Brevet FR2560844A1 — publié le 19850913

Avec l'avènement des trains à grande vitesse, le freinage est devenu primordial. En raison des vitesses élevées, il est généralement nécessaire de faire appel à plus d'un mécanisme de frein pour appliquer des forces de freinage à chacune des. roues concernées, L'un des problèmes rencontrés lors de l'application de forces de freinage est le développement de forces de réaction dans le châssis du bogie, lesquelles forces de réaction sont transmises à la caisse du véhicule, provoquent des vibrations et nuisent au confort d'ensemble des passagers du véhicule. L'invention a pour objet un dispositif de freinage perfectionné destiné à un véhicule ferroviaire, et plus particulièrement un dispositif de freinage perfectionné pour véhicule ferroviaire, dans lequel la réaction du châssis de bogie aux forces de freinage est minimisée. Conformément à l'invention, un dispositif de freinage est monté sur un bogie qui comprend des longerons maintenant deux essieux montés. Un frein à sabots et un frein à disques sont installés de façon à appliquer des forces de freinage à chacune des roues des essieux. montés. Les éléments d'actionnement des freins à sabots et à disques sont disposés de part et d'autre des essieux afin que les forces de freinage appliquées aux roues soient orientées dans des sens opposés de façon à minimiser les forces de réaction de freinage imposées aux longerons. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue de dessus d'un dispositif de freinage de bogie à botes d'essieux extérieures, conforme à la présente invention; et la figure 2 est un diagramme représentant en élévation partielle les forces appliquées à une roue et un longeron. Un bogie 10 à boites d'essieux extérieures, représenté sur la figure 1, comprend deux longerons de châssis 12 et 14. Des essieux montés 16 et 18 sont reliés aux extrémités des longerons 12 et 74. Ces derniers comportent des boîtes d'essieux 20 fixées à leurs extrémités. Les boites d'essieux peuvent être du type décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 522 758, déposée le 12 août 1983 sous le titre "Primary Suspension System for a Railway Car". Une traverse 21 relie par leurs milieux les longerons 12 et 14, Une traverse dansante 23 est disposée de façon à être reliée à une caisse de véhicule (non représentée). Divers moyens comprenant des lisoirs 25 et 27, des éléments de réception de ressorts et d'autres éléments normalement associés à un bogie ne sont pas représentés ni décrits en détail, étant donné qu'ils sont connus de l'homme de l'art et que l'invention a trait au dispositif de freinage. L'essieu 22 porte deux roues 24 et 26 et il tourillonne dans les botes 20. De même, l'essieu 28 porte deux roues 30 et 32 et il tourillonne dans les boites 20. Dans la forme de réalisation représ-entée, un frein à sabots et un frein à disques sont disposés de façon à appliquer des forces de freinage à chacune des roues 24, 26, 30 et 32. Les freins à sabots 34, 36, 38 et 40 sont dispo- sés de façon à appliquer des forces de freinage aux roues 24, 26, 30 et 32 de manière classique. Les freins à sabots sont montés intérieurement aux roues, sur la traverse 21. Les freins à disques 42, 44, 46 et 48 comprennent des disques 50, 52, 54 et 56 montés sur les essieux 22 et 28. Les mécanismes d'actionnement, y compris les semelles des freins à disques 42 et 46, sont montés sur le longeron 14 et les actionneurs des freins à disques 44 et 48 sont montés sur le longeron 12. Etant donné que les opérations de freinage effectuées sur toutes les roues sont sensiblement les mêmes, seule l'opération de freinage des roues 24 et 30 sera décrite en ce qui concerne les forces de réaction engendrées dans le longeron 14. Si l'on suppose que les roues 24 et 30 tournent dans le sens des aiguilles dsune montre lorsque les freins sont serrés, les forces de freinage appliquées peuvent Autre. considérées comme orientées dans certains sens par rapport au sens de rotation des roues. En ce gui concerne la roue 24, le sens de la force de freinage appliquée par le frein à sabot 34 est considéré conne orienté vers le haut pour sropposer au mouvement descendant de la roue 24, dans la zone d'application du freinage, lorsque la roue tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Par ailleurs, lorsque le frein à disque 42 est serré, la force de freinage est exercée vers le bas afin de s'opposer au mouvement montant de la roue 24. Par conséquent, les deux forces de freinage appliquées par le frein à sabot 34 et le frein à disque 42 s'exercent dans des sens opposés. Les forces de réaction à l'extrémité de gauche du longeron sont égales à la différence entre les deux forces de freinage.Si cela est souhaité, les freins à sabots et à disques peuvent être conçus pour exercer des moments égaux et opposé s par rapport au centre du longeron afin de minimiser toute réaction engendrée par le freinage dans le longeron 14. En ce qui concerne la roue 30, le frein à sabot 38 exerce une force de freinage orientée vers le bas et le frein à disque 46 exerce une force de freinage orientée vers le haut. Comme précédemment, les forces opposées tendent à minimiser les forces de réaction exercées sur l'extrémité de droite du longeron 14. Les sens des forces produites par les freins à disques 42 et 46 sont opposés entre eux. De plus, les sens des forces produites par les freins à sabots 34 et 38 sont également opposé s entre eux. Les freins à sabots et à disques concernant le longeron 14 peuvent etre conçus de façon que leurs moments globaux de réaction appliqués à l'ensemble du longeron 14 puissent être minimisés. Le dispositif de freinage associé au longeron 12 est sensiblement le même que celui décrit psur le longeron 14. Si l'on souhaite que la force de freinage appliquée par un disque à une roue soit égale à la force de freinage appliquée par un sabot, les divers bras de force doivent être considérés par rapport à l'axe central du bogie. Sur la figure 2, la ligne 58 représente le bras de force d'un disque et la ligne 60 représente le bras de force d'un sabot. Une flèche 62 orientée vers le haut représente la force de freinage appliquée par un disque à la roue 24 et une flèche 64 orientée vers le bas reprd- sente la force de freinage appliquée par un sabot à la roue 24. La force de réaction engendrée dans le longeron 14 par les forces de freinage des disques est indiquée pr une flèche descendante 61. La force de réaction exercée sur le longeron 14 par le freinage par sabots est représentée par une flèche montante 63. La formule suivante peut s1 appliquer à ce qui précède lorsque l'on souhaite que les forces de freinage par sabots et par disques soient égales. Force des disques x bras des disques = Force des sabots x bras des sabots En général, les freins à disques intérieurs développent de plus grandes forces de freinage en raison des bras de disques plus longs. Dans la forme de réalisa- tion représentée, étant donné que les distances des bras de disques et des bras de sabots sont généralement fixées par les dimensions du bogie, les amplitudes des forces appliquées peuvent être choisies pour satisfaire la formule ci-dessus afin d'appliquer des réactions de freinage minimales aux longerons et au bogie. Il est évident que lorsque l'on considère les forces de freinage appliquées à la roue 30, les longueurs des bras des disques et des sabots sont différentes de celles concernant la roue 24. Cependant, on peut appliquer la même formule que celle donnée ci-dessus lorsque l'on souhaite concevoir un dispo sitar de freinage appliquant à chaque roue des forces gales et opposées. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au bogie décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Bogie de véhicule ferroviaire, caractérisé en ce qu'il comporte un corps principal comprenant deux longerons (12, 14) de châssis dont les extrémités sont disposées de façon à recevoir deux essieux montés 2. Bogie selon la revendication.l, caractérisé en ce que les freins à sabots et les freins à disques sont disposés sur des côtés opposés de chacune des roues. 3. Bogie selon la revendication 2, caractérisé en ce que des moyens transversaux (21) de liaison relient les parties centrales des longerons et en ce que les freins à sabots sont montés sur ces moyens transversaux des liaison 4. Bogie selon la revendication 3, caractérisé en ce que les freins à disques comprennent des disques (50, 52, 54, 5o) fixés sur les essieux des essieux montés, et des actionneurs destinés aux disques et fixés aux longerons. 5. Bogie selon la revendication 4, caractérisé en ce que des boîtes d'essieux (20) sont reliées aux extrémités des longerons afin de recevoir les essieux montés. 6. Bogie selon la revendication 5, caractérisé en-ce que les forces de freinage exercées par les freins à sabots et les freins à disques satisfont la formule suivante: force de disque x bras de disque = force de sabot x bras de sabot dans laquelle les bras sont les distances comprises entre l'axe central du bogie et les points d'application des forces de freinage des freins a sabots et à disques.