Brevet FR2501138A1 — publié le 19820910

L'invention se rapporte à un électroaimant pour freins électromagnétiques sur rail de véhicules sur rails, comportant des pièces polaires ayant sensiblement la forme d'un U et dont les branches transversales passent par une ouverture rectangulaire ou ovale d'une boite à bobine, s'étendant dans la direction longitudinale des rails, et dont les branches longitudinales enserrent, sur ses deux côtés, la moitié inférieure de la boîte à bobine, lesdites pièces polaires étant disposées avec un certain pas entre elles et de manière a présenter une faible mobilité, ainsi que des parois de séparation situées entre les pièces polaires, ayant aussi sensiblement la forme d'un U, parois qui sont reliées fermement à la boite à bobine et dont les branches transversales passent par ladite boite, alors leurs branches longitudinales s'étendent vers le bas, de part et d'autre de la moitié inférieure de ladite boite, et se terminent en-dessous de cette dernière, mais au-dessus de la face inférieure des pièces polaires. Dans de tels électroaimants pour freins électromagnétiques sur rails connus par exemple par le brevet délivré en République Fédérale d'Allemagne sous le No. 928.106 et dans la demande de brevet publiée en République Fédérale d'Allemagne sous le No. 27 20 815, les branches des parois de séparation ont simplement la forme d'un rectangle, et leurs extrémités inférieuyes ne se trouvent que de peu plus bas que la face inférieure de la boite à bobine ; dans le cas de branches de pièces polaires, qui comportent, en-dessous de la boite à bobine, des crossettes arrondies dans la direction d'approche, les branches des parois de séparation se terminent à peu près à l'extrémité supérieure de la partie à crossettes ou coudée.Avec un pas de 100 mm pour la disposition des pièces polaires et avec une longueur des pièces polaires de 90 mm, les parois de séparation des électroaimants pour freins électromagnétiques sur rails connus, ont une épaisseur de 8 mm, en sorte qu'il en résulte, de part et d'autre des parois de séparation, un jeu de 1 mm par rapport aux pièces polaires. Après une certaine durée de fonctionnement, on a pu constater dans ces électroaimants pour freins électromagnétiques sur rails connus1 une usure telle de la surface inférieure des pièces polaires, que celle-ci présentait, dans la direction longitudinale des rails, une forme en toit : près des extrémités, situées dans la direction longitudinale des rails, des pièces polaires, on a pu constater une usure plus forte crue celle nui apparaît au milieu des pièces polaires. Avec une telle usure de la pièce polaire, seulement la moitié environ de sa surface inférieure porte, pendant des freinages, sur le rail, alors que se crée, entre les autres moitiés de sa face inférieure et la surface du rail, un entrefer à peu près cunéiforme ; l'effet de freinage de l'électroaimant pour freins électromagnétiques sur rails s'en trouve considérablement réduit.En outre, les pièces polaires doivent être améliorées ou être remplacées dès qu'était atteinte, à ses extrémités, une valeur ou mesure d'usure limite, alors qu'on disposait dans la partie médiane des pièces polaires d'une quantité importante de matériaux d,'usure. Un prolongement simple, et en quelque sorte évident, des branches longitudinales des parois de séparation vers le bas, avec pour objectif de diminuer la plage de basculement possible des pièces polaires et l'amélioration du guidage de celles-ci, a conduit à des détériorations ou cassures des parois de séparation qui n'étaient plus capables de résister aux charges auxquelles elles étaient soumises. L'invention a pour objet un électroaimant pour freins électromagnétiques sur rails, du type rappelé en tête du présent mémoire, permettant, avec des moyens simples et sans encombrement supplémentaire, de réduire, même pendant des durées de service prolongées, l'usure oblique et bilatérale des semelles des pièces polaires, évitant de gêner le flux magnétique vers le rail et ne réduisant pas la surface d'appui, lesdites parois de séparation résistant, bien entendu, aux charges qui s'exercent sur elles. Selon l'invention, l'électroaimant pour freins électromagnétiques sur rails, qui est du type rappelé en tête du présent mémoire, est essentiellement caractérisé par le fait que les branches longitudinales des parois de séparation présentent, dans la partie de la limite inférieure de la boite à bobine, et sur leurs côtés étroits qui sont voisins de ladite boite, une encoche semi-circulaire dont le centre se situe sensiblement au niveau de l'arête latérale inférieure de la boite à bobine. Selon une première forme de réalisation, il est prévu que les branches