Brevet FR3134365A1 — publié le 20231013

L’invention concerne un dispositif d’actionnement (4) comportant un mécanisme de commande (13) présentant au moins un cylindre à came (110) qui est mobile en rotation et qui est pourvu d’au moins une face de contact (111) ayant un profil prédéterminé, ladite face de contact étant configurée pour agir directement sur au moins un module de contact prédéterminé (100a-j) en fonction du sens de déplacement en rotation dudit au moins un cylindre à came et de la position dudit dispositif d’actionnement ; et un porte-modules (150) monté dans une position déterminée au moins partiellement autour du cylindre à came, avec les module de contact qui sont assujettis mécaniquement sur le porte-modules et en regard de l’au moins une face de contact du cylindre à came. (Figure 5) Dispositif d’actionnement d’un système de freinage ferroviaire et véhicule ferroviaire pourvu d’un tel dispositif d’actionnement Domaine technique de l’invention L’invention concerne le domaine du freinage des véhicules ferroviaires. Elle concerne plus particulièrement un dispositif d’actionnement, du type manipulateur, prévu pour commander un système de freinage pour véhicule ferroviaire. Elle concerne également les véhicules ferroviaires comportant de tels dispositifs. Etat de la technique Les véhicules ferroviaires sont généralement équipés de cylindres de frein de service comportant un piston de frein de service qui est mobile sous l’effet d’un fluide sous pression, le déplacement de ce piston entraînant une action de freinage telle que le serrage d’un disque de frein entre deux garnitures, ou la pression directe d’une semelle contre une roue du véhicule. Ces cylindres de frein comportent également généralement un frein de parking ou de secours qui est activé par exemple en cas de perte de pression du fluide sous pression et/ou en cas de vidange volontaire ou de fuite du système pneumatique. Ces cylindres sont souvent alimentés par une conduite pneumatique laquelle peut trouver sa source dans une conduite dite principale ou dite générale ou bien dans un réservoir dit auxiliaire lui-même alimenté par la conduite principale ou générale. De tels systèmes de freinage ferroviaire du type frein de service, frein de parking et/ou frein d’urgence sont actionnés et commandés par un conducteur du véhicule ferroviaire, grâce à des dispositifs d’actionnement dédiés qui sont disposés sur un tableau de bord du véhicule et qui peuvent par exemple être mécaniques et/ou électriques et/ou pneumatiques. Il existe des dispositifs d’actionnement, aussi appelés manipulateurs de frein, qui sont conçus pour faire fonctionner les freins des véhicules ferroviaires et pour contrôler la conduite pneumatique en cas d'urgence par exemple lorsque le dispositif d’actionnement normal du frein de service tombe en panne. De tels manipulateurs peuvent comporter cinq positions, plus généralement entre trois et douze positions, dont une position centrale neutre, deux positions de freinage en amont de la position centrale neutre et deux positions de dé-freinage en aval de la position centrale neutre, c’est-à-dire à l’opposé des deux positions de freinage. Le manipulateur peut comporter une première position de freinage et une première position de dé-freinage qui permettent respectivement de freiner et dé-freiner le véhicule de manière progressive, tant que le conducteur maintient la première position respective. Lorsque le conducteur actionne le manipulateur vers l’une des premières positions respectives de freinage et dé-freinage, un premier clapet de freinage ou de dé-freinage est déplacé par un mécanisme, formant ainsi un premier chemin fluidique de vidange ou d’alimentation, respectivement pour le freinage progressif et le dé-freinage progressif, pour la circulation d’un agent pneumatique. Le manipulateur peut en outre comporter une seconde position de freinage et une seconde position de dé-freinage qui permettent respectivement de freiner et dé-freiner le véhicule très rapidement. Lorsque le conducteur actionne le manipulateur vers l’une des secondes positions respectives de freinage et dé-freinage, un second clapet de freinage ou de dé-freinage, qui est monté en série avec le premier clapet respectif, est déplacé par ce premier clapet qui est lui-même déplacé par le mécanisme, formant ainsi un second chemin fluidique de vidange ou d’alimentation, respectivement pour le freinage rapide et le dé-freinage rapide, pour la circulation de l’agent pneumatique. A noter que le second chemin fluidique présente une section de passage de l’agent pneumatique plus importante que celle du premier chemin fluidique. La demande de brevet EP 3 666 310 décrit un tel dispositif d’actionnement, comportant un mécanisme à clapets et un mécanisme de commande configuré pour agir sur le mécanisme à