Brevet FR2673414A1 — publié le 19920904

L'invention se rapporte à un dispositif de freinage d'un essieu d'engin ferroviaire tel un wagon dont le chassis de la plateforme porte directement les moyens de suspension de l'essieu considéré ou un wagon à boggies dans lesquels les 5 moyens de suspension de l'essieu correspondant sont alors portés par le chassis du boggie. Dans les deux cas, le dispositif de freinage consiste en un rotor lié en rotation avec l'essieu et en un mécanisme immobilisé en rotation par rapport à l'essieu et, à cet effet,10 relié au chassis qui porte la suspension de cet essieu. Le mécanisme comprend face à deux zones opposées du rotor des machoires pourvues de garnitures de frein et portées par des leviers articulés autour d'au moins un axe d'un organe d'appui et actionnés réciproquement par au moins un vérin.15 Généralement, un dispositif de freinage est prévu à chacune des deux extrémités de l'essieu. Le rotor est constitué sur les flasques de la roue (FR-A-2 215 555) ou consiste en un disque séparément calé sur l'essieu. Parmi les dispositifs de freinage, on distingue deux types de machoires: celles rigoureusement positionnées par rapport à l'essieu auquel elles sont alors directement reliées par un guidage en rotation (FR-A-2 626 541), ce qui complique les25 montages/démontages et majore fortement le prix de revient, et celles ne bénéficiant pas d'un tel guidage et qui pour leur relatif positionnement par rapport à l'essieu ont leur mécanisme qui est relié au chassis par des suspentes. L'invention s'apparente à un dispositif de ce deuxième type. Généralement, afin d'autoriser des débattements transversaux du mécanisme par rapport au rotor, de manière à tenir compte des jeux transversaux de l'essieu par rapport au chassis, les suspentes sont constituées par des biellettes35 sensiblement verticales dont le pied et la tête sont traversés par des axes horizontaux et parallèles à l'axe longitudinal de l'engin ferroviaire. Afin d'également tenir compte des possibles défauts de parallélisme entre ces axes, les pieds et têtes de ces biellettes peuvent être montés sur leur axe par un moyen tolérant un très faible mouvement de rotule. 5 Compte tenu de la souplesse de la suspension, la position des machoires par rapport au rotor peut varier tout d'abord en hauteur en fonction de la charge du chassis mais aussi longitudinalement en fonction des jeux tolérés dans cette direction.10 Si avec une suspension classique, ces jeux longitudinaux sont suffisamment faibles pour être tolérables par le dispositif de freinage, par contre, avec une suspension pour véhicule ou boggie à essieux orientables (FR-A-2 648 417), ces jeux longitudinaux sont importants et ont toujours constitué un15 obstacle au montage d'un tel dispositif de freinage. Or, très fréquemment, les réglementations obligent que, quelle que soit leur suspension, les essieux soient freinés. De plus, si pour une suspension classique, ces jeux sont tolérables, ils obligent néanmoins à réserver ce jeu sur le pourtour des garnitures des machoires et donc à en réduire la surface d'o une usure plus rapide de ces garnitures et une nécessaire augmentation de la pression par unité de surface pour parvenir à la même puissance de freinage. Un des résultats que l'invention vise à obtenir est un dispositif de freinage qui, bien que sans liaison directe des machoires à l'essieu par un guidage en rotation assure une position longitudinale relativement constante des machoires par rapport au rotor. Un autre résultat que l'invention vise à obtenir est un tel dispositif qui, par rapport aux dispositifs connus, permette d'utiliser des machoires de plus grande surface donc d'usure moins rapide et nécessitant une pression par unité de surface moins importante. Un autre résultat que l'invention vise à obtenir est un dispositif de freinage qui soit compatible avec les suspensions à essieux orientables. A cet effet, elle a pour objet un dispositif de freinage du type précité notamrment caractérisé en ce qu'afin que, malgré l'absence de liaison directe des machoires à l'essieu par un guidage en rotation, une position longitudinale relativement 5 constante des machoires par rapport au rotor