Brevet FR2581608A1 — publié le 19861114

La présente invention concerne un heurtoir amortisseur pour le freinage de véhicules se déplaçant sur une voie de guidage, notamment de véhicule ferroviaires se déplaçant sur des rails. D'une façon générale, les heurtoirs jusqu'ici proposés pour arrêter les véhicules se déplaçant sur une voie de guidage sont des heurtoirs fixes. De tels dispositifs ne donnent pas entièrement satisfaction dans la mesure où l'arrêt des véhicules, lorsque ceux-ci heurtent les heurtoirs fixes, ne se réalise généralement pas sans destruction au moins partielle du véhicule ou du heurtoir. Pour éviter ces inconvénients, il serait souhaitable de disposer de heurtoirs comportant un dispositif de freinage, par exemple à friction, permettant de ralentir et arrêter un train sur une certaine distance, afin d'éviter toute destruction du matériel. Les tentatives actuelles de conception de tels systèmes n'ont cependant pas donné satisfaction. La présente invention vient améliorer la situation en proposant un heurtoir amortisseur pour le freinage de véhicules se déplaçant sur une voie de guidage qui comprend un châssis mobile sur la voie de guidage, adapté pour être heurté par ledit véhicule et qui porte au moins un système de freinage apte à venir en appui contre un élément de freinage en déplacement relatif par rapport au châssis lorsque ce dernier est déplacé le long de la voie de guidage après avoir été heurté par le véhicule pour freiner le châssis et le véhicule. Un tel dispositif conforme à la présente invention s'avère à la fois robuste, fiable, simple et économique. A titre indicatif, un tel dispositif' permet aisément d'arrêter un train de 750 tonnes lancé à la vitesse de 30 km/h sur une distance de l'ordre de 30 mètres. Selon un premier mode de réalisation, le heurtoir amortisseur comprend un tambour porté à rotation sur le châssis, au moins un câble enroulé au moins partiellement sur le tambour, dont une première extrémité est fixée au tambour et dont une seconde extrémité est fixée au sol, le système de freinage venant en appui contre un élément solidaire du tambour. De préférence, cet élément est formé de deux disques fixés respectivement aux extrémités du tambour et sur lesquels viennent respectivement en appui les systèmes de freinage. Selon un second mode de réalisation, l'élément de freinage est formé d'au moins une glissière rectiligne plane s'étendant le long de la voie de guidage et fixée au sol. La surface de la glissière contre laquelle vient en appui le système de freinage peut s'étendre soit horizontalement, soit verticalement. Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, chaque système de freinage comprend au moins un patin sollicité en appui par ressort contre un élément de freinage. Selon une caractéristique préférentielle de la présente invention, chaque système de freinage comprend au moins une pince hydraulique dont le serrage est commandé par ressort et l'ouverture est commandée de façon hydraulique. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'in- vention, le dispositif formant heurtoir amortisseur conforme à la présente invention comprend un dispositif hydraulique de commande d'ouverture des sytèmes de freinage sollicités au serrage par ressort, le dispositif hydraulique comportant un carter de fluide sous pression relié au système de freinage et un distributeur commandé à l'ouverture par une came prévue sur la voie de guidage pour décharger le carter vers un réservoir et autoriser le serrage du système de freinage. De façon avantageuse, le dispositif hydraulique de commande d'ouverture comprend de plus une pompe hvdraulique à mains reliée au réservoir pour assurer l'ouverture du système de freinage. Selon d'autres caractéristiques préférentielles de l'invention, le châssis comporte un butoir élastique du type ressort ou amortisseur et le châssis est guidé à translation sur la voie de guidage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 représente une vue latérale schématique d'un heurtoir amortisseur conforme au premier mode de réalisation de la présente invention, - la figure 2 représente une vue générale de dessus du même heurtoir, - la figure 3 représente une vue schématique en coupe verticale des moyens guidant à translation le châssis du heurtoir amortisseur sur la voie de guidage, - la figure 4 représente une vue schématique d'un heurtoir amortisseur conforme au second mode de réalisation selon un plan de coupe vertical référencé IV-IV sur la figure 5, - la figure 5 représente une vue schématique de dessus du même heurtoir amortisseur, - la figure 6 représente une vue