Brevet FR2782303A1 — publié le 20000218

L'invention concerne une unité de frein à sabot pour véhicules sur rails. Une unité de frein à sabot comporte un boîtier qui peut être monté sur un bogie du véhicule sur rail, notamment pour recevoir un cylindre de frein et un dispositif d'actionnement, et des pattes de suspension qui sont déplaçcables transversalement par rapport à la direction d'actionnement et de freinage et sur une extrémité desquelles est accroché un dispositif de retenue du sabot de frein, le boîtier et les extrémités, situées à l'opposé du dispositif de retenue du sabot de frein, des pattes de suspension étant reliés entre eux par l'intermédiaire d'au moins un élément de ressort, qui possède des moments résistants différents dans ses deux directions de débattement élastique. D'après EP 0 665 154 B 1 on connait une unité de frein à sabot, qui est associée à une roue d'un véhicule sur rails qui comporte un boudin et fait partie d'un ensemble de roues disposé, de manière à être déplaçable transversalement, dans le châssis du véhicule ou d'un bogie. Le dispositif de fixation de suspension associé à l'unité de frein à sabot est conçu de telle sorte qu'il peut suivre d'éventuels déplacements latéraux des roues avec l'unité de frein à sabot. A cet effet, le dispositif de suspension comprend deux pattes de suspension déplaçables latéralement selon un mouvement oscillant et des organes supérieur et inférieur de compression ou de traction, qui servent à réaliser un soutien dans la direction longitudinale du châssis. Les deux pattes de suspension s'étendent des deux côtés de l'unité de frein à sabot jusqu'à l'extrémité inférieure de cette unité et sont reliées à cette dernière conjointement avec les organes inférieurs de compression ou de traction. L'extrémité supérieure de l'unité de frein à sabot est en outre reliée au moins à l'un des organes supérieurs de compression ou de traction. D'après EP 0 147 880 il est connu de réaliser les pattes de suspension portant le dispositif de retenue du sabot de frein, sous la forme d'un paquet de ressorts à lames, les ressorts à lames étant précontraints dans une direction de manière à compenser l'obliquité du cône du profil de roue devant être freiné. D'après EP 0 665 152 B1 il est connu de suspendre, de manière qu'il puisse exécuter un déplacement transversal, le dispositif de retenue du sabot de frein sur le boîtier de l'unité de frein à sabot à l'aide de deux ressorts à lames disposés des deux côtés du dispositif de retenue du sabot de frein et de relier les deux ressorts à lames, respectivement au niveau de leur extrémité inférieure à l'aide d'un palier fixe ainsi qu'entre l'extrémité inférieure et l'extrémité supérieure, à l'aide d'un palier libre, au boîtier. Le dispositif de retenue du sabot de frein est en outre suspendu aux extrémités supérieures des ressorts à lamine à l'aide d'une patte rigide de suspension. Cet agencement s'est affirmé en soi. Mais avec la connaissance de l'invention, le fait que les éléments de ressort peuvent exercer, pendant le processus de freinage, lors du fléchissement latéral, par roulement sur le boudin, un couple indésirable de rappel ou d'avance au sabot de frein (essentiellement en raison de la force circonférentielle agissant sur les éléments de ressort), est susceptible de perfectionnements. L'invention a pour but d'éviter ceci d'une manière simple du point de vue construction et de garantir une bonne mobilité transversale dans le cas de faibles forces de rappel, qui dans une large mesure sont indépendantes de la direction de déplacement. Ceci est obtenu selon l'invention grâce au fait que le ou les éléments de ressort sont orientés sensiblement parallèlement, c'est-à-dire en faisant un angle de 0 à 30 , par rapport à la direction de force d'actionnement et de freinage entre les extrémités, tournées à l'opposé du dispositif de retenue du 2 0 sabot de frein, des pattes de suspension et le boîtier de telle sorte que des forces périphériques, qui apparaissent lors de freinages, sont supportées dans le sens du moment résistant supérieur de l'élément de ressort. Par rapport à l'état de la technique, l'invention fournit par conséquent l'avantage particulier consistant en ce que la force circonférentielle, appliquée par l'intermédiaire du sabot de frein, est supportée en majeure partie au moyen du moment résistant supérieur du paquet de ressorts de sorte que la force de freinage ne provoque aucune déviation ou bien provoque une faible déviation de l'élément de ressort. Il s'ensuit que les forces de rappel de l'élément de ressort peuvent être 3 0 réduites, ce qui réduit à nouveau les forces agissant sur le boudin et permet des déviations plus importantes de l'élément de sabot de frein en direction de l'axe de roue, sans que la dépense de construction du dispositif de suspension soit accrue par rapport à l'état de la technique. On obtient une variante peu compliquée du point de vue construction de l'invention lorsque l'élément de ressort est relié, au niveau de l'une de ses deux extrémités, au boîtier au moyen d'un palier fixe et que le dispositif de retenue du sabot de frein est accroché, par l'intermédiaire des pattes rigides de suspension, à l'autre extrémité de l'élément de ressort. De préférence, on prévoit