soit néanmoins assurée, au lieu que le miécanisme soit simplement directement relié au chassis par des suspentes: d'une part, le dit mécanisme est par ses suspentes relié à un support intermédiaire, lui-mêmre relié au dit chassis par des biellettes de suspension qui, en position moyenne correspondant à la situation précitée, sont sensiblement verticales et réalisent avec le chassis et le support intermédiaire un parallélogramme, déformable dans un plan vertical parallèle à l'axe longitudinal de l'engin ferroviaire,15 grâce à leurs articulations autour d'axes horizontaux et parallèles à l'axe transversal du véhicule et, d'autre part, afin que le support suive relativement les débattements longitudinaux de l'essieu par rapport au chassis, le support intermédiaire est relié à une pièce, fixe par rapport20 à la boîte d'essieu, par une biellette de traction qui, en cas de charge moyenne du chassis, est sensiblement horizontale et s'articule sur le support intermédiaire et sur la pièce fixe par rapport à la boîte d'essieu autour d'axes Horizontaux parallèles à l'axe transversal du véhicule par une liaison25 tolérant un certain mouvement de rotule afin de tenir compte des effets des jeux transversaux entre l'essieu et le chassis. Elle sera bien comprise à l'aide de la description ci-aprés faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente sclhématiquement:30 figure 1: un exemple de suspension utilisée avec le dispositif de freinage, figures 2 à 4: vues de profil du dispositif de freinage lorsque la suspension est soumise à différentes contraintes. En se reportant au dessin, on voit un chassis 1, tel celui d'un iagon ou d'un boggie, auquel chassis 1 est associé une suspension 2 d'un essieu 3. Chaque essieu porte deux boites d'essieu 4 pourvues d'oreilles 5 sur chacune desquelles prend appui la base d'au moins un ressort 6 dont la tête est coiffée par un chapeau 7. La liaison entre le chassis 1 et les chapeaux 7 est assurée par deux paires de biellettes de liaison 8 articulées autour d'axes transversaux au véhicule de sorte que la boite 4 présente, dans une direction longitudinale, une liberté de déplacerment limitée par exemple L la course de poussoirs 9 intercalés entre les chapeaux et les faces avant et arrière de10 la boite 4. Chaque dispositif de freinage 10 comprend un rotor 11 lié en rotation à l'essieu 3 et un mécanisme 12 immobilisé en rotation par rapport à l'essieu 3 et, à cet effet, relié au chassis 1 qui porte la suspension de l'essieu considéré.15 Le mécanisme 12 comprend face à deux zones opposées du rotor 11 deux machoires 13 pourvues de garnitures de frein 14 et portées par des leviers 15, 16 articules autour d'au moins un axe 17 porté par un organe d'appui 18. Ces leviers 15, 16 sont actionnés réciproquement par au moins un vérin 19. Généralement, un tel dispositif de freinage 10 est intercalé à chaque extrémité de l'essieu 3. Le rotor 11 est constitué sur le flasque de la roue ou consiste en un disque calé séparément en rotation sur le dit essieu. Les machoires ne sont pas directement reliées à l'essieu par un guidage en rotation mais de manière connue le mécanisme est relativement positionné par rapport à l'essieu par des suspentes 20 de liaison au chassis 1, lesquelles suspentes30 consistent en des biellettes sensiblement verticales 21 dont le pied et la tête sont traversés par des axes 22, 23 horizontaux et parallèles à l'axe longitudinal de l'engin ferroviaire afin d'autoriser un débattement transversal du,mécanisme par rapport au rotor de manière à compenser le déplacement toléré par les35 jeux axiaux de l'essieu par rapport au chassis. De préférence, le rotor 11 est un disque et les machoires 13 agissent sur deux zones 24 des faces radiales opposées de ce disque, lesquelles faces présentent à cet effet chacune une zone active 24 en forme de couronne limitée à l'extérieur par le bord périphérique 25 du disque et à l'intérieur par la face externe 26 de l'essieu. Les machoires 13 ne recouvrent quant à elles qu'une fraction de cette zone active 24 et ont un pourtour 27, sensiblement en formile de haricot, profilé de manière telle qu'elles ne débordent jamais des limites extérieures 25 et intérieures 26 de la