Brevet FR2703646A1 — publié le 19941014

i Dispositif de freinage pour des wagons de marchandises La présente invention concerne un dispositif de freinage pour des wagons de marchandises utilisés dans le trafic international et pour lesquels le dispositif de freinage doit être adapté à deux pressions de fonctionnement et rapports de leviers différents. Alors que les chemins de fer européens utilisent pour le freinage de véhicules ferroviaires des systèmes de fonctionnement conformes aux prescriptions de 1 'UIC (Union Internationale des Chemins de Fer), un autre système de fonctionnement est prescrit dans les états GUS Les différences résident par exemple dans les rapports de forces et de leviers et dans les pressions de fonctionnement Ainsi, avec le système UIC, la pression de fonctionnement de réglage dans la conduite d'air principale est de 5,0 bar, alors que le système GUS fonctionne en règle générale avec des pressions de 5,5 bar Le desserrement des freins présente aussi des différences fondamentales. On ne connaît pas de systèmes de freinage qui se trouvent sur les châssis de wagons de marchandises et qui soient utilisables pour les deux systèmes de fonctionnement avec des pressions de fonctionnement, des rapports de leviers et des bogies différents. La présente invention a donc pour but de concevoir les éléments des dispositifs de freinage situés sur le châssis de wagons de marchandises de telle sorte qu'ils soient utilisables dans des systèmes de fonctionnement différents comportant par exemple des pressions de fonctionnement, des rapports de leviers et des bogies différents Il s'agit notamment de prévoir que les dispositifs de freinage puissent être utilisés aussi bien dans le système UIC ou des systèmes de fonctionnement analogues, qu'avec les particularités de technique de freinage du système GUS ou de systèmes de fonctionnement analogues. Dans les dispositifs de freinage classiques, la partie pneumatique se compose d'une conduite d'air principale s'étendant sous toute la longueur du châssis, d'une soupape de commande pourvue d'un réservoir d'air auxiliaire, de divers dispositifs d'actionnement et du cylindre de frein auquel sont raccordés les éléments mécaniques du dispositif de freinage Une diminution de la pression de fonctionnement active le frein La partie mécanique se compose d'une timonerie de frein centrale comprenant deux leviers compensateurs horizontaux qui sont articulés d'un côté au cylindre de frein ou plus exactement à la tige de piston, et de l'autre côté aux barres de traction de frein principales, qui mènent à d'autres dispositifs de freinage prévus dans les bogies Entre les deux leviers compensateurs se trouve au moins une barre de traction, les leviers compensateurs pivotant autour des points d'extrémité de cette barre lorsque la tige de piston est déplacée Il est également prévu des dispositifs qui changent le régime de charge et entraînent donc une modification du comportement de freinage suivant que le wagon de marchandises est plein ou vide. Des dispositifs de ce type sont décrits dans la demande DE 610 803 ou dans Knorr-Bremse Gmb H, Bremstechnische Werke fur Eisenbahnfahrzeuge, édition de 1951, p 8, et mis en oeuvre dans le système UIC Ils servent à compenser les différences dans des systèmes de fonctionnement différents. Le but fixé est atteint, selon l'invention, grâce au fait que dans la partie pneumatique, il est prévu pour chacune des deux pressions de fonctionnement de réglage et particularités de fonctionnement et de manoeuvre des freins, une soupape de commande pourvue d'un réservoir d'air auxiliaire, étant précisé qu'on utilise, comme soupapes de commande, des soupapes qui sont autorisées pour les systèmes UIC et GUS et pour des systèmes analogues Dans les conduites qui vont des soupapes de commande au cylindre de frein est placé un dispositif de soupape ayant la fonction d'un robinet à trois voies, ou même seulement, dans le cas le plus simple, un robinet à trois voies, de sorte que le cylindre de frein est manoeuvré avec une seule soupape de commande choisie parmi les deux Le robinet à trois voies ou son actionnement sont de préférence verrouillés ou fermés, et son changement pour actionner l'autre soupape ne peut pas se faire de fagon non intentionnelle. Dans la partie mécanique, selon l'invention, la position active de la barre de traction entre les leviers compensateurs horizontaux est modifiée Alors qu'avec le système GUS, le changement de charge se fait par voie pneumatique, suivant l'état de chargement, grâce à un réglage au niveau de la soupape de commande, il existe pour les systèmes UIC non seulement des modes de réalisation prévoyant une influence pneumatique exercée par un réglage au niveau de la soupape de commande, mais aussi des modes de réalisation prévoyant une influence mécanique exercée par une modification de l'action des barres de traction dans la