schématique partielle du même heurtoir amortisseur selon un plan de coupe vertical référencé VI-VI sur la figure , - la figure 7 représente une vue schématique d'une variante de réalisation du second mode de réalisation, selon un plan de coupe horizontal référencé Vil-Vil sur la figure 8, - la figure 8 représente une vue schématique de cette même variante selon un plan de coupe vertical longitudinal référencé VIII-VIII sur la figure 7, - la figure 9 représente une autre vue en coupe de la même variante selon un plan de coupe vertical transversal référencé IX-IX sur la figure 7, - la figure 10 représente une vue schématique d'un dispositif de commande hydraulique intégré à un heurtoir amortisseur conforme à la présente invention. On va dans un premier temps décrire le premier mode de réalisation conforme à la présente invention illustré sur les figures 1 à 3. On aperçoit sur les figures, une paire de rails parallèles R1, -R2 sur lesquels se déplace le véhicule ferroviaire à freiner (non représenté sur les figures). On aperçoit par ailleurs sur les figures 1 et 2 le châssis 100 d'un heurtoir comportant un dispositif de freinage à friction permettant de ralentir et arrêter le véhicule sur une certaine distance sans destruction de celui-ci. Pour l'essentiel, le châssis 100 est formé grâce à l'assemblage par soudure de deux joues latérales sensiblement verticales 101, 102 et de traverses profilées 103, 104 et 105. Les joues latérales 101, 102 du châssis 100 reposent sur la surface supérieure 11, 12 des rails R1, R2 par l'intermédiaire de patins d'appui 106 permettant le coulissement du châssis 100 le long des rails R1, R2. Afin d'assurer le guidage d coulissement du châssis 100 le long des rails R1, R2 et éviter le basculement du châssis lorsque ce dernier est heurté par un véhicule, chaque patin 106 est de préférence associé, comme cela est illustré schématiquement sur la figure 3, à deux plaques latérales 110, 112 encadrant la partie supérieure évasée 13 des rails et munies le lonq de leur bord libre inférieur de renvois 111, 113, disposés sous la partie supérieure évasée 13 des rails R1, R2, et dirigés vers l'âme centrale 14 de ceux-ci. Sur sa face avant heurtée par le véhicule, le châssis porte en partie supérieure un butoir transversal 115. De façon classique en soi, un tel butoir 115 peut être réalisé sous forme d'un madrier en bois ou encore sous forme de ressort ou de système amortisseur. Les joues latérales 101, 102 du châssis 100 supportent un tambour 120 à rotation autour d'un axe O-O transversal aux rails R1, R2. Plus précisément, on aperçoit sur la figure 2 l'ar- bre 121 du tambour 120 monté à rotation dans des paliers à roulements à billes 122, 123 supportés respectivement par les joues latérales 101, 102 du châssis. Sur le tambour 120 sont enroulés deux câbles 130, 140 dont une première extrémité 131, 141 est fixée au tambour et dont une seconde extrémité 132, 142 est fixée au sol. Plus précisément, les câbles 130, 140 sont enroulés sous forme d'une couche unique, dans un même sens, d'une extrémité respective du tambour 120 vers le centre. L'extrémité des câbles 130 et 140 adjacente aux extrémités du tambour 120,qui constitue la première extrémité précitée, est fixée sur le tambour 120. Par contre, l'extrémité 132, 142 des câbles qui prolonge la spire médiane de l'enroulement, est fixée sur le sol. Par ailleurs, deux disques 150, 151 sont fixés respectivement aux extrémités du tambour 120. Les disques sont liés à rotation au-tambour 120. De plus, le diamètre des disques 150 et 152 est supérieur au diamètre du tambour 120. Les joues latérales 101, 102 du châssis 100 supportent une pluralité de systèmes de freinage 160 qui viennent respectivement en appui contre les disques 150 et 151 afin de freiner le déplacement du heurtoir amortisseur en éloignement des extrémités 142, 132 des câbles par friction sur les disques 150 et 151, afin de freiner le châssis 100 et le véhicule ayant heurté celui-ci. De préférence, chacun des systèmes de freinage comprend au moins un patin 161 sollicité en appui par ressort contre les disques 150, 151. Plus précisément encore, selon une variante de réalisation. avantageuse de la présente invention, chaque système de freinage 160 comprend au moins une pince hydraulique comportant deux patins disposés de part et d'autre de chacun des disques 150, 151, dont le serrage est commandé par ressort et l'ouverture est commandée de façon hydraulique. Pour ce faire, comme cela est schématiquement illustré sur la gauche de la figure 10, chacun des patins 161 précités est solidaire d'un piston 162 monté à coulissement