zone active du rotor et ce malgré les débattements du chassis 1 portant le mécanisme 12 par rapport à10 l'essieu 3 portant le rotor 11, débattement que tolère la suspension. Elles ont de ce fait également une surface limitée de laquelle dépendent la pression par unité de surface à exercer pour obtenir l'action de freinage et donc la rapidité de l'usure15 de ces garnitures 14. C'est ce qui à ce jour interdit le montage de tels dispositifs de freinage à relatif guidage des machoires par rapport à l'essieu au moyen de suspentes de liaison au chassis sur un engin à essieu orientable dont les débattements20 longitudinaux par rapport au chassis atteignent généralement au droit du rotor une valeur de l'ordre de plus ou moins vingt cinq millimètres par rapport à une position moyenne, correspondant à un chassis à l'arrêt et à un essieu perpendiculaire à l'axe longitudinal. 25 En effet, cette valeur obligerait à réduire quasiment à néant la surface active des garnitures. Afin que, imal gré l'absence de liaison directe des machoires 13 à l'essieu par un guidage en rotation, une position longitudinale relativement constante des machoires par rapport30 au rotor soit néanmoins assurée, au lieu que le mécanisme 12 soit simplement directement relié au chassis par des suspentes d'une part, le dit mécanisme 12 est par ses suspentes 20 relié à un support intermédiaire 28, lui-même relié au dit chassis 1 par des biellettes de suspension 29, 30 qui, en position moyenne correspondant à la situation précitée, sont sensiblement verticales et réalisent avec le chassis 1 et le support intermédiaire 28 un parallélogramme 31, déformable dans un plan vertical parallèle à l'axe longitudinal de l'engin ferroviaire, grâce à leurs articulations 32 à 35 autour d'axes horizontaux et parallèles à l'axe transversal du véhicule et, d'autre part, afin que le support suive relativement les débattements longitudinaux de l'essieu 3 par rapport au chassis, le support intermédiaire 28 est relié à une pièce 5, fixe par rapport à la boite d'essieu 4, par une biellette de traction 36 qui, en cas de charge moyenne du chassis, est sensiblement horizontale et s'articule sur le support intermédiaire et sur la10 pièce fixe 5 par rapport à la boîte d'essieu 4 autour d'axes 37, 38 horizontaux parallèles à l'axe transversal du véhicule par une liaison tolérant un certain mouvement de rotule afin de tenir compte des effets des jeux transversaux entre l'essieu 3 et le chassis 1.15 Avantageusement, la pièce 5 fixe par rapport à la boite d'essieu 4 est constituée par l'oreille 5 d'appui de la base de l'un des ressorts de suspension. Au moins dans ce cas, le support intermédiaire 28 est pourvu d'une projection 39 vers le sol jusqu'à un niveau au moins suffisant pour porter l'axe d'articulation 38 de la biellette de traction 36 à hauteur convenable. On comprend que sans être directement relié à l'essieu par un moyen de guidage en rotation spécifique, le mécanisme bénéficie d'une liaison à l'essieu indirecte c'est à dire via la25 boite d'essieu, la biellette de traction 36 et le support 28 ce qui permet au mécanisme de suivre assez fidèlement les débatteraents longitudinaux de l'essieu par rapport au chassis. Les erreurs dues, les unes, à la différence des dêbattements de la boite et du rotor et les autres aux flèches des arcs d'oscillation de la biellette de traction autour de sa position moyenne sont en effet minimes et n'affectent donc pas sensiblement la surface des garnitures. Avec de telles dispositions, il est possible de remplacer les garnitures qui, auparavant, auraient eu une surface maximale de 24 000 mi 2 pour tenir compte des débattements de l'essieu par des garnitures d'environ 3 9000 nim 2 soit un gain de l'ordre de %. Entre les supports 20 qui associent le support intermédiaire 28 au mécanisme 12, l'organe d'appui 18 est associé également au support intermédiaire 28 et ceci par une articulation 33 d'axe transversal au chassis du wagon. De préférence, l'articulation de l'organe d'appui est confondue avec l'une des articulations des biellettes et les articulations des biellettes 29, 30 permettent un léger jeu de rotule. REVENDICATIONS 1 Dispositif de freinage d'un essieu d'engin