en outre deux éléments de ressort, dont les extrémités supérieures sont reliées entre elles de façon simple par un goujon transversal, sur lequel la ou les pattes de suspension sont tourillonnées de manière à pouvoir osciller ou avoir un mouvement pendulaire et qui est supporté d'une manière articulée dans les deux extrémités, qui sont situées à l'opposé du boîtier, des éléments de ressort. Une possibilité bon marché pour réaliser l'élément de ressort consiste à utiliser un ressort à lames laminé, notamment de telle sorte que l'épaisseur de paroi du ressort à lame est adaptée à la variation de tension qui apparaît lors de freinages. On peut également imaginer de réaliser au moins un élément de ressort sous la forme d'un paquet de ressorts. D'autres variantes de réalisation avantageuses de l'invention se caractérisent par le fait qu'au moins un élément de ressort est un ressort à lame et que le (ou les) ressort(s) à lames possède(nt), au niveau de son (leur) point d'ancrage, sur les petits côtés, des parties plates au niveau desquelles le(s) ressort(s) peut (peuvent) être monté(s) selon une liaison par 2 0 formes complémentaires. Facultativement on peut également imaginer une denture prévue dans la partie d'extrémité de l'élément de ressort. Il est en outre approprié de monter les ressorts à lames à l'état précontrainte, la précontrainte étant obtenue de préférence au moyen d'une butée solidaire du boîtier. La butée garantit en outre d'une manière peu compliquée, que le sabot de frein ne peut pas circuler sur le boudin de la roue. Selon d'autres variantes de réalisation de l'invention, - l'élément de ressort est suspendu en faisant un angle de 15 par rapport à la direction de la force de freinage, - la fixation des ressorts à lames s'effectue à l'aide d'au moins une vis ou à l'aide d'éléments de serrage, - le ou les ressorts à lames comportent un oeillet moleté, - l'oeillet est fendu, et/ou - une articulation est disposée sur le ressort à lame. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation de l'invention, donnée ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un exemple de réalisation de l'invention; - la figure 2 représente une vue en plan de l'exemple de réalisation de la figure 1; et - la figure 3 représente une vue de face de l'exemple de réalisation de la figure 1. La description qui va suivre concerne un exemple de réalisation situé dans une orientation usuelle, de sorte que les expressions telles que "au-dessus", "au-dessous", "à droite" et "à gauche" ne doivent pas être considérées comme limitatives. La figure 1 représente une unité de frein à sabot 1, qui est conçue de manière à être associée à une roue d'un véhicule sur rails (voir la figure 2), qui roule sur un rail, possède un boudin et fait partie d'un ensemble de roues, qui est disposé de manière à être déplaçable transversalement dans un châssis de véhicule ou un châssis de bogie (non représenté ici de façon détaillée). La roue peut par conséquent se déplacer latéralement par rapport 2 0 au châssis, c'est-à-dire perpendiculairement au plan du dessin de la figure 1. Dans une certaine mesure, on se reportera aux figures du document EP 0 665 154 B1 déjà mentionné. L'unité de frein à sabot 1 agit sur la roue lors de freinages, par l'intermédiaire d'un dispositif 2 de retenue de sabots de frein, qui peut être équipé de sabots de frein 2', et est actionnée par l'intermédiaire d'un cylindre de frein, d'un mécanisme de démultiplication et d'un régulateur de course de déplacement (non représentés de façon détaillée) qui sont rassemblés dans un boîtier 3. A cet effet, on se reportera pour de plus amples explications au document allemand DE 41 17 632. Le boîtier 3 est fixé à l'aide de goujons B 3 0 sur le bogie D du véhicule sur rail (voir la figure 2). Le dispositif de suspension 4 comporte deux ressorts à lames 5, 6, qui sont fixés fermement, respectivement au niveau d'une de leurs extrémités, sur un appendice saillant supérieur 7 du boîtier 3, au niveau de paliers Fa, Fi, les ressorts à lames s'étendant sensiblement dans la direction de la force de freinage Fb (ici sous un angle qui est égal à environ 15 par rapport à la force de freinage principale) et sont disposés "de chant", c'est-à- dire ici parallèlement au plan de la roue ou au plan du dessin. Les ressorts à lames s'étendent depuis les paliers Fa, Fi en direction d'articulations Ga, Gi d'un goujon transversal 8, sur lequel est monté de manière à pouvoir pivoter une patte de suspension 9 sur laquelle est monté, de sa part, le dispositif 2 de retenue du sabot de frein, tandis que les ressorts à lames 5, 6 sont fixés fermement au niveau de leur extrémité tournée vers le boîtier 3, et, au niveau de leurs autres extrémités, sont déplaçables perpendiculairement au plan du dessin et au plan de la roue. La fixation des ressorts à lames 5, 6 s'effectue sur les extrémités tournées vers la patte de suspension, à l'aide de boulons 10, qui traversent un oeillet moleté 11, qui est fixé sur l'extrémité des ressorts à lames 5, 6, et traverse des perçages du goujon transversal 8. L'oeillet 11 est fendu (sections 1 la, 1 lb) de telle sorte que le boulon 8 peut être guidé latéralement dans la fente, et le ressort à lame comporte, sur l'extrémité tournée vers le boîtier 3, quatre