Brevet FR2530211A1 — publié le 19840120

DISPOSITIF DE FREINAGE POUR VEHICULES DANS DES EXPLOITATIONS MINIERES SOUTERRAINES. La presente invention se rapporte a un dispositif de freinage pour véhicules à guidage forcé sur des rails dans des exploitations minières souterraines, comprenant au moins un ressort de pression incorporé dans un cylindre de freinage et pouvant être bandé par fluide hydraulique, ainsi qu'au moins une paire de patins de freinage emprisonnant un rail de roulement à la manière d'une pince, chaque patin de freinage étant monté à pivotement à l'une des extrémités d'un levier de freinage et un galet, monté à rotation à l'autre extrémité dudit levier de freinage, étant appliqué par pression contre une surface cunéiforme reliée audit cylindre de freinage. Un dispositif de freinage de ce type fait partie de l'état de la technique en ce qu'il est connu d'après le prospectus A 9.01 "Bremskatzen" de la société dite Maschinenfabrik Scharf GmbH, Hamm. De tels dispositifs de freinage sont en général associés jusqu'à présent, qu'ils coopèrent avec des véhicules mobiles suspendus ou roulant sur le sol à ce qu'on appelle des chariots ou wagonnets de freinage qui, en cas de rupture d'un câble ou d'un accouplement provoquant le roulement incontrôlé de ces véhicules, amènent très souvent ces derniers à l'arrêt en fonction d'un déclencheur sensible à la force centrifuge réglé à une vitesse déterminée. Le dispositif de freinage connu équipant le chariot de freinage d'une piste suspendue monorail consiste en un cylindre de freinage oriente dans le sens longitudinal et occupant une position centrale sous le rail de roulement et pouvant être serré hydrauliquement, ainsi qu'en deux leviers de freinage qui coopèrent avec ce cylindre et sont munis à leurs extrémités de patins de freinage venant en contact, en cas de freinage, avec l'amie du rail de roulement. Les axes de pivotement des leviers de freinage s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal dù cylindre. En position de déplacements les leviers de freinage sont escamotés au moyen de ressorts, suffisamment loin dans le sens latéral pour que leurs patins demeurent à distance de l'amie du rail.Lorsqu'une situation d'urgence survient par suite de la rupture d'un câble ou d'un accouplement, le déclenchement dû à la force centrifuge provoque l'interruption de ltalimentation en fluide hydraulique, de sorte que les ressorts hélicoïdaux de pression logés dans le cylindre de freinage peuvent se détendre. Le cylindre de freinage se déploie, ce qui fait que des barrettes cunéiformes s'étendant dans le sens longitudinal du cylindre de freinage du côté de sa périphérie viennent au contact de galets associés aux leviers de freinage et que, à l'encontre de la force de rappel des ressorts de pivotement, lesdits leviers de freinage pivotent vers l'intérieur de telle façon que leurs patins soient pressés contre l'amie du rail. Ce dispositif de freinage s'est révélé efficace avec des voies suspendues monorail. En revanche, son utilisation avec des voies ferrées au sol dont les capacités de transport sont en général considérablement plus grandes et qui nécessitent de ce fait de plus grandes performances de freinage n' est pas couronnée de succès à cause du manque de place. En effet, en fonction de la performance de freinage nécessaire, il faudrait prévoir plusieurs cylindres de freinage de ce type dotés de leviers de freinage pivotant latéralement. De ce fait, dans la mesure où le dispositif de freinage n' est pas monté sur un chariot de freinage parti culier, cela nuirait obligatoirement à la capacité de transport d'un véhicule.En outre, au moins un cylindre de freinage devrait être disposé de chaque côté du véhicule au voisinage d'un rail de roulement de manière, du moins en théorie, à -exercer une force de freinage au même instant sur les rails de roulement. A défaut de cela, il est possible que le véhicule se mette "en vrille" dans le plan horizontal en cas de freinage d'urgence et constitue ainsi un danger pour les mineurs transportés, ou bien que la matière acheminée dérape ou bien encore que les portées du vehicule soient exposées à des contraintes inadmissibles.Dans le cas de cylindres de freinage agencés par paires, il existe cependant aussi un risque de déclenchement irrégulier de la force de freinage si ces cylindres de freinage ne sont pas, moyennant une commande complexe entraînant une plus grande occurence de pannes, harmonisés de façon à entrer en action de manière irréprochable et au meme instant. La présente invention a par conséquent pour objet de perfectionner le dispositif de freinage décrit ci-avant, de telle sorte qu'il puisse notamment etre utilisé avec tous les véhicules de voies au sol sans aucun encombrement supplémentaire et avec un agencement variable pouvant être adapte à la performance de freinage requise dans le cas considéré. