Brevet FR3132071A1 — publié le 20230728

L’invention concerne un système de freinage ferroviaire (1) comportant un cylindre (2) configuré pour agir sur une roue (7) par l’intermédiaire d’un porte-sabot (3) et pour qu’en configuration de frein de parking, un effort de freinage appliqué sur la roue est directement fonction d’un effort de freinage appliqué en configuration de frein de service ou d’urgence, une biellette de transmission d’effort (9) assujettie mécaniquement au cylindre de frein et au porte-sabot, un dispositif élastique (20) configuré pour être sollicité par le cylindre et agissant directement sur le porte-sabot, et un mécanisme d’interface (4) interposé entre le cylindre et le dispositif élastique, le système étant configuré pour permettre au porte-sabot de se déplacer par l’intermédiaire de la biellette selon une direction horizontale et/ou verticale et aussi par l’intermédiaire du mécanisme d’interface au moins verticalement en translation et/ou en pivotement, pour suivre le mouvement de la roue. (Figure 1) Système de freinage ferroviaire pour véhicule ferroviaire, à freins à au moins un sabot, et véhicule ferroviaire pourvu d’un tel système Domaine technique de l’invention L’invention concerne le domaine du freinage des véhicules ferroviaires. Elle concerne plus particulièrement un système de freinage ferroviaire à freins à au moins un sabot. L’invention concerne également un véhicule ferroviaire à freins à au moins un sabot comportant un tel système freinage. Etat de la technique La demande de brevet EP 2 826 684 décrit un système de freinage ferroviaire dans lequel l’effort de freinage appliqué en configuration de frein de parking est directement fonction de l’effort de freinage appliqué en configuration de frein de service ou de frein d’urgence. En effet, le système comporte un piston de freinage qui est immobilisé en position de freinage de service ou d’urgence par un dispositif de blocage d’un frein de parking. Cela signifie que le piston de freinage peut être immobilisé dans n’importe quelle position, laquelle position est liée à la course que ce piston a parcourue et cette course dépend de l’effort appliqué lors de la phase de freinage de service ou d’urgence. Dans le document EP 2 826 684, il s’agit d’un système à freins à garnitures et timonerie de freinage pourvue de leviers par exemple sensiblement déformable. En d’autres termes, le terme immobiliser signifie que l’effort appliqué par le piston de freinage sur la timonerie de freinage dans la configuration de travail du frein de parking ne diminue pas, ou presque pas. Il peut y avoir une certaine perte liée au recul du piston de freinage, en particulier au léger déplacement du piston par rapport au dispositif de blocage, au moment où la chambre de pression de frein de service est vidangée. Cette perte est maîtrisée et se définit par une très légère diminution de l’effort appliqué sur les leviers de la timonerie de freinage. Dans le document EP 2 826 684, le système s’affranchit notamment des ressorts des systèmes de freinage connus décrits par exemple dans la demande de brevet EP 2 154 040 et qui permettent d’appliquer l’effort de frein de parking sur la timonerie de freinage par l’intermédiaire du piston du cylindre de frein de service. Il existe en outre des véhicules ferroviaires dits à freins à au moins un sabot, ou à au moins une semelle, ces deux termes étant dans le présent mémoire utilisés indifféremment, qui sont généralement équipés de systèmes de freinage à cylindres de frein de service et/ou de parking, comportant un corps, un piston mobile par rapport au corps sous l’effet d’un fluide sous pression, le déplacement de ce piston actionnant un porte-sabot, ou porte-semelle, sur lequel est assujetti mécaniquement au moins le sabot, ou la semelle, et entraînant une action de freinage telle que le serrage du sabot, ou de la semelle, sur une roue du véhicule. Un tel système de freinage est monté sur le véhicule ferroviaire, pour être en contact avec une ou plusieurs roues. En particulier, il peut être assujetti mécaniquement sur un bogie, ou bien sur un essieu fixé au bogie, ou encore sur un autre dispositif du type moteur d’entraînement ou boîte de vitesses montés aussi sur le bogie. En outre, un tel système de freinage, pour frein à sabots, est pourvu de biellettes de transmission assujetti mécaniquement d’une part, au porte-sabot et d’autre part au corps du système de freinage. Il est bien connu que les véhicules ferroviaires sont notamment pourvus de systèmes de suspensions qui engendrent de manière inhérente des mouvements entre les roues et le reste du véhicule, dont les systèmes de freinage. Par conséquent, du fait des mouvements de la roue, de la fixation du système sur le support du véhicule, des biellettes de transmission, et aussi de l’usure aussi bien de la roue que des sabots, ces derniers peuvent se trouver dans différentes positions par rapport à la roue lorsqu’un effort de freinage est appliqué. Au surplus, un tel système de freinage, pour frein à sabots, ne dispose pas d’une timonerie avec par exemple avec des leviers déformables, de sorte que l’effort de freinage réellement appliqué sur la roue peut ne pas être le même en fonction de la position des sabots vis-à-vis de la roue. Ceci est encore plus vrai dans le cas d’une application de frein de parking telle que celle décrite notamment dans le EP 2 826 684, notamment au moment où la chambre de pression de frein de service est vidangée. En d’autres termes, la perte au recul peut ne