perçages et est fixé au boîtier 3 à l'aide de vis 12. La butée en forme d'étrier 13, qui est solidaire du boîtier et est tournée vers l'extrémité, située à l'opposé du dispositif de 2 de retenue du sabot de frein, comportant le sabot de frein 2', du boîtier 3 est guidée parallèlement au ressort à lame 6 et est coudée légèrement en avant du goujon transversal 8 en direction du ressort à lame et est en appui contre le ressort à lame 5, garantit de façon simple une précontrainte du ressort à lame 5, 6. En outre la butée 12 garantit, d'une manière peu compliquée, que le sabot de frein 2' ne peut pas se dégager du boudin de la roue 14 (voir la figure 2, représentation par une ligne formée de tirets de la roue déviée 14', ainsi que, à titre de complément, la vue de face avant de la figure 3). LISTE DES REFERENCES 1 Unité de frein à sabot 2 Dispositif de retenue du sabot de frein 2' Sabot de frein 3 Boîtier 4 Dispositif de suspension Ressort à lame 6 Ressort à lame 7 Appendice saillant 8 Goujon transversal 9 Patte de suspension Boulon 11 Oeillet 12 Vis 13 Butée 14 Roue B Goujon D Section de bogie REVENDICATIONS 1. Unité de frein à sabot (1) pour véhicules sur rails, comportant a) un boîtier (3) qui peut être monté sur un bogie du véhicule sur rail, notamment pour recevoir un cylindre de frein et un dispositif d'actionnement, et b) des pattes de suspension (9) qui sont déplaçables transversalement par rapport à la direction d'actionnement et de freinage et sur une extrémité desquelles est accroché un dispositif (2) de retenue du sabot de frein, c) le boîtier (3) et les extrémités, situées à l'opposé du dispositif de retenue du sabot de frein, des pattes de suspension (9) étant reliés entre eux par l'intermédiaire d'au moins un élément de ressort (5, 6), qui possède des moments résistants différents dans ses deux directions de débattement élastique, caractérisée en ce que d) le ou les éléments de ressort (5, 6) sont orientés sensiblement parallèlement, c'est-à-dire en faisant un angle de 0 à 300, par rapport à la direction de force d'actionnement et de freinage (FB) entre les 2 0 extrémités, tournées à l'opposé du dispositif de retenue du sabot de frein, des pattes de suspension (9) et le boîtier (3) de telle sorte que des forces périphériques, qui apparaissent lors de freinages, sont supportées dans le sens du moment résistant supérieur de l'élément de ressort. 2. Unité de frein à sabot (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de ressort (5, 6) est relié, au niveau de l'une de ses deux extrémités, au boîtier (3) au moyen d'un palier fixe (Fa, Fi) et que le dispositif (2) de retenue du sabot de frein est accroché, par l'intermédiaire des pattes rigides de suspension (9), à l'autre extrémité de l'élément de ressort (5, 6). 3. Unité de frein à sabot (1) selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément de ressort (5, 6) est suspendu en faisant un angle de 15 par rapport à la direction de la force de freinage (FB). 4. Unité de frein à sabot (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les extrémités supérieures de deux des éléments de frein (5, 6) sont reliées entre elles par un goujon transversal (8), sur lequel les pattes de suspension (9) sont montées de manière à pouvoir osciller. 5. Unité de frein à sabot (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins un élément de ressort est un ressort à lame (5, 6). 6. Unité de frein à sabot (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les ressorts à lames (5, 6) sont des ressorts à lames laminés. 7. Unité de frein à sabot (1) selon l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que l'épaisseur de paroi des ressorts à lames (5, 6) est adaptée à la variation de contrainte qui apparaît lors de freinages. 8. Unité de frein à sabot (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le ou les éléments de ressort (5, 6) sont agencés chacun sous la forme d'un paquet de ressorts. 9. Unité de frein à sabot (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le ou les ressorts à lames (5, 6) possèdent, au niveau de leur point d'ancrage, sur les petits côtés, des parties plates, au niveau desquelles ils peuvent être montés selon une liaison par formes complémentaires. 10. Unité de frein à sabot (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'il comporte une denture prévue dans la partie d'extrémité de l'élément de ressort (5, 6). 11. Unité de frein à sabot (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la fixation des ressorts à lames (5, 6) s'effectue à l'aide d'au moins une vis ou à l'aide d'éléments de serrage. 12. Unité de frein à sabot (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le (ou les) ressorts à lames (5, 6) comporte(nt) un oeillet moleté. 13. Unité de frein à sabot (1) selon l'une quelconque de revendications 1 à 12, caractérisée en ce que l'oeillet est fendu. 14. Unité de frein à sabot (1) selon l'une quelconque de revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'une articulation est disposée sur le ressort à lame (5, 6). 15. Unité de frein à sabot (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que les ressorts à lames (5, 6) sont montés à l'état précontraint, la précontrainte étant obtenue de préférence au 2 0 moyen d'une butée solidaire du boîtier.