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que, en particulier lorsque ce dispositif est utilisé avec une voie de galerie installée sur le sol et comportant une file de rails formée par deux rails de roulement parallèles, le cylindre de freinage et un vérin de serrage associé à ce dernier sont disposés transversalement aux rails de roulement ; et les surfaces cunéiformes font partie d'un tronc de cône placé à l'extrémité dudit cylindre de freinage et contre lequel sont pressés les galets de deux leviers de freinage coopérant par paires dans des plans verticaux de pivotement orientés longitudinalement et dont les patins de freinage se. trouvent au-dessus et audessous d'une aile horizontale du rail de roulement correspondant. Grâce à la disposition transversale du cylindre de freinage, la complexité de réalisation peut quasiment être réduite de moitié sans porter atteinte à la performance de freinage requise. Qu'il s'agisse d'un cylindre en une seule ou en plusieurs parties, un tronc de cône situé à proximité d'un rail de roulement coopère fondamentalement en permanence avec une paire de leviers de freinage en cas de déclenchement.Dans ce cas, les galets des leviers de freinage appliqués contre les troncs de cône font en sorte que les quatre patins de freinage soient tous poussés simultanément à partir du haut ou à partir du bas contre l'aile horizontale du rail de roulement correspondant.- Il est ainsi possible d'éviter tout gauchissement d'un véhicule dans le plan horizontal, ainsi que les dangers pour les mineurs et les inconvénients pour la matière acheminée que ce gauchissement implique. L'agencement transversal est lié à l'avantage particulier que non seulement chaque véhicule peut être équipé du nombre nécessaire de cylindres de freinage correspondant aux circonstances considérées, mais aussi que lesdits cylindres peuvent-être actionnés de manière tres variable.Par conséquent, même en présence du nombre maximal de cylindres de freinage, il est possible, en cas d'urgence, d'actionner précisément juste le nombre nécessaire de ces cylindres pour-pouvoir effectuer un freinage sûr lors du transport de mineurs ou de l'acheminement de gravats de soutènement minier. Un seul ou plusieurs cylindres de freinage peuvent etre associés sans difficulté et sans encombrement notable aussi bien à des chariots particuliers de freinage qu'à tous les autres véhicules d'une piste au sol. La sécurité du transport s'en trouve ainsi améliorée davantage. Le vérin hydraulique de serrage peut etre juxtaposé au cylindre de freinage parallèlement à ce dernier. Cependant, il est également possible de rassembler le cylindre de freinage et le vérin de serrage en une unité structurelle. Conformément à l'invention, une forme de réalisation avantageuse, dont les effets positifs se manifestent en particulier par la structure simple du dispositif de freinage dans n' importe quel véhicule pour une piste au sol, est caractérisée par le fait que chaque paire de leviers de freinage possède un axe commun de pivotement coïncidant avec l'axe de pivotement de la paire de leviers de freinage coopérant avec l'autre rail de roulement. De la sorte,tous les leviers de freinage sont calés sur le même axe de pivotement et ils accomplissent exactement les mêmes mouvements pivotants et cela dans un plan vertical situé pour l'essentiel dans le sens longitudinal de chaque raide roulement considéré. Selon l'invention, un autre perfectionnement permettant une réalisation plus ramassée encore du dispositif de freinage se caractérise par le fait que les leviers de freinage sont réalisés sous la forme de leviers coudés et que les galets d'une paire de leviers de freinage viennent en prise, avec un décalage d'environ 1800, avec la périphérie du tronc de cône du cylindre de