ferroviaire tel un wagon dont le chassis de la plateforrae porte directement les moyens de suspension de l'essieu considéré ou un wagon à 5 boggies dans lesquels les moyens de suspension de l'essieu correspondant sont alors portés par le chassis du boggie, dans lequel engin, chaque essieu porte deux boites d'essieu ( 4) sur lesquelles prend appui la suspension, lequel dispositif comprend un rotor ( 11) lié en rotation à l'essieu ( 3) et un mécanisme ( 12) immobilisé en rotation par rapport à l'essieu ( 3) et, à cet effet, relié au chassis ( 1) qui porte la suspension de l'essieu considéré et le mécanisme ( 12) comprend face à deux zones opposées du rotor ( 11) deux machoires ( 13) pourvues de garnitures de frein ( 14) et portées par des leviers ( 15, 16) articulés autour d'au moins un axe ( 17) porté par un organe d'appui ( 18) dont les leviers ( 15, 16) sont actionnés réciproquement par au moins un vérin ( 19) lesquelles machoires ne sont pas directement reliées à l'essieu par un guidage en rotation miais de manière connue le mécanisme est relativement positionné par rapport à l'essieu par des suspentes ( 20) de liaison au chassis ( 1), lesquelles suspentes consistent en des biellettes sensiblement verticales ( 21) dont le pied et la tête sont traversés par des axes ( 22, 23) horizontaux et parallèles à l'axe longitudinal de l'engin ferroviaire afin d'autoriser un débattement transversal du mécanisme par rapport au rotor de manière à compenser le déplacement toléré par les jeux axiaux de l'essieu par rapport au chassis, ce dispositif étant CARACTERISE en ce qu'afin que, malgré l'absence de liaison directe des machoires ( 13) à l'essieu par un guidage en rotation, une position longitudinale relativement constante des machoires par rapport au rotor soit néanmoins assurée, au lieu que le mécanisme ( 12) soit simplement directement relié au chassis par des suspentes ( 20):35 d'une part, le dit mécanisrmie ( 12) est par ses suspentes ( 20) relié à un support intermédiaire ( 28), lui-même relié au dit chassis ( 1) par des biellettes de suspension ( 29, 30) qui, en position moyenne correspondant à la situation précitée, sont sensiblement verticales et réalisent avec le chassis ( 1) et le support intermédiaire ( 28) un parallélogrammie ( 31), déforiable dans un plan vertical parallèle à l'axe longitudinal de l'engin 5 ferroviaire, grâce à leurs articulations ( 32 à 35) autour d'axes horizontaux et parallèles à l'axe transversal du véhicule et, d'autre part, afin que le support suive relativement les débattements longitudinaux de l'essieu ( 3) par rapport au chassis, le support intermédiaire ( 28) est relié à une pièce10 ( 5), fixe par rapport à la boite d'essieu ( 4), par une biellette de traction ( 36) qui, en cas de charge moyenne du chassis, est sensiblement horizontale et s'articule sur le support intermédiaire et sur la pièce fixe ( 5) par rapport à la boite d'essieu ( 4) autour d'axes ( 37, 38) horizontaux parallèles à15 l'axe transversal du véhicule par une liaison tolérant un certain mouvement de rotule afin de tenir compte des effets des jeux transversaux entre l'essieu ( 3) et le chassis ( 1). 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le support intermédiaire ( 28) est pourvu d'une projection ( 39) vers le sol jusqu'à un niveau au moins suffisant pour porter l'axe d'articulation ( 38) de la biellette de traction ( 36) à hauteur convenable. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les articulations des biellettes ( 29, 30) permettent un léger jeu de rotule. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'organe d'appui ( 18) est associé également au support intermédiaire ( 28) et ceci par une articulation ( 33) d'axe transversal au chassis du wagon. 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'articulation de l'organe d'appui est confondue avec l'une des articulations des biellettes. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la boîte d'essieu est pourvue d'oreilles ( 5) sur chacune desquelles prend appui la supsension caractérisé en ce que la pièce ( 5) fixe par rapport à la boîte d'essieu ( 4) est constituée par l'oreille ( 5) d'appui de la base de l'un des ressorts de suspension.