dans un carter 163. Des ressorts 164 disposés respectivement dans chacun des carters 163 en arrière des pistons 162 sollicitent les patins 161 de chaque paire en rapprochement et sollicitent par conséquent le serrage de la pince. Par contre, une injection de fluide dans la chambre 165, en avant du piston 162,tend à repousser le piston 162 vers l'intérieur du carter, à l'encontre de la force du ressort 164 précité. En d'autres termes, l'injection de fluide dans la chambre 165 permet de commander hydrauliquement l'ouver ture des pinces. De telles pinces hydrauliques pourront avantageusement être formées de pinces type ST4 commercialisées par la Société ATV. On a représenté sur les figures 1 et 2 une paire de pinces hydrauliques 160 associées à chaque disque 150, 151. Cette disposition ne doit cependant pas être considérée comme limitative. Le nombre de systèmes de freinage 160 associé à chaque disque 150,- 151 est déterminé en fonction dlune part des dimensions des patins de freinage 161 utilisés et de la force de retenue devant être mise en oeuvre. On va maintenant décrire la structure d'un circuit de commande hydraulique des pinces,utilisé de façon avantageuse selon la présente invention et illustré sur la figure 10. On aperçoit sur cette figure le carter 170 d'un accumulateur hydrau-pneumatique relié par un système de canalisations 171 à chacune des chambres 165 précitées des pinces hydrauliques pour commander au repos l'ouverture de celles-ci. La canalisation 171 précitée, et par conséquent les chambres 165 sont reliées par l'intermédiaire d'un distributeur 172 une voie deux positions et une canalisation 174 à un réservoir 173. Au repos, comme cela est schématiquement illustré sur la figure 10, le distributeur 172 interdit toute communication entre les canalisations 171 et 174. L'accumulateur 170 ne peut par conséquent se décharger dans le réservoir 173. Les chambres 165 sont maintenues sous pression et les pinces hydrauliques sont donc en position d'ouverture. La commutation du distributeur 172 est opérée par une came 175 (illustrée sur la figure 1) prévue sur la voie de guidage et rencontrée par l'élément de commande du distributeur 172 lors d'un déplacement du châssis 100 induit par le choc d'un véhicule à freiner. Ainsi, après commutation du distributeur 172 en position d'ouverture, l'accumulateur 170 et les chambres 165 se déchargent dans le réservoir 173. Les ressorts 164 sollicitent alors le serrage des pinces hydrauliques et assurent le freinage par friction du heurtoir amortisseur. La mise sous pression de l'accumulateur 170 et donc le déblocage des pinces hydrauliques en position d'ouverture est opérée par une pompe hydraulique à mains 176 reliant le réservoir 173 et la canalisation 171 par l'intermédiaire d'une conduite 177. Un clapet anti-retour 178 est placé sur la canalisation 171 en aval de la pompe 176. Un manomètre 179 placé sur la canalisation 171 permet de contrôler la mise sous pression de l'accumulateur 170 et des chambres 165. Enfin, une voie de by-pass contrôlée 180 est prévue en parallèle de la pompe à mains 176. On aperçoit de plus sur les figures 1 et 2 un rouleau de renvoi horizontal 190 qui s'étend transversalement aux rails R1 et R2, et sous lequel passent les câbles 130, 140, de telle sorte que ceux ci s'étendent horizontalement, le long du sol. On va maintenant décrire le second mode de réalisation conforme à la présente invention illustré sur les figures 4, 5 et 6. tà encore, on aperçoit sur ces figures, une paire de rails parallèles R1, R2 et le châssis 200 d'un heurtoir amortisseur. Ce châssis 200 est formé par l'assemblage par soudure de deux joues latérales 201, 202 et d'une pluralité de traverses 203. Les joues latérales 201, 202 du châssis reposent sur les rails R1, R2 par l'intermédiaire de patins 206 associés à des plaques latérales 212 assurant le guidage à coulissement du châssis et interdisant le basculement de celui-ci. Le châssis 200 est muni, sur sa face avant destinée à être heurtée-par un véhicule à freiner,de butoirs 215. Selon ce second mode de réalisation, l'élément de freinage (disques 150, 151. solidaires du tambour rotatif 120 dans le premier mode de réalisation) est formé d'au moins une glissière rectiligne plane 250 s'étendant le long de la voie de guidage R1, R2 et fixéeau sol. Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 4, 5 et 6, la glissière rectiligne plane 250 est formée d'une lame parallèle aux rails R1, R2 située à mi-distance de ceux-ci, dont les surfaces latérales 251, 252, contre lesquelles viennent en appui les systèmes de freinage 260,s'étendent verticalement. Dans la pratique, il est difficile de maintenir la glissière 251 parfaitement parallèle aux rails R1, R2 et équidistante de ceux-ci. Néanmoins, pour garantir un freinage par friction important, il est nécessaire que les surfaces de frottement des patins des systèmes de freinage soient parfaitement parallèles aux surfaces latérales de la glissière 250. Pour ce faire, les traverses 203 du châssis 200 supportent un profilé médian longitudinal 270, équipé sur sa surface inférieure et sur sa longueur d'une pluralité de chapes 271 d'axesA-A longitudinaux et coaxiaux. Des tringleries intermédiaires 272 sont suspendues aux chapes 271, grâce à des tourillons 273 pour pivoter autour de l'axe A-A précité. Les tringleries intermédiaires 272 supportent ellesmêmes à pivotement autour d'axes B-B sous-jacents, et grâce à des tourillons 274,des montures 275 sur lesquelles sont fixés les systèmes de freinage 260 proprement dits. L'homme de l'art comprendra aisément à l'examen de la figure 6 que la double articulation de la monture 275 des systèmes de freinage 260, autour des axes A-A et B-B s'étendant longitudinalement, c'est-à-dire dans le sens de déplacement du châssis,permet de maintenir les surfaces d'appui des patins de freinage parfaitement parallèles aux surfaces latérales 251, 252 de la glissière 250, même si cette dernière n'est pas rigoureusement équidistante des rails R1 et R2 et n'a pas ses surfaces latérales rigoureusement parallèles. Là encore, chaque système de freinage 260 comprend de préférence au moins un patin 261 sollicité en appui par ressort contre la glissière de freinage 250. Plus précisément encore, de préférence, chaque système de freinage 260 comprend au moins une pince hydraulique, telle qu'une pince type ST4 précitée dont le serrage est commandé par ressort et l'ouverture est commandée de façon hydraulique. Les pinces hydrauliques 260 pourront alors être commandées par un circuit tel que représenté sur la figure 10 et précédemment décrit. On aperçoit sur la figure 4 six pinces hydrauliques réparties sur la longueur du châssis 200. Cette disposition ne doit cependant pas être considérée comme limitative. Là encore, le nombre de pinces hydrauliques utilisées, ou plus généralement le nombre de systèmes de freinage utilisés sera déterminé en fonction de la surface des patins de freinage, et en fonction de ra force de retenue nécessaire. On va maintenant décrire la variante de réalisation du second mode de réalisation illustrée sur les figures 7, 8 et 9. Sur ces figures 7, 8 et 9, la structure du châssis 200 du heurtoir amortisseur n'a pas été représentée en détail. La structure de ce châssis ne sera donc pas décrite en détail par la suite. On aperçoit sur les figures 7 et 9 une paire de rails parallèles Rî, R2 sur lesquels le châssis 200 repose par l'intermédiaire de patins 206 et le long desquels le châssis 200 est guidé à coulissement par des saillies 211, 213 fonctionnellement similaires aux éléments 111 et 113 décrits antérieurement en regard de la figure 3. L'originalité de la variante de réalisation illustrée sur les figures 7, 8 et 9 par rapport au mode de réalisation illustré surales figures 4 et 5 réside dans l'utilisation de glissières 350, 351 parallèles dont les surfaces latérales 352, 353 d'une part et 354, 355 d'autre part contre lesquelles viennE en appui les systèmes de freinage 360 s'étendent horizontalement et non plus verticalement. On a ainsi représenté sur les figures 7, 8 et 9 deux glissières 350, 351 parallèles disposées entre les rails R1 et R2. Par ailleurs, les pinces hydrauliques à ouverture commandée, du type précité, peuvent être remplacées par des systèmes de freinage comprenant un patin sollicité en appui par ressort contre les glissières 350, 351 pour opérer un freinage constant et uniforme sur celles-ci sans possibilité de desserraqe. La structure de tels systèmes de freinage 360 à serrage commandé par ressort et sans possibilité d'ouverture, classique en elle-même, ne sera pas décrite en détail par la suite. Ce dernier type de système à freinage présente l'avantage par rapport aux pinces hydrauliques, d'être plus économique. Bien entendu, ce dernier type de système de freinage pourrait être utilisé dans les modes de réalisation illustrés sur les figures 1 et 2 d'une part (premier mode de réalisation) et 4, 5 et 6 d'autre part (second mode de réalisation). De plus, des pinces hydrauliques de freinage pourraient être utilisées dans la variante de réalisation illustrée sur les figures 7, 8 et 9 en remplacement des systèmes à ressort 360 précédemment évoqués. Bien entendu, la présente invention n'est