freinage qui leur est associé. Dans ce cas, les leviers de freinage qui viennent en prise par leurs galets respectifs dans la région située au-dessus des troncs de cône possèdent des bras coudés mutuellement d'un peu plus de 900. Les autres leviers respectifs d'une paire de leviers de freinage dont les galets sont situés au-dessous des troncs de cône présentent quant à eux des bras mutuellement coudés d'un angle inférieur à 450. Selon une autre caractéristique de l'invention, pour améliorer le comportement d'un véhicule au freinage, le cylindre de freinage est monté au voisinage des galets de support du véhicule. Les patins de freinage peuvent être ainsi amenés à proximité immediate des galets de support et les bras de levier entre lesdits galets et lesdits patins peuvent donc être réduits à une valeur minimale. Conformément à l'invention, une forme de réalisation judicieuse consiste en ce que, dans la région de chaque axe de galet de support du véhicule, deux cylindres de freinage sont montés de part et d'autre d'un vérin de serrage situé dans le plan vertical qui coupe ledit axe du galet de support. Lorsqu'on utilise cette caractéristique, quatre patins de freinage se trouvent ainsi à chaque fois au voisinage de chaque galet de support, ce qui garantit des freinages irréprochables même en cas de charges lourdes. En outre, conformément à l'invention, il est avantageux que le vérin de serrage soit incorporé dans le cylindre de freinage. L'encombrement s'en trouve ainsi réduit davantage. Lorsqu'il est prévu un seul et unique cylindre, s'étendant sensiblement sur toute la largeur d'un véhicule, cé cylindre de freinage est muni, conformément à l'invention, d'tronc de cône à ses deux extrémités. Néanmoins, il est également possible de subdiviser le cylindre de freinage. Dans ce cas, selon l'invention, deux cylindres de freinage équipés chacun d'un tronc de cône sont montés l'un derrière l'autre. Une autre caractéristique avantageuse de l'invention consiste en ce que le cylindre de freinage est monté à pivotement dans un plan vertical transversal. I1 peut être monté en son centre et effectuer des mouvements de compensation en cas d'irrégularités des rails. Lorsque deux cylindres sont installés l'un derrière l'autre, chacun d'eux est articulé par sa face extrême sur un axe commun de pivotément. Des tampons peuvent amortir des mouvements de pivotement trop forts. Enfin, pour pouvoir tenir également compte des déports latéraux, il est encore prévu selon l'invention que le cylindre de freinage soit monté mobile dans le sens transversal. Cette mobilité est naturellement limitée. Toutes ces mesures de compensation du niveau font par conséquent en sorte que, lorsqu'un véhicule passe-dans des excavations ou sur des monticules, tous les patins de freinage d'au moins le cylindre de freinage associé à un essieu dudit véhicule conservent toujours la même distance par rapport à l'aile horizontale du rail de roulement et viennent par conséquent en contact au même instant avec cette aile horizontale en cas de freinage. L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexes a titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une élévation latérale avec coupe partielle représentant deux véhicules d'un train de transport d'une voie ferrée de galerie souterraine la figure 2 illustre schématiquement à échelle agrandie un dispositif de freinage associé à un véhicule de transport la figure 3 est une vue en bout d'un dispositif de freinage, également à échelle agrandie la figure 4 est une élévation latérale d'un dispositif de freinage ; et la figure 5 est une vue en plan avec coupe partielle du dispositif de freinage de la figure 4. Sur les figures 1 à 5, la référence 1 désigne la file de rails d'une voie 2 de galerie installée dans une exploitation minière souterraine. La file 1 comprend.deux rails de roulement 3 mutuellement parallèles et de section en U (figures 3 et 5), qui sont reliés l'un à l'autre et rigidifiés par des traverses 4. Des ailes horizontales 5 et 6 de ces rails 3 sont orientées vers l'extérieur. Des trains de transport à guidage forcé sur la file 1 comportent en général plusieurs véhicules 7, 8 dont deux véhicules 7, 8 attelés. l'un à l'autre sont illustrés à titre d'exemple sur la figure 1. Ce guidage forcé est assuré par des galets de support 9 en appui sur les