longitudinales des parois de séparation sont conformées à leurs extrémités inférieures pour que celles-ci s'adaptent, après les encoches, en-dessous de la boite à bobine. Suivant une autre variante, il est prévu que l'encoche a un rayon d'environ 5 mm, que l'extrémité inférieure de l'encoche passe, par l'intermédiaire d'un arrondi ayant sensiblement le même diamètre ou un diamètre supérieur, dans une surface limite verticale, et que la distance horizontale entre les surfaces limites opposées des deux branches longitudinales d'une paroi de séparation est de 10 mm plus petite que la distance horizontale desdites branches, dans le sens de la hauteur de la boite à bobine. Avantageusement, les parois de séparation ont, en direction transversale des rails, une largeur qui correspond sensiblement à la largeur des pièces polaires, alors que les parois de séparation ont une largeur d'environ 130 mm. Ces formes de réalisation qui ont pour objet d'augmenter les surfaces d'appui entre les parois de séparation et les pièces polaires, permettent, par une diminution de l'usure au niveau des parois de séparation, d'obtenir des durées de fonctionnement particulièrement longues, sans nécessiter de réparations pour les électroaimants. Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, l'électroaimant pour freins sur rails, du type ayant des pièces polaires possédant, en-dessous de la boîte à bobine, des branches longitudinales munies de crossettes arrondies dans leur direction d'approche, et, selon l'invention, est caractérisé par le fait que les branches longitudinales des parois de séparation s'étendent vers le bas jusqu'au voisinage de l'extrémité inférieure de la partie coudée ou à crossette des branches des pièces polaires et que les côtés étroits et extérieurs des branches des parois de séparation se poursuivent par des arrondis et passent dans les surfaces frontales inférieures, l'arrondi correspondant sensiblement aux contours extérieurs des branches longitudinales des pièces polaires. Grâce à une telle réalisation, on assure un meilleur guidage des pièces polaires et on diminue au maximum l'usure et l'encombrement. Dans le cas où on dispose les pièces polaires avec un pas d'environ 100 mm, alors que les pièces polaires ont une longueur d'environ 80 mm et que les parois de séparation ont une épaisseur d'environ 9 mm, on augmente davantage la qualité du guidage pour les pièces polaires, guidage qui agit à l'encontre de l'usure oblique, et l'on obtient un accroissement de la. sécurité contre la détérioration des branches longitudinales des parois de séparation. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et repré senté au dessin annexé une forme de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 représente une vue perspective d'une boîte à bobine d'un électroaimant pour freins électromagnétiques sur rails, avec une paroi de separations incorporée et avec une pièce polaire mise en place la figure 2a est une vue en plan, à échelle agrandie, d'une paroi de séparation la figure 2b est une élévation latérale de cette même paroi de séparation. La boîte à bobine ovale 1 pour électroaimant pour freins électromagnétiques sur rails, représentée dans la figure 1, sert à recevoir l'enroulement qui est nécessaire pour obtenir le flux électromagnétique dont on doit disposer. Dans l'ouverture 3 de la boite à bobine 1, qui peut avoir une forme ovale ou rectangulaire, sont disposées, à des di-stances régulières, des parois de séparation 5 dont les positions sont fixées sur la boite a bobine 1. Entre deux telles parois de séparation 5, est insérée, dans l'ou- verture 3, une pièce polaire de section transversale en U et par laquelle passe le flux magnétique, étant noté que les branches longitudinales 9 et 11 de ladite pièce polaire entourent la moitié inférieure 1' de la boite à bobine 1. Par mesure de simplicité, on n'a représenté qu'une pièce polaire dans la figure 1. Entre chacune de ces pièces polaires et son environnement existe un certain jeu, en sorte que les faces inférieures 13 et 15 des pièces polaires, situées aux extrémités des branches longitudinales 9 et 11, peuvent, indépendamment de la forme de la tête ou du champignon de rail, forme qui dépend de l'usure, porter pleinement sur ledit champignon de rail. Les deux branches longitudinales 9 et 11 des pièces polaires 7, et qui sont réalisées sous la forme d'éléments séparés, sont fixées entre elles au moyen de vis 17 qui passent par l'ouverture 3 ménagée dans la branche transversale des pièces polaires. Les parois de séparation 5 ont sensiblement la forme d'un U, leurs parties ou branches transversales 19 passant par l'ouverture 3, alors que les deux branches longitudinales 21 s'étendent vers le bas, sur la moitié inférieure 1' du boîtier et se terminent, à une certaine distance endessous et sur le côté des arêtes inférieures 23 de la boite 1, mais au-dessus des faces inférieures 13 et 15 des pièces polaires. I1 ressort de la figure 1 que dans le voisinage de la limite inférieure de la boite à bobine 1, donc à peu près au niveau des arêtes 23, les branches longitudinales 21 comportent des encoches arrondies qui seront décrites avec davantage de précision à propos de la figure 2. Selon la figure 2, la branche transversale 19 passe, avec un arrondi sur ses deux côtés, dans les branches 21 qui s'étendent vers le bas. L'espace 21 qui est délimité par la branche transversale et par les branches longitudinales 21 est traversé, à l'état monté, par la moitié inférieure 1' (figure 1) de la boîte, non représentée dans la figure 2, étant noté que les arêtes sommitales 23 se situent à peu près aux points A. Sur leurs côtés étroits et intérieurs 27, voisins de la boite à bobine, les branches 21 présentent, dans le voisinage de la limite'inférieure de la boîte à bobine, une encoche sensiblement semi-circulaire 29 dont le centre se situe à peu près à l'emplacement de l'arête latérale inférieure 23 de la boîte à bobine 1, donc au point A.A la suite de l'encoche 29, les branches longitudinales 21 se poursuivent, par l'intermédiaire d'un arrondi 31 dont le rayon est au moins égal ou supérieur au rayon de l'encoche 29, par des sections de prolongement 33 qui contournent la moitié inférieure 1' de la boite à bobine. Le rayon de l'encoche semi-circulaire 29 peut être de 5 mm, le rayon de l'arrondi 31 peut être de 8 mm. Aux arrondis 31 se raccordent, vers le bas, des faces limites verticales 35 qui s'étendent jusqu'à la face frontale inférieure 37 des branches longitudinales 21. Les côtés étroits 27 des branches 21 qui sont situées l'une en face de l'autre, et qui appartiennent à une paroi de séparation 5 présentent, au niveau de l'espace 25, pour le passage de la boite à bobine 1, une distance ou un écartement horizontal B qui peut être de 10 mm supérieur à la distance C au niveau des surfaces limites 35.La largeur totale D des parois de séparation 5 est d'environ 130 mm, et correspond, de ce fait, à la largeur habituelle des pièces polaires 7. Les pièces polaires 7 de l'électroaimant pour freins électromagnétiques sur rails présentent, en-dessous de la boîte à bobine 1, et au niveau de leurs branches verticales 9 et 11, des crossettes ou parties coudées arrondies, comme cela ressort de la figure 1. Les branches verticales 21 des parois de séparation 5 s'étendent vers le bas, jusqu'au niveau de l'extrémité inférieure de cette partie coudée des branches verticales 9 et 11 des pièces polaires 7, étant noté que les côtés étroits et extérieurs 39 des parois de séparation s'étendent verticalement vers le bas, jusqu'au niveau des crossettes ou parties cou- dées et se poursuivent ensuite, par l'intermédiaire d'un arrondi 41 à rayon relativement important, jusque dans les faces frontales inférieures 37.Le contour extérieur des parois de séparation 5 correspond de ce fait également dans la partie coudée des branches verticales 9 et 11 des pièces polaires 7, à peu près au contour extérieur de cellesci. Si, comme cela est courant dans les électroaimants pour freins électromagnétiques sur rails, les pièces polaires sont disposées avec un pas de 100 mm et présentent, dans le sens de la longueur des rails, une longueur de 90 mm, il est avantageux que des parois de séparation 5 aient une épaisseur E qui est de 9 mm. Le jeu entre les pièces polaires 7 et les parois de séparation suffit alors pour ne pas rendre difficile la fabrication par suite de tolérances étroites et pour donner aux pièces polaires une possibilité de réglage suffisamment grande pour l'adaptation à la position de la face supérieure des rails. Grâce aux encoches 29, en liaison avec les arrondis 31 et avec la largeur D de 130 mm et à l'épaisseur E de 9 mm, les parois de séparation 5 possèdent une rigidité telle qu'elles peuvent résister, sans difficulté, aux charges élevées auxquelles elles sont soumises. Les charges sont particulièrement élevées, étant donné que les branches longitudinales 21 se terminent très largement au-dessous de la boîte à bobine 1 et que de ce fait les pièces polaires 7 sont chargées à ces extrémités par des couples de basculement.En même temps, ces dimensions, plus particulièrement celles des branches 21 des parois de séparation, offrent une grande surface d'application pour les pièces polaires 7, grâce à quoi la pression superficielle entre ces éléments est diminuée alors que sont augmentées considérablement les durées de service jusqu'à ce que soit atteinte unn Vo' leur limite de l'usure qui, lorsqu'elle est atteinte, exige que l'électroaimant soit soumis à une opération de réparation . La possibilité de basculement des pièces polaires 7 entre les parois de séparation 5, et qui est diminuée par l'épaisseur plus grande E des parois de séparation, conduit à une usure plane et régulière des faces inférieures 13 et 15 des pièces polaires, en sorte cue celles-ci peuvent être appliquées sur la surface du rai] , pendant une durée de service longue, sans qu'il se forme un entrefer cunéiforme, non souhaité, avec pour résultat que les pièces polaires 7 n'ont à être soumises que rarement à un chargement par soudage en vue de compenser l'usure. REVENDICATIONS 1. Electroaimant pour freins électromagnétiques sur rails de véhicules sur rails, comportant des pièces polaires (7) ayant sensiblement la forme d'un U et dont les branches transversales passent par une ouverture rectangulaire ou ovale (3) d'une boite à bobine (1), s'étendant dans la direction longitudinale des rails et dont les branches longitudinales (9, 11) enserrent, sur ses deux côtés, la moitié inférieure (1') de la boite à bobine (1), lesdites pièces polaires (7) étant disposées avec un certain pas entre elles et de manière à présenter une faible mobilité, ainsi que des parois de séparation (5) situées entre les pièces polaires (7), ayant aussi sensiblement la forme d'un U, parois qui sont reliées fermement à la boite à bobine (1) et dont les branches transversales (19) passent par ladite boite (1) alors que les branches longitudinales (21) s'étendent vers le bas, de part et d'autre de la moitié inférieure (1') de ladite boîte (1), et se terminent endessous de cette dernière, mais au-dessus de la face inférieure (13 ; 15) des pièces polaires, caractérisé par le fait que les branches longitudinales (21) des parois de séparation (5) présentent, dans la partie de la limite in férieure de la boite à bobine (1) et sur leurs côtés étroits (27), qui sont voisins de ladite boite (1), une encoche semi-circulaire (29) dont le centre (point A) se situe sensiblement au niveau de l'arête latérale inférieure de la boite à bobine (1). 2. Electroaimant pour freins électromagnétiques sur rails de véhicules sur rails selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les branches longitudinales (21) des parois de séparation (5) sont conformées à leurs extrémités inférieures pour que celles-ci s'adaptent après les encoches (29), en-dessous de la boite à bobine (1). 3. Electroaimant pour freins électromagnétiques sur rails de véhicules sur rails selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'encoche (29) a un rayon d'environ 5 mm, que l'extrémité inférieure de l'encoche (29) passe, par l'intermédiaire d'un arrondi (31) ayant sensible ment le même rayon ou un diamètre supérieur, dans une surface limite verticale (35), et que la distance horizontale (C) entre les surfaces limites opposées (35) des deux branches longitudinales (21) d'une paroi de séparation (5) est de 10 mm plus petite que la distance horizontale (B) desdites branches, dans le sens de la hauteur de la boite à bobine. 4. Electroaimant pour freins électromagnétiques sur rails de véhicules sur rails selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les parois de séparation (5) ont, en direction transversale des rails, une largeur qui correspond sensiblement à la largeur des pièces polaires (7). 5. Electroaimant pour freins électromagnétiques sur rails de véhicules sur rails selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les parois de séparation (5) ont une largeur (D) d'environ 130 mm. 6. Electroaimant pour freins sur rails du type ayant des pièces polaires (7) possédant en-dessous de la boite à bobine (1) des branches longitudinales (9, 11) munies de crossettes arrondies dans leurs directions d'approche, selon l'u,ne quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les branches longitudinales (21) des parois de séparation (5) s'étendent vers le bas jusqu'au voisinage de l'extrémité inférieure de la partie coudée ou à crossette des branches des pièces polaires (9 ; 11), et que les côtés étroits et extérieurs (39) des branches (21) des parois de séparation se poursuivent par des arrondis et passent dans les faces frontales inférieures (37), l'arrondi (41) correspondant sensiblement aux contours extérieurs des branches (9, 11) des pièces polaires. 7. Electroaimant pour freins électromagnétiques sur rails de véhicules sur rails selon la revendication 1, du type comportant des pièces polaires (7) au pas d'environ 100 mm et d'une longueur d'environ 90 mm, caractérisé par le fait que les parois de séparation (5) ont une épaisseur (E) d'environ 9 mm.