timonerie de frein centrale La solution de l'invention convient aux deux modes de réalisation Elle prévoit, en plus des barres de traction selon le système UIC, une barre de traction supplémentaire entre les leviers compensateurs, dont l'articulation est choisie en fonction du fonctionnement avec les chemins de fer GUS Les points d'articulation de cette barre de traction de charge se trouvent relativement près du cylindre de frein, sur les leviers compensateurs Il est par conséquent approprié de les réaliser avec une forme courbe ou coudée, de telle sorte qu'ils ne touchent pas le cylindre de frein D'une manière préférée, cette barre de traction de charge est donc reliée à la barre de traction voisine du système UIC par des liaisons transversales pour former une unité de construction, cette unité étant supportée et guidée dans le plan horizontal entre les leviers compensateurs. En libérant alternativement des liaisons par axes définies, au niveau des barres de traction, on obtient la transmission de force de freinage souhaitée dans le système correspondant On libère les axes en les enlevant au niveau de la barre de traction qui n'est pas active. L'articulation de la barre de traction de frein principale au niveau des positions différentes des points de déclenchement du système de leviers de frein de types de bogies se fait grâce à un élément coulissant réglable en longueur et en hauteur qui peut aussi être réalisé sous la forme d'un élément intermédiaire fixe. Selon un perfectionnement préféré, le dispositif de freinage de l'invention se caractérise par des points d'articulation prévus au niveau des leviers compensateurs horizontaux, près du cylindre de frein, par une barre de traction de charge apte à être insérée entre ces deux points, pour le système de freinage des chemins de fer GUS ou autres, et par d'autres points d'articulation prévus pour une barre de traction de charge, à une plus grande distance du cylindre de frein, étant précisé qu'à chaque fois, une seule des barres de traction de charge est en prise. Pour le fonctionnement avec un système de freinage UIC, une première barre de traction est prévue et apte à être actionnée au niveau de points d'articulation pour l'état non chargé, et une seconde barre de traction est prévue et apte à être actionnée au niveau de seconds points d'articulation, à une plus grande distance du cylindre de frein, pour l'état chargé, tandis que pour le fonctionnement avec le système des chemins de fer GUS, il est prévu une barre de traction supplémentaire au niveau de points d'articulation, près du cylindre de frein De plus, les première et seconde barres de traction forment une unité de construction qui est mobile et qui est guidée dans le plan horizontal entre les leviers compensateurs, étant précisé qu'à chaque fois, une seule des barres de traction est reliée de façon fixe aux leviers compensateurs horizontaux à l'aide d'axes. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de construction entre les barres de traction est créée à l'aide de liaisons transversales. D'une manière avantageuse, la liaison de barres de traction à utiliser pour le dispositif de freinage correspondant peut être réalisée grâce au déplacement d'axes d'articulation entre les points d'articulation. L'invention propose de prévoir, aux extrémités extérieures des barres de traction de frein principales qui partent des points d'articulation des leviers compensateurs, des éléments coulissants pour les éléments intermédiaires fixes réglables en longueur et en hauteur, auxquels les dispositifs de freinage de configurations différentes des bogies peuvent être articulés. D'une manière avantageuse, l'organe de manoeuvre prévu pour le robinet à trois voies en vue du changement de système de freinage et/ou le robinet à trois voies lui-même sont verrouillables mécaniquement de façon protégée dans la position choisie, et les robinets d'arrêt de frein des soupapes de commande sont également verrouillables dans la position déconnectée. D'autres détails apparaîtront dans la description des dessins annexés Ces dessins ne sont que des représentations schématiques simplifiées, qui ne sont pas à l'échelle. La figure 1 montre la partie pneumatique et la partie mécanique d'un système de freinage avec lequel le changement de charge se fait au niveau des soupapes de commande, la figure 2 montre une timonerie de frein centrale pour un système de freinage avec lequel, pour un système de freinage UIC, le changement de charge se fait mécaniquement, la liaison par axes de la barre de traction de charge étant détachée pour la transmission de force dans le système de freinage GUS, de sorte que le frein fonctionne dans le système UIC et, dans le cas présent, en régime de charge "vide", dans la position desserrée, la figure 3 est la même que la figure 2, mais la timonerie de frein centrale est représentée en position de freinage pour le