clapets. Le dispositif d’actionnement est configuré pour admettre au moins une position de freinage dans laquelle le mécanisme à clapets agit sur au moins un clapet de freinage du mécanisme à clapets pour actionner le système de freinage ferroviaire pour freiner le véhicule ferroviaire, et/ou au moins une position de dé-freinage dans laquelle le mécanisme à clapets agit sur au moins un clapet de dé-freinage du mécanisme à clapets pour actionner le système de freinage ferroviaire pour dé-freiner le véhicule ferroviaire. Le mécanisme de commande comporte au moins une roue à came qui est mobile en rotation et qui est pourvue d’au moins une face de contact ayant un profil prédéterminé. La face de contact est configurée pour agir directement sur le clapet de freinage ou sur le clapet de dé-freinage en fonction du sens de déplacement en rotation de la roue à came et de la position du dispositif d’actionnement. L’invention concerne un dispositif d’actionnement, du type manipulateur, prévu pour commander un système de freinage pour véhicule ferroviaire, présentant des performances encore améliorées par rapport au manipulateur de l’art antérieur susmentionné, tout en étant simple, commode et économique. L’invention a ainsi pour objet, sous un premier aspect, un dispositif d’actionnement d’un système de freinage ferroviaire pour véhicule ferroviaire à freins à au moins une garniture ou à au moins une semelle, comportant une pluralité de modules de contact et un mécanisme de commande configuré pour agir sur les modules de contact; lequel mécanisme de commande comporte au moins un cylindre à came qui est mobile en rotation et qui est pourvu d’au moins une face de contact ayant un profil prédéterminé, ladite face de contact étant configurée pour agir directement sur au moins un dit module de contact prédéterminé en fonction du sens de déplacement en rotation dudit au moins un cylindre à came et de la position dudit dispositif d’actionnement ; et ledit dispositif d’actionnement comporte un porte-modules monté dans une position déterminée au moins partiellement autour du cylindre à came, avec au moins lesdits modules de contact qui sont assujettis mécaniquement sur le porte-modules et en regard de l’au moins une face de contact du cylindre à came. L’utilisation d’un cylindre à came qui est mobile en rotation et qui est pourvu d’un profil prédéterminé sur une face de contact, en combinaison avec un porte-modules sur lequel sont assujettis une pluralité de modules de contact, a l’avantage d’offrir une indexation angulaire précise des différentes positions du dispositif d’actionnement et rendre évolutif le dispositif d’actionnement en ce qu’il est possible d’ajouter et/ou supprimer des fonctions de manière particulièrement simple en modifiant le nombre de modules de contact et en adaptant la face externe du cylindre à came. Des caractéristiques préférées, simples, commodes et économiques du dispositif selon l’invention sont présentées ci-après. Le dispositif d’actionnement est configuré pour admettre au moins une position de freinage dans laquelle le mécanisme de commande agit sur un module de contact de freinage qui envoie une consigne de freinage pour actionner ledit système de freinage ferroviaire pour freiner ledit véhicule ferroviaire et/ou au moins une position de dé-freinage dans laquelle le mécanisme de commande agit sur un module de contact de dé-freinage qui envoie une consigne de dé-freinage pour actionner ledit système de freinage ferroviaire pour dé-freiner ledit véhicule ferroviaire. Le dispositif d’actionnement est configuré pour admettre une pluralité de positions et il comporte plusieurs modules prédéterminés disposés de manière juxtaposée sur un premier côté du porte-modules et/ou plusieurs autres modules prédéterminés disposés de manière juxtaposée sur un deuxième côté du porte-modules opposé au premier côté, et ledit au moins un cylindre à came est configuré pour agir directement sur lesdits modules prédéterminés en fonction du sens et d’un angle de déplacement en rotation dudit cylindre à came et de la position dudit dispositif d’actionnement parmi la pluralité de positions. Ledit profil prédéterminé de ladite face de contact du dit cylindre à came peut présenter au moins une protubérance et au moins un creux qui sont prévus respectivement pour actionner et dés-actionner lesdits modules prédéterminés. Le cylindre à came peut présenter une forme globalement longitudinale s’étendant entre une première paroi d’extrémité et une deuxième paroi d’extrémité opposée à la première paroi d’extrémité, avec la face de contact qui est formée sur une paroi au moins partiellement cylindrique s’étendant entre la première paroi d’extrémité et la deuxième paroi d’extrémité. Le cylindre à came peut présenter des fenêtres ménagées dans la paroi au moins partiellement cