Brevet FR2255203A1 — publié le 19750718

La présente invention concerne un dispositif a patins de friction de freinage ou d'attraction électromagnétique pour un véhicule, notamment pour le freinage d'un véhicule sur rail ou Iaugmenta.tòn d'adhérence sur le rail des roues dudit véhicule, du type comportant au moins un patin susceptible d'etre approché du rail ou appliqué sur celui-ci par au moins un cylindre de manoeuvre à rappel par ressort et qui est relié à une source de fluide sous pression par l'intermédiaire d'une valve de commande. Dans un dispositif connu de ce type, les patins sont maintenus en position haute - ou hors service - uniquement par le ressort de rappel du cylindre de manoeuvre ; il en résulte que; sous l'effet des vibrations et des oscillations imprimées au véhicule, les patins peuvent entrer en contact de façon intempestive avec le rail ou bien avec le chassis du véhicule et provoquer ainsi des dégradations. Si, pour éviter cet inconvénient, on-augmente la force - ou la rigidité - du ressort de rappel, ce dernier devient alors trop encombrant et augmente d'autant la force d'application nécessaire pour l'actionnement du piston du cylindre de manoeuvre. L'invention remédie à ces inconvénients e t a notamment pour but de réaliser un dispositif de freinage ou d'augmentation d'adhérence, dans lequel la position haute des patins peut être verrouillée. A cet effet, le dispositif à patins pour véhicule sur rail, du type comportant un support rigide qui est rappelé en- posttioù inactive par au moins un organe élastique et qui supporte au moins un patin susceptible d'être approché du rail ou appliqué sur celai ci au moyen dTtru moins un cylindre- de manoeuvre -susceptible d'ttre -relié à une source de fluide sous pression par Itintermédiaire d'une va-lve de commands,- -est caractérisé en ce que ledit support du patin e-st associé de façon solidaire à au moins unepartie, dite de contre-butée, constituée en matériau magnétique et qui s'applique, en position inactive dudit supportsur une partie, dite de butée correspondant-e,sotidaire du chassies du véhicule, cette partie de butée étant également constituée en matériau magnétique et étant -susceptible de réaliser, avec la partie de contre-butée, un circuit magnétique parcouru par un flux magnétique de maintien et de verrouillage du support de patin par rapport au chassie. Ainsi, quand ce nouveau dispositif est utilisé avec des patins de freinage, il est possible de diminuer la force et donc le dimensionnement du ressort de rappel du cylindre et, par suite, d'augmenter, à pression de commande et à diamètre de cylindre égaux, la force avec laquelle les patins sont appliqués sur les rails. Cette force est en effet égale a la force produite par la pression de commande agissant sur le piston du cylindre, diminuée de la force de rappel du ressort sur ledit piston. De plus, en procédant de cette manière, on diminue du m8me coup l'encombrement du ressort. Selon une forme de réalisation la plus courante, seule la partie de la butée ou de contre-butée est constituée par un aimant permanent ou un électro-aimant, tandis que l'autre partie est constituée en un matériau de bonne perméabilité magnétique assurant la fermeture des lignes de forces de l'aimant. Selon une forme de réalisation de l'invention protégeant la partie de butée et de contre-butée magnétiques de l'accumulation de parti cules ferrugineuses attirées par l'aimant de cette butée, la partie de contrebutée est solidaire du piston du cylindre de manoeuvre, tandis que la partie de butée est solidaire dudit cylindre de manoeuvre et logée à l'lntérieur de la chambre à pression de -fluide du cylindre de façon à éviter le contact avec l'atmosphère extérieure susceptible autre chargée de particules magnétisables.~ Selon une autre forme de réalisation visant également d empêcher l'accumulation de particules magnétisables, un soufflet protecteur relie de façon étanche la partie de butée à la partie de contre-butée, Dans l'une des formes de réalisations les plus efficaces de l'invention, le support rigide supporte au moins deux patins applicables chacun sur un rail, et il est solidaire d'au moins quatre pièces de contre-butée réparties de façon sensiblement symétrique au voisinage de sa périphérie. Un portage du cadre en trois points sur la partie du chassis du véhicule ou du bogie supportant les patins est ainsi amélioré par suite de la très forte attraction magnétique s-' exerçant sur la pièce de contre-butée qui viendrait à ne pas être en contact-direct avec la butée correspondante dudit chassie En effet, dans ce-cas, l'entrefer séparant la quatrième pièce de contre-butée de la pièce de butée correspondante du chassie est faible et la très forte attraction magnétique s'exerçant-eNtre butée et contre-butée déforme légère ment le cadre- pour assurer un portage en quatre points s'opposant aux oscillations ducadre qui, pendant le roulage du véhicule, sont presque toujours à l'origine de dégradations ou du desserrage de certaines fixations. Lorsque le dispositif de freinage selon l'invention est associé.