pas être négligeable. L’invention concerne un système de freinage ferroviaire à freins à au moins un sabot, dans lequel l’effort de freinage appliqué en configuration de frein de parking est directement fonction de l’effort de freinage appliqué en configuration de frein de service ou d’urgence, et qui soit simple, commode et économique tout en étant particulièrement fiable dans l’application de l’effort de freinage, autant en configuration de frein de service ou d’urgence que de frein de parking. L’invention a ainsi pour objet, sous un premier aspect, un système de freinage ferroviaire pour un véhicule ferroviaire à freins à au moins un sabot, comportant un porte-sabot configuré pour porter ledit au moins un sabot, un cylindre de frein configuré pour agir sur au moins une roue du véhicule ferroviaire par l’intermédiaire du porte-sabot, et au moins une biellette de transmission d’effort assujettie mécaniquement d’une part au cylindre de frein et d’autre part au porte-sabot, avec le système de freinage qui est configuré pour permettre au porte-sabot, par l’intermédiaire de l’au moins une biellette de transmission d’effort, de se déplacer selon une direction horizontale et/ou selon une direction verticale pour suivre la position de la roue à freiner du véhicule ferroviaire ; caractérisé en ce que le cylindre de frein est configuré pour qu’en configuration de frein de parking, un effort de freinage appliqué sur la roue du véhicule est directement fonction d’un effort de freinage appliqué en configuration de frein de service ou d’urgence, et en ce que le système de freinage ferroviaire comporte un dispositif élastique configuré pour être sollicité par le cylindre de frein et agissant directement sur le porte-sabot, ainsi qu’un mécanisme d’interface interposé entre le cylindre de frein et le dispositif élastique et configuré pour permettre aussi un mouvement du porte-sabot, au moins verticalement en translation et/ou en pivotement, pour suivre le mouvement de la roue à freiner du véhicule ferroviaire. Le système de freinage ferroviaire selon l’invention offre ainsi la possibilité d’utiliser un appareil qui s’affranchit notamment des ressorts des systèmes de freinage connus décrits par exemple dans la demande de brevet EP 2 154 040, sur des véhicules équipés de freins à sabots, tout en étant particulièrement fiable et précis dans l’application de l’effort de freinage. En d’autres termes, grâce au système de freinage selon l’invention, l’effort de freinage appliqué par les sabots du système sur la roue du véhicule ferroviaire est normalement sensiblement homogène quel que soit la position du porte-sabot par rapport à la roue et plus généralement quel que soit la position de la roue par rapport au système. Des caractéristiques préférées, simples, commodes et économiques du système de freinage ferroviaire selon l’invention sont présentées ci-après. Le cylindre de frein comporte un corps et une tige d’actionnement mobile par rapport au corps et qui est assujettie mécaniquement par une extrémité libre au mécanisme d’interface. Le mécanisme d’interface comporte un dispositif de verrouillage/déverrouillage en position de la tige d’actionnement du cylindre de frein. Le mécanisme d’interface comporte un organe principal duquel saillent latéralement une ou plusieurs pièces pivot et duquel saille frontalement en direction du porte-sabot une liaison glissière. Le mécanisme d’interface comporte un ou plusieurs cavaliers de liaison montés mobile en rotation autour de la ou des pièces pivot, et une ou plusieurs pièces glissière montées mobiles en translation horizontale et/ou verticale entre le ou les cavaliers de liaison et le dispositif élastique. Le ou les cavaliers de liaison permettent d’assurer le pivotement du porte-sabot par rapport au cylindre de frein. La ou les pièces glissière permettent de faciliter le déplacement axial vertical et/ou horizontal du porte-sabot par rapport au cylindre de frein. La ou les pièces glissière présentent une forme en C, ayant une grande branche configurée pour venir en appui contre le dispositif élastique, et deux petites branches s’étendant de part et d’autre de la grande branche et formant un espace de réception du ou des cavaliers de liaison. Le mécanisme d’interface comporte au moins un dispositif formant butée de coulissement axial pour la pièce glissière. Le dispositif élastique et le mécanisme d’interface sont logés dans une chambre ménagée dans le porte-sabot, à l’opposé d’une face de montage d’un ou plusieurs sabots. Le porte-sabot est pourvu d’un ou plusieurs capots de fermeture de la chambre. Le dispositif élastique comporte une pluralité de lames élastiques disposées verticalement les unes contre les autres. Le cylindre de frein comporte un mécanisme d’actionnement alimenté pneumatiquement et/ou électriquement. L’invention a aussi pour objet, sous un deuxième aspect, un véhicule ferroviaire à frein à sabots, comportant au moins un système de freinage ferroviaire tel que décrit ci-dessus et qui est configuré pour agir sur au moins une roue du véhicule. Brève description des figures On va maintenant poursuivre l’exposé de l’invention par la description d’exemples de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. La illustre schématiquement et de manière cinématique un système de freinage ferroviaire selon l’invention agissant sur une roue d’un véhicule ferroviaire à frein à sabots comportant ce système. La est une vue en perspective, prise de côté, d’un exemple de réalisation du système de freinage ferroviaire de la . La est une vue partielle en perspective du système de freinage ferroviaire de la . La illustre en perspective éclatée un porte-sabot et un mécanisme d’interface du système de freinage ferroviaire visible sur la . La est une vue similaire à celle de la , selon un angle de vue différent. La est une vue similaire à celle de la mais écorchée de sorte à visualiser partiellement notamment le mécanisme d’interface logé dans le porte-sabot. La est une vue en coupe partielle du système de freinage ferroviaire visible sur la , dans une première configuration de freinage. La est une similaire à celle de la , dans une deuxième configuration de freinage. La est une vue en coupe partielle du système de freinage ferroviaire visible sur la , dans une position où le porte-sabot est pivoté vers le bas. La est une similaire à celle de la , dans une configuration où le porte-sabot est pivoté vers le haut. La est une vue en coupe partielle du système de freinage ferroviaire visible sur la , dans une première position d’usure du porte-sabot. La est une similaire à celle de la , dans une deuxième position d’usure du porte-sabot. Système de freinage ferroviaire pour un véhicule ferroviaire à freins à au moins un sabot (6), comportant un porte-sabot (3) configuré pour porter ledit au moins un sabot, un cylindre de frein (2) configuré pour agir sur au moins une roue (7) du véhicule ferroviaire par l’intermédiaire du porte-sabot, et au moins une biellette de transmission d’effort (9) assujettie mécaniquement d’une part au cylindre de frein et d’autre part au porte-sabot, avec le système de freinage ferroviaire (1) qui est configuré pour permettre au porte-sabot, par l’intermédiaire de l’au moins une biellette de transmission d’effort, de se déplacer selon une direction horizontale et/ou selon une direction verticale pour suivre la position de la roue à freiner du véhicule ferroviaire ; caractérisé en ce que le cylindre de frein est configuré pour qu’en configuration de frein de parking, un effort de freinage appliqué sur la roue du véhicule ferroviaire est directement fonction d’un effort de freinage appliqué en configuration de frein de service ou d’urgence, et en ce que le système de freinage ferroviaire comporte un dispositif élastique (20) configuré pour être sollicité par le cylindre de frein et agissant directement sur le porte-sabot, ainsi qu’un mécanisme d’interface (4) interposé entre le cylindre de frein et le dispositif élastique et configuré pour permettre aussi un mouvement du porte-sabot, au moins verticalement en translation et/ou en pivotement, pour suivre le mouvement de la roue à freiner du véhicule ferroviaire. Système de freinage ferroviaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre de frein (2) comporte un corps (10) et une tige d’actionnement (12) mobile par rapport au corps et qui est assujettie mécaniquement par une extrémité libre au mécanisme d’interface (4). Système de freinage ferroviaire selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mécanisme d’interface (4) comporte un dispositif de verrouillage/déverrouillage (14) en position de la tige d’actionnement (12) du cylindre de frein (2). Système de freinage ferroviaire selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mécanisme d’interface (4) comporte un organe principal (32) duquel saillent latéralement une ou plusieurs pièces pivot (35) et duquel saille frontalement en direction du porte-sabot (3) une liaison glissière (36). Système de freinage ferroviaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mécanisme d’interface (4) comporte un ou plusieurs cavaliers de liaison (38) montés mobile en rotation autour de la ou des pièces pivot (35), et une ou plusieurs pièces glissière (42) montées mobiles en translation horizontale et/ou verticale entre le ou les cavaliers de liaison et le dispositif élastique (20). Système de freinage ferroviaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que la ou les pièces glissière (42) présentent une forme en C, ayant une grande branche (43) configurée pour venir en appui contre le dispositif élastique (20), et deux petites branches (44) s’étendant de part et d’autre de la grande branche et formant un espace de réception du ou des cavaliers de liaison (38). Système de freinage ferroviaire selon l’une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le mécanisme d’interface (4) comporte au moins un dispositif formant butée de coulissement axial pour la pièce glissière (42). Système de freinage ferroviaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif élastique (20) et le mécanisme d’interface (4) sont logés dans une chambre (16) ménagée dans le porte-sabot (3), à l’opposé d’une face de montage (5) d’un ou plusieurs sabots (6). Système de freinage ferroviaire selon la revendication 8, caractérisé en ce que le porte-sabot (3) est pourvu d’un ou plusieurs capots de fermeture (17, 18) de la chambre (16). Système de freinage ferroviaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif élastique (20) comporte une pluralité de lames élastiques (31) disposées verticalement les unes contre les autres. Système de freinage ferroviaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le cylindre de frein (2) comporte un mécanisme d’actionnement (4) alimenté pneumatiquement et/ou électriquement. Véhicule ferroviaire à frein à sabots, comportant un système de freinage ferroviaire (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 et qui est configuré pour agir sur au moins une roue (7) du véhicule.