niveau de charge "vide", les trous F' et E' prévus sur la barre de traction 31 ne coïncidant pas avec les trous F et E des leviers compensateurs, et la figure 4 montre une timonerie de frein centrale pour un système de freinage, pour laquelle une liaison par axes de la barre de traction à vide et de la barre de traction en charge est détachée pour la transmission de charge dans le système de freinage UIC, de sorte que les freins fonctionnent dans le système de freinage GUS, dans le cas présent dans la position desserrée. La figure 1 montre qu'il est prévu, au niveau du châssis non représenté, une timonerie de frein centrale qui comprend un cylindre de frein 1 pourvu d'une tige de piston 2, des leviers compensateurs horizontaux 8, 9 et des barres de traction de charge 21, 22 qui s'étendent entre ceux-ci Le levier compensateur à point fixe 9 est monté d'un côté, avec un point d'articulation fixe B, au niveau du cylindre de frein 1, et son point d'articulation D, à l'autre extrémité, est relié à une barre de traction de frein principale 7, qui mène à un bogie non représenté Le levier compensateur de cylindre 8 est relié, au niveau du point d'articulation A, à la tige de piston 2 et, au niveau d'un point d'articulation C, à une autre barre de traction de frein principale 7 Une barre de traction de charge 22 est fixée à des points d'articulation G et H des deux leviers compensateurs 8, 9. Lorsque de l'air comprimé est amené dans le cylindre de frein 1, la tige de piston 2 de celui-ci se déploie, en conséquence, les leviers compensateurs 8, 9 pivotent autour des points G, H et les barres de traction de frein principales 7 sont rapprochées, avec les points C et D, moyennant quoi l'action de freinage est exercée sur les roues. Selon l'invention, il est prévu de disposer une autre barre de traction de charge 21 entre les leviers compensateurs 8 et 9, au niveau de points d'articulation E et F. Avec le système de freinage des chemins de fer GUS, les points d'articulation E et H se trouvent relativement près du cylindre de frein 1 et des points d'articulation A et B en raison des différences de rapports de transmission dans les bogies et de l'utilisation de semelles de freins en matière plastique C'est la raison pour laquelle la barre de traction de charge 21 peut aussi être courbe ou coudée, de sorte qu'elle ne touche pas le cylindre de frein La barre de traction 22 qui agit pour le frein UIC se trouve à une plus grande distance du cylindre de frein 1 Comme système prévoyant la pression de fonctionnement la plus élevée, dans la conduite d'air principale, il faut considérer par exemple le système des chemins de fer GUS, et comme système prévoyant la pression la plus basse, le système UIC. Suivant le système, c'est soit la barre de traction de charge 21 qui est fixée aux leviers compensateurs horizontaux 8, 9, au niveau des points d'articulation E et F, soit la barre de traction de charge 22, au niveau des points d'articulation G et H, à l'aide d'axes d'articulation aptes à être déplacés, dessinés sous la forme d'un point noir. Les oeillets d'articulation des barres de traction de charge correspondantes qui ne sont pas en prise sont représentés par des cercles blancs Ils sont aptes à être déplacés librement sur les leviers compensateurs 8, 9 par rapport aux points d'articulation E et F ou G et H, comme le montre par exemple la figure 3. Il est avantageux de relier les barres de traction de charge 21 et 22 par des liaisons transversales 23, de sorte qu'elles sont conçues comme une unité de construction 24 qui s'étend dans le plan horizontal entre les leviers compensateurs et qui est guidée à cet endroit en étant soutenue ou d'une autre manière appropriée sans que la mobilité soit gênée. Les deux barres de traction de frein principales 7 sont reliées par une barre de pression 10 dont l'étrier de commande est mobile sur une partie de la barre 7 La barre 7 comporte par ailleurs un vérin de timonerie de frein 4 Aux deux extrémités libres des barres 7 se trouvent des éléments coulissants 5 qui sont réglables en longueur et en hauteur sur la barre de traction de frein principale et aptes à être bloqués pour pouvoir être reliés aux éléments de transmission de l'installation de freinage prévue dans les bogies, pour une position différente des points d'articulation. La partie pneumatique représentée sur la figure 1 comporte une conduite d'air principale 40 qui est pourvue, à ses extrémités, de robinets d'arrêt et d'éléments de liaison avec les wagons voisins A la conduite d'air principale 40 est raccordée une soupape de commande 41 d'un modèle courant pour les systèmes UIC A cette soupape est associé un réservoir d'air auxiliaire 42 La liaison entre la conduite d'air principale 40 et la soupape de commande 41 peut être interrompue par un robinet d'arrêt dont seul le levier d'actionnement 43 est représenté Par l'intermédiaire du levier