-à une installation de freinage ferroviaire du type comportant un tronçon de conduite générale de freinage, la butée et/ou la contre-butée magnétiques peuvent etre constituées par un électro-aimant, dit de butée, susceptible d'être alimenté à partir d'une source de courant continu par l'intermédiaire d'un manocontact, dont l'organe de commande pneumatique est soumis, d'une part, à des moyens élastiques et, d'autre part, a la pression régnant dans la conduite générale. En perfectionnement, le contact mobile d'un relais électrique, dont la bobine de commande est excitée à partir d'une vitesse minimale du véhicule, peut autre interposé dans la liaison électrique d'alimentation entre l'électro-aimant de butée et Ia source de courant D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, en se référant au dessin annexé dans lequel la figure unique représente schématiquement une installation de freinage ferroviaire utilisant un dispositif de freinage par patins électromagnétiques selon un mode dé réalisation de 11 invention. L'installation représentée comporte un tronçon de conduite principale 1 et un tronçon de conduite générale de freinage 2. La conduite générale 2 est reliée à un distributeur de pression de freinage 3 auquel est associéun réservoir de commande 4 Le distributeur 3 est susceptible d'alimenter en air comprimé un cylindre de frein 6 à partir de la réserve d'air comprimé contenue dans un réservoir auxiliaire 5 alimenté en air comprimé par la conduite principale 1 ou en cas de défalllance par la conduite générale. Le dispositif de freinage à patins electromagnétiques comporte quatre cylindres de manoeuvre à ressort 7 solidaires du chassie de bogie 8 du véhicule ferroviaire et deux-patins 9 susceptibles chacun de venir s'appliquer sur le rail 10 correspondant. L'alimentation des cylindres de manoeuvre 7 est assurée, par l'intermédiaire d'une électrovalve de commande 11, à partir d'un réservoir 12 qui est relié. par des valves de retenue 13 et 14, respectivement, aux conduites principale 1 et générale 2 et qui constitue pour lesdits cylindres 7 une source de. fluide sous pression. Conformément à l'invention, la position hors service - ou relevée - des patins 9 est déterminée et verrouillée au moyen de quatre contre-butées 15 qui sont -fixées aux quatre coins de la face superieure d'un cadre de support 16 portant sur Sa face inferieure les patins 9. Le cadre 16 peut -être réalisé en un matériau de faible perméabilité magnétique, mais les contre-butées 15 sont constituées chacune en tant qu'armature magnétique de fermeture des lignes de force d'un électro-aimant 17 correspondant qui forme également butée pour ladite armature 15 et qui est fixé au ch ssis de bogie 8.Bien entendu, les butées et contre-butées magnétiques peuvent comporter des aimants permanents et autre placées à un autre endroit, par exemple à l'intérieur des cylindres 7, les contre-butées étant solidaires des pistons 7c et les butées solidaires des parois supérieures 7e desdits cylindres 7. Dans la ligne d'alimentation 18 des électro-aimants de butée 17 sont insérés un contact mobile 19a commandé par un relais 19 excité à partir d'un- indicateur de vitesse 20 du véhicule et un contact mobile 21 contrôlé par un manocontact 22. La ligne 18 est reliée, d'une part, à-la masse et, d'autre part, à la borne positive 23a d'une batterie 23 du véhicule. Le manocontact 22 est constitué par un cylindre 22a dans lequel se déplace un piston 22b.La partie supérieure du cylindre 22a est reliée par une canalisatign 23 à la conduite générale 2. La face opposée du piston 22b est soumise à l'action d'un ressort de rappel 22c. Le piston 22b est solidaire d'une tige qui comporte une butée sur laquelle est appliqué élastiquement par un ressort le contact mobile 21. Les cylindres de manoeuvre 7 sont articulés en 7a, à leur extrémité supérieure sur le châssis 8, tandis que l'extrémité libre de la tige 7b de leur piston 7c est articulée sur le cadre de support 16 des patins 9. La moitié gauche du dessin représente le dispositif de freinage par patins en position de travail - ou position basse -- pour laquelle le patin électromagnétique 9 est appliqué sur le rail 10, de façon connue, par l'action combinée du cylindre de manoeuvre 7 et de l'attraction magnétique du patin 9 sur le rail 10. La-moitie droite représente la position haute - ou hors service - du dispositif de freinage par patins. Le relais 19 est agencé de manière à fermer le contact mobile 19a dès que la vitesse-du véhicule dépasse une valeur prédéterminée à partir de laquelle les chocs et les oscillations du véhicule peuvent déplacer le cadre 16 en position basse à l'enc-ontre de la force de rappel des ressorts 7d des cylindres 7. La vitesse-prédéterminée de fermeture du contact mobile 19a peut avantageusement être égale à la vitesse minimale- en dessous de laquelle le freinage par patins magnétiques est interdit-. Le manocontact 22 est agencé de manière à fermer le contact 21 dès que la pression régnant dans la conduite générale 2 est supérieure à une valeur prédéterminée, c'est-à- dire lorsque les patins magnétiques ne sont pas actionnés. La moitié gauche du dessin représente le cas où > pour réaliser un freinage d'urgence, la pression régnant dans la conduite générale 2 est égale à la pression atmosphérique ou tout au moins inférieure à une pression prédéterminée. L'actionnement des patins magnétiques est provoqué par l'ouverture de l'électrovalve de commande Il et l'excitation éventuellement temporisée des bobines des patins 9 au moyen du manocontact 22 ou de manocontacts similaires également raccordes à la conduite 23. Dans ce cas, la pression délivrée par ltélectrovalve de commande repousse les pistons 7c vers le bas et, si le véhicule se déplace à une vitesse supérieure à celle qui provoque la fermeture du contact mobile l9a, les électro-aimants 17 sont alimentés en courant électrique. L'effort sur les pistons. 7c augmente jusqu'à ce qu'il soit en mesure de décoller la contre-butée 15 de l'attraction magnétique qe la butée 17 de l'electro-aimant. Dès que le décollement est réaliste, l'effort d'attraction entre butées et contre-butées diminue très vite pour devenir quasiment nul et la totalité de l'effort de pression appliqué aux pistons 7c (à l'exception -de la réaction des ressorts de rappel 7d) est alors appliqué au cadre 16 et aux patins 9.Dans les dispositifs connus, il etait courant de prévoir des ressorts 7d dont l'effort de reaction était égal à 3 fois effort de la pesanteur sur l'ensemble supporté par le cadre 16, alors qu'avec le dispositif selon l'invèntion un effort de rappel égal à 1,5 fois l'effort de la pesanteur sur le cadre 16 parait largement suffisant pour amener les contre-butées 15 au contact des butées 17 de ltelectro-aimant ou de l'aimant permanent. Au cours des vibrations les plus violentes du véhicule, le cadre 16 reste fixé aux aimants ou electro-aimants 17 et, stil apparatt un décollage local, par-exemple sur la- contre-butée 15 supp-osee mal porqr,7, les courants de Foucault produits par ce décollage viendront amortir les oscillations du cadre. La moitié droite du dessin représente le cas de la marche normale, pendant laquelle les patins magnétiques -ne sont pas actionnés quelle que soit la vitesse du véhicule Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art-aux dispositifs ou procédés qui viennent d'entre décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. Les pa-tins utilisés dans le mode de réalisation pour un dispositif de freinage à friction peuvent être affectés à l'augmentation diadhérence du vehicule et etre, par conséquent, approchés à une distance pre- déterminée du rail sans sistre appliqués sur celui-ci-. Le dispositif décrit s'applique également au support des patins de freinage ou d'augmentation d'adhérence pour un véhicule sur monorail. Un soufflet protecteur 100 peut relier de façon étanche la partie de butée 17 à la partie de contre-butée 15. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage ou d'augmentation d'adhérence à patin, notamment pour véhicule sur rail, du type comportant un support rigide qui est rappelé vers sa position inactive - ou position écartée du rail - par au moins un organe élastique et qui supporte au moins un patin destiné à être approché du rail ou appliqué sur celui-ci au moyen d'au moins un cylindre de manoeuvre susceptible d'être relié à une source de fluide sous pression par l'intermédiaire d'une valve de commande, caractérisé en ce que le support du patin est relié de façon solidaire à au moins une partie dite de contre-butée constituée en matériau magnétique et qui s'applique, en position inactive dudit support, sur une partie, dite de butée correspondante, solidaire du chessis du véhicule, cette partie de butée étant également constituée en matériau magnétique et étant susceptible de réaliser, avec la partie de contre-butée, un circuit magnétique parcouru par un flux magnétique de maintien et de verrouillage du support de patin par rapport au chassies. 2; Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que seule la butée ou la partie de contre-butée est constituée par un aimant permanent ou un électro-aimant, tandis que l'autre partie est constituée en un matériau de bonne perméabilité magnétique assurant la fermeture des lignes de forces de l'aimant 3. Dispositif selon la revendication Lou 2, car tériséen en ce que la partie de contre-butée est solidaire du piston du cylindre de manoeuvre, tandis que la partie de butée est solidaire dudit cylindre de manoeuvre et logée à l'intérieur de la chambre à pression de fluide du cylindre de façon à éviter le contact avec l'atmosphère extérieure susceptible d'être chargée de particules magnétisables. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un soufflet protecteur relie de façon étanche la partie de butée la partie de contre-butée.. 5.- . Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, et dans lequel le support rigide supporte au moins deux patins applicables chacun sur un rail, caractérisé en ce que le support rigide est un cadre solidaire d'au moins quatre pièces de contre-butée réparties de façon sensiblement symétrique au voisinage de sa périphérie pour assurer un meilleur portage du cadre sur la partie du chassies du véhicule supportant les patins. 6. Dispositif selon l'une des revendications -1 a 5, et associé à une installation de freinage ferroviaire du type comportant uh tronçon de conduite générale de freinage, caractérisé en ce que la partie de butée et/ou de contre-butée magnétique est constituée par un électroaimant, dit de butée, susceptible d'8tre alimenté à partir d'une source de courant continu par l'intermédiaire d'un manocontact dont ltorgane de commande pneumatique est soumis, d'une part, à des moyens élastiques et, d'autre part, à la pression régnant dans la conduite générale. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que, dans la liaison électrique d'alimentation entre l'électro-aimant de butée et la source de courant1 est interposé le contact mobile d'un relais électrique dont la bobine de commande est excitée à partir d'une vitesse minimale du véhicule.