levier en tringle de frein (7) du frein a sabots (2) sont disposés du même côté de l'essieu. 12. Timonerie suiv-nt l'une quelconque des re vendications 1 à 11, caractérisée par le fait que la timonerie (15, 18, 22, 23) qui a la plus petite course d'actionnement comporte un limiteur de course de retour (22). I3. Timonerie selon la revendication 12, caractérisée par le fait que le limiteur de course de retour (22) est adjoint à la timonerie de frein à disque (15, 18, 22, 23). 14. Timonerie suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée par le fait que le centre de rotation (30, 37, 45) de la timonerie intermédiaire (27, 28, 33; 35, 36, 38; 41, 42, 43) est formé par un point d'articulation destiné à la timonerie d'actionnement d'un deuxième frein à dis aune.