d'actionnement 44, un changement de charge peut être réglé au niveau de la soupape de commande 41 pour un comportement de freinage différent avec un wagon vide et chargé Un autre levier d'actionnement 59 permet le réglage pour le type de freinage d'un train de marchandises ou d'un train de voyageurs, au niveau de la soupape de commande 41. A partir de la conduite d'air principale 40 bifurque une autre conduite passant par un robinet d'arrêt 53 et menant à une autre soupape de commande 51 qui est courante et autorisée pour le système GUS, par exemple Un réservoir d'air auxiliaire 52 est associé, là aussi, à la soupape de commande 51 Le changement de charge peut aussi être modifié par voie pneumatique à l'aide d'un actionnement 54, au niveau de la soupape de commande 51 Par l'intermédiaire d'un actionnement 57, le type de freinage est réglé au niveau de la soupape de commande 51, par exemple pour plaine et montagne, dans le système GUS. A partir des soupapes de commande 41 et 51, des conduites d'air de frein 45 et 55 mènent à un robinet à trois voies 50 qui peut être manoeuvré par un actionnement 49 et relie ainsi le cylindre de frein 1 soit à la soupape de commande 41, soit à la soupape de commande 51 Le robinet à trois voies 50 ou un autre dispositif de soupape ayant cette fonction doit être protégé pour qu'une manoeuvre non intentionnelle et non autorisée ne puisse pas avoir lieu, par exemple pour que la manoeuvre pour passer d'un système de freinage à l'autre ne soit possible que dans le cas d'un changement de bogie. Les figures 2 et 3 montrent des timoneries de frein centrales dans plusieurs positions, avec lesquelles le changement de charge pour des systèmes UIC ou des systèmes analogues peut être réalisé mécaniquement à l'aide d'un actionnement 60 Dans ce cas sont prévues, pour le système UIC, des barres de traction 32 et 33, et pour l'adaptation au système GUS est prévue une barre de traction de charge supplémentaire 31 Là aussi, les barres de traction de charge 31 et 32 sont reliées par des liaisons transversales 34 pour former une unité de construction 35. Lors du fonctionnement avec le système GUS, représenté sur la figure 4, la barre de traction de charge 31 est reliée aux leviers compensateurs 8 et 9 par des axes mis en place au niveau des points d'articulation E et F Les axes d'articulation prévus au niveau des points d'articulation G et H sont enlevés, dans ce cas, c'est-à-dire qu'il y a un changement d'axes entre les points GH/EF Ce changement d'axes peut aussi se faire, à titre de variante, entre les points GM/EF. La figure 2 montre la timonerie de frein centrale au niveau de charge "vide" du système réglable mécaniquement tel que le système UIC, en position desserrée Au niveau du point d'articulation H est disposé, autour de l'axe d'articulation situé dans un trou oblong prévu à une extrémité de la barre de traction 32, une patte 36 sur laquelle se trouve un rebord 37 qui peut heurter une butée 38 Un faible jeu 39 entre le rebord et la butée est indiqué pour que le jeu total dans la timonerie de frein puisse être surmonté rapidement lors de l'amorce du freinage La patte 36 et la butée 38 se trouvent dans un carter de changement de charge non représenté Pour le passage au niveau de charge "chargé", la patte 36 est décliquetée dans le sens de la flèche indiquée. Sur la figure 2, par ailleurs, les oeillets d'articulation E et F ne sont pas fixés aux leviers compensateurs 8 et 9, c'est-à-dire que cette représentation correspond au fonctionnement avec le système de freinage UIC ou à un système analogue à changement de charge mécanique. La figure 3 montre la position de frein correspondant à la représentation de la figure 2 Cette figure, qui n'est pas à l'échelle, montre que des perçages E' et F' prévus pour recevoir les axes sur la barre de traction 31 prennent une position différenciée par rapport aux perçages E, F prévus sur les leviers compensateurs horizontaux 8 et 9. La disposition des points d'articulation F-E, G-H et M-N sur les leviers compensateurs horizontaux peut être calculée pour chaque système ferroviaire en fonction des rapports de leviers prévus en tout et de la transmission de force nécessaire. La présente invention crée, grâce à l'utilisation d'éléments moins nombreux mais en principe courants, un système de freinage qui peut être mis en oeuvre avec des systèmes de fonctionnement différents de chemins de fer différents moyennant relativement peu de modifications. il REVENDICATIONS 1 Dispositif de freinage pour des wagons de marchandises utilisant une soupape de commande, un réservoir d'air auxiliaire, un cylindre de frein, une timonerie de frein centrale formée de barres de traction et de leviers compensateurs horizontaux, des barres de traction de frein principales pourvues de régleurs de timonerie, des dispositifs pour le changement de charge et d'autres commandes du frein au niveau du châssis du wagon de marchandises, caractérisé en ce que, pour une adaptation alternative à deux systèmes de fonctionnement différents, des soupapes de commande ( 41, 51) pourvues de réservoirs d'air auxiliaires ( 42, 52) sont associées à la partie pneumatique des dispositifs de frein, en ce que les soupapes de commande ( 41, 51) des deux dispositifs de freinage, qui sont aptes à être bloquées par rapport à la conduite d'air principale, et les réservoirs d'air auxiliaires ( 42, 52) qui leur sont associés sont aptes à être reliés alternativement au cylindre de frein ( 1) à la manière d'un robinet à trois voies ( 50), en ce qu'une barre de traction supplémentaire ( 21, 31) est disposée entre les leviers compensateurs horizontaux ( 8, 9), dans la partie mécanique, en vue du changement de système de freinage, de sorte que des barres de traction ( 21, 22, 31, 32, 33) peuvent être installées au niveau de points d'articulation alternatifs (E, F ou G, H, M, N) des leviers compensateurs ( 8, 9) en vue de l'adaptation des transmissions de force et des rapports des leviers au système de freinage correspondant, et en ce que l'articulation de la barre de traction de frein principale à des points de déclenchement, situés à des longueurs et à des hauteurs différentes, des dispositifs de freinage des bogies pour le système de freinage correspondant est réalisée au niveau des deux parties des barres de traction de frein principales ( 7) à l'aide d'un élément coulissant ( 5). 2 Dispositif de freinage selon la revendication 1 à changement de charge pneumatique, caractérisé par des points d'articulation (E, F) prévus au niveau des leviers compensateurs horizontaux ( 8, 9), près du cylindre de frein ( 1), par une barre de traction de charge ( 21) apte à être insérée entre ces deux points, pour le système de freinage des chemins de fer GUS ou autres, et par d'autres points d'articulation (G H) prévus pour une barre de traction de charge ( 22), à une plus grande distance du cylindre de frein ( 1), étant précisé qu'à chaque fois, une seule des barres de traction de charge ( 21, 22) est en prise. 3 Dispositif de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les barres de traction ( 21, 22) forment, grâce à des liaison transversales ( 23), une unité de construction ( 24) qui est mobile et qui est guidée dans le plan horizontal entre les leviers compensateurs ( 8, 9). 4 Dispositif de freinage selon la revendication 1 pour un changement de charge mécanique dans le cas du système de freinage UIC ou un système analogue et pour un changement de charge pneumatique dans le cas du système de freinage des chemins de fer GUS, caractérisé en ce que pour le fonctionnement avec le système de freinage UIC, une première barre de traction ( 32) est prévue et apte à être actionnée au niveau de points d'articulation (G, H) pour l'état non chargé, et une seconde barre de traction ( 33) est prévue et apte à être actionnée au niveau de points d'articulation (M, N), à une plus grande distance du cylindre de frein ( 1), pour l'état chargé, tandis que pour le fonctionnement avec le système des chemins de fer GUS, il est prévu une barre de traction supplémentaire ( 31) au niveau de points d'articulation (E', F'), près du cylindre de frein ( 1), et en ce que la barre de traction ( 31) et la barre de traction ( 32) forment une unité de construction ( 35) qui est mobile et qui est guidée dans le plan horizontal entre les leviers compensateurs ( 8, 9), étant précisé qu'à chaque fois, une seule des barres de traction ( 31, 32) est reliée de façon fixe aux leviers compensateurs horizontaux ( 8, 9) à l'aide d'axes. Dispositif de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'unité de construction ( 35) entre les barres de traction ( 31, 32) est créée à l'aide de liaisons transversales ( 34). 6 Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la liaison de barres de traction à utiliser pour le dispositif de freinage correspondant peut être réalisée grâce au déplacement d'axes d'articulation entre les points d'articulation (E, F et G, H ou E, F et G, M). 7 Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu, aux extrémités extérieures des barres de traction de frein principales ( 7) qui partent des points d'articulation (C, D) des leviers compensateurs ( 8, 9), des éléments coulissants ( 5) pour les éléments intermédiaires fixes réglables en longueur et en hauteur, auxquels les dispositifs de freinage de configurations différentes des bogies peuvent être articulés. 8 Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre ( 49) prévu pour le robinet à trois voies ( 50) en vue du changement de système de freinage et/ou le robinet à trois voies ( 50) lui-même sont verrouillables mécaniquement de façon protégée dans la position choisie, et les robinets d'arrêt de frein ( 44, 53) des soupapes de commande ( 41, 51) sont également verrouillables dans la position déconnectée.