aucunement limitée awmodesde réalisation précédemment décrits et illustrés sur les figures. En particulier, en ce qui concerne le mode de réalisation des figures 1 et 2, le nombre de câbles susceptibles d'être utilisés n'est pas limité à deux. Par ailleurs, en ce qui concerne les modes de réalisation illustrés sur les figures 4, 5, 6, 7, 8 et 9, le nombre de glissières de freinage (250 ou 350, 351) sera aisément adapté en fonction des conditions particulières d'utilisation. Dans le cadre de la dernière variante de réalisation illustrée sur les figures 7, 8 et 9, on peut envisager de supporter les systèmes de freinage 360 à pivotement sur le châssis grâce à une double articulation d'axes horizontaux de façon similaire à la disposition évoquée en regard des figures 4 et 5. Ainsi, les surfaces de friction des systèmes de freinage 360 sont toujours parfaitement parallèles aux glissières, même si cellesci ne sont pas rigoureusement horizontales. REVENDICATIONS 1. Heurtoir amortisseur pour le freinage de véhicules se déplaçant sur une voie de guidage, notamment de véhicules ferroviaires se déplaçant sur des rails (R1, R2), caractérisé par le fait qu'il comprend un châssis (100, 200) mobile sur la voie de guidage, adapté pour être heurté par ledit véhicule et qui porte au moins un système de freinage (160, 260, 360) apte à venir en appui contre un élément de freinage (150, 151 ; 250 ; 350, 351) en déplacement relatif par rapport au châssis (100, 200) lorsque ce dernier est déplacé le long de la voie de guidage (R1, R2) après avoir été heurté par le véhicule pour freiner le châssis (100, 200) et le véhicule. 2. Heurtoir amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un tambour (120) porté à rotation sur le châssis (100), au moins un câble (130, 140) enroulé au moins partiellement sur le tambour (120), dont une première extrémité (131, 141) est fixée au tambour (120) et dont une seconde extrémité (132, 142) est fixée au sol, le système de freinage (150) venant en appui contre un élément (150, 151) solidaire du tambour (120). 3. Heurtoir amortisseur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que deux disques (150, 151) sont fixés respectivement aux extrémités du tambour (120) et que des systèmes de freinage (160) viennent respectivement en appui contre les disques (150, 151). 4. Heurtoir amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de freinage (250; 350, 351) est formé d'au moins une glissière rectiligne plane s'étendant le long de la voie de guidage (R1, R2) et fixée au sol. 5. Heurtoir amortisseur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la surface de la glissière (352, 353 ; 354, 355) contre laquelle vient en appui le système de freinage (360) s'étend horizontalement. 6. Heurtoir amortisseur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la surface de la glissière (251, 252) contre laquelle vient en appui le système de freinage (260) s'étend verticalement. 7. Heurtoir amortisseur selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que chaque système de freinage (260, 360) est relié au châssis (200) par l'intermédiaire d'une double articulation à axes horizontaux-longitudinaux(A-A ; B-E). 8. Heurtoir amortisseur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que chaque système de freinage (160, 260, 360) comprend au moins un patin (161, 261) sollicité en appui par ressort (164)contreun élément de freinage (150, 151 ; 250; 350i 351). 9. Heurtoir amortisseur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que chaque système de freinage (160, 260) comprend au moins une pince hydraulique dont le serrage est commandé par ressort (164) et l'ouverture est commandée de façon hydraulique. 10. Heurtoir amortisseur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif hydraulique de commande d'ouverture des systèmes de freinage (160) sollicités au serrage par ressort (164), le dispositif hydraulique comportant un carter de fluide sous pression (170) relié au système de freinage et un distributeur (172) commandé à l'ouverture par une came (175) prévue sur la voie de guidage (R1, R2) pour décharger le carter (170) vers un réservoir (173) et autoriser le serrage du système de freinage (160). 11. Heurtoir amortisseur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le dispositif hydraulique de commande d'ouverture comprend de plus une pompe hydraulique (176) à main reliée au réservoir (173) pour assurer l'ouverture du système de freinage (160). 12. Heurtoir amortisseur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que le châssis (100, 2ú0) est druide à translation sur la voie de guidage (R1, R2).