ailes horizontales supérieures 5, ainsi que par des galets 11 d'appui ou de guidage (figures 1, 4 et 5) qui s'engagent de l'extérieur entre lesdites ailes horizontales 5 et 6 et viennent s'appliquer contre des âmes 10. L'entralnement du train de transport a lieu par exemple au moyen d'un câble non illustré en détail et dont le mécanisme de guidage le long de la file 1 n est pas non plus représenté en détail. Parmi les deux véhicules 7, 8 illustrés sur la figure 1J l'un d'eux est équipé de dispositifs de freinage 12 pouvant être actionnés par un déclenchement dli a la force centrifuge en cas de rupture d'un câble ou d'un accouplement. La figure 2 est une représentation schématique de ces dispositifs de freinage 12 et les figures 3 à 5 mettent en particulier en évidence leur réalisation. Dans l'exemple considéré, un dispositif de freinage 12 comprend un cylindre de freinage 13 monté horizontalement dans le sens transversal du véhicule 7, ainsi que deux paires 14 de leviers de freinage équipées de patins de freinage 15 et situées aux extrémités dudit cylindre- 13. Ledispositif présente en outre un vérin de serrage 16 actionnable hydrauliquement et incorporé dans le cylindre de freinage 13 dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 1 à 4 et dans la partie gauche de la figure 5. Ce vérin peut cependant aussi être installé à côté du cylindre 13, dans-le plan vertical qui coupe un axe 17 des galets de support. Chaque cylindre de freinage 13 comprend deux enveloppes concentriques 18 emboitées l'une dans l'autre et comportant des troncs de cône 19 à leurs faces extrêmes. A l'intérieur du cylindre 13, un ressort hélicoical de pression 20 a tendance à pousser les troncs de cône 19 vers l'extérieur. La condition bandée de ce ressort 20 est provoquée par le vérin dq serrage 16 qui peut être actionné sur le véhicule 7 par un groupe hydraulique 21 et qui est en liaison articulée avec les deux enveloppes respectives 18 du cylindre de freinage. La référence 27 désigne un conduit de liaison hydraulique. Dans ce contexte, il ressort encore des figures 3 et 5 que le cylindre de freinage 13 est monté à pivotement dans un plan vertical transversal. A cet effet, sont prévues des consoles 22 fixées au véhicule 7 et avec lesquelles le cylindre 13 est en liaison articulée. Ledit cylindre 13 est alors articulé sur des oreilles 23 qui sont mobiles dans les consoles 22. Sur la figure 3, l'aptitude du cylindre 13 au pivotement et la mobilité transversale de ce cylindre sont indiquées par des flèches S et Qu, respectivement. Pour assurer par ailleurs le guidage horizontal, le cas échéant par l'entremise de tampons élastiques, des tourillons 24 (figure 3) fixés aux enveloppes 18 sont engagés dans des consoles 26 en cornière percées de trous oblongs 25. Ces consoles 26 sont assujetties au véhicule 7. La moitié de droite de la figure 5 représente une forme de réalisation dans laquelle deux cylindres de freinage 28 sont montés l'un derrière l'autre. Chaque cylindre 28 comporte seulement un tronc de cône 19. A leurs faces frontales tournées l'une vers l'autre, les cylindres 28 sont articulés sur un axe commun de pivotement 29 fixé au véhicule 7 par l'intermédiaire de consoles 30 analogues aux consoles 22. L'actionnement des cylindres de freinage 28 est également assuré par le groupe hydraulique 21. Des ressorts héli cotidaux de pression 31, pouvant être éventuellement remplacés par des rondelles élastiques, sont logés à l'intérieur des cylindres 28. Là encore, il s'agit d'un ensemble monobloc incorporé.L'appui des cylindres de freinage 28 peut être réalisé d'une manière analogue à celle dont est réalisé l'appui du cylindre 13. Les figures 1 à 5 montrent des dispositifs de freinage 12 dans lesquels deux cylindres de freinage 13 ou quatre cylindres de freinage 28 sont à chaque fois associés à un axe 17 des galets de support du véhicule, parallèlement à cet axe. Contre les troncs de cône extrêmes 19 des cylindres de freinage 13, 28, sont appliqués des galets 32 des paires 14 de leviers de freinage qui ont un axe commun de pivotement 33 s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal desdits cylindres 13, 28. Les galets 32 desdites paires 14 sont plaqués contre la périphérie des troncs de cône 19 et ils sont mutuellement décalés d'environ 1800. Des leviers de freinage 34 et 35 sont réalisés sous la forme de leviers coudés et ils possèdent à leurs extrémités libres les patins de freinage 15 articulés à pivotement et pouvant être appliqués de part et d'autre de chaque rail de roulement 3 sur son aile horizontale supérieure 5.Les bras de chacun des leviers 34 et 35 sont séparés d'un angle qui applique les patins 15 contre l'aile horizontale 5 lorsque l'un des cylindres de freinage 13, 28 est déporté transversalement et que les galets 32 desdits leviers de freinage se meuvent sur les troncs de cône 19. Les figures 4 et 5 montrent que les galets de support 9 sont en appui sur le véhicule 7 en pouvant effectuer des mouvements verticaux relatifs par l'intermédiaire de pattes pivotantes 36 et de tampons 37. L'interruption de l'alimentation des vérins de serrage 16 en fluide hydraulique est provoquée par un déclencheur 38 sensible à la force centrifuge (fig.5). Ce dernier reçoit ses impulsions d'un préleveur 40 accouplé aux galets de support 9 au moyen d'une transmission 39, ainsi que par des conduits de jonction 41. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage pour véhicules à guidage forcé sur des rails dans des exploitations minières souterraines, comprenant au moins un ressort de pression incorporé dans un cylindre de freinage et pouvant être bandé par un fluide hydraulique, ainsi qu'au moins une paire de patins de freinage emprisonnant un rail de roulement à la manière d'une pince, chaque patin de freinage étant monté à pivotement à l'une des extrémités d'un levier de freinage et un galet, monté à rotation à l'autre extrémité dudit levier de freinage, étant appliqué par pression contre une surface cunéiforme reliée audit cylindre de freinage, dispositif caractérisé par le fait que, lorsqu'il est utilisé en particulier avec une voie de galerie (2) installée sur le sol et comportant une file (1) de rails forme par deux rails de roulement (3) parallèles, le cylindre de freinage (13 28) et un vérin de serrage (16) associé à ce dernier sont disposés transversalement auxdits rails de roulement (3) et par le fait que les surfaces cunéiformes font partie d'un tronc de cône (19) placé à l'extrémité dudit cylindre de freinage (13 ; 28) et contre lequel sont pressés les galets (32)de deux leviers de freinage (34, 35) coopérant par paires dans des plans verticaux de pivotement orientés longitudinalement et dont les patins de freinage (15) se trouvent audessus et au-dessous d'une aile horizontale (5) du rail de roulement (3) correspondant. 2. Dispositif de-freinage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque paire (14) de leviers de freinage-possède un axe commun de pivotement (33) coïncidant avec l'axe de pivotement (33) de la paire (14) de leviers de freinage coopérant avec l'autre rail de roulement (3). 3. Dispositif de freinage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les leviers de freinage (34, 35) sont réalisés sous la forme de leviers coudés, les galets (32) d'une paire (14) de leviers de freinage venant en prise, avec un décalage d'environ 1800, avec la périphérie du tronc de cône (19) du cylindre de freinage qui leur est associe. 4. Dispositif de-freinage selon l'une quelconque des revendications précdentes, caractérisé par le fait que le cylindre de freinage (13 ; 28) est monté au voisinage des galets (9) de support du véhicule. 5. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que deux cylindres de freinage (13) sont montés, dans la région de chaque axe (17) de galet de support du véhicule (7), de part et d'autre d'un vérin dé serrage situé dans le plan vertical qui coupe ledit axe (17) du galet de support. 6. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le vérin de serrage (16) est incorporé dans le cylindre de freinage (13 ; 28). 7. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le cylindre de freinage (13) est muni d'un tronc de cône (i9) à ses deux extrémités. 8. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que deux cylindres de freinage (28)'équipés chacun d'un tronc de cône (19) sont montés l'un derrière l'autre. 9. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le-cylindre de freinage (13 ; 28) est monté à pivotement dans un plan vertical transversal. 10. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le cylindre de freinage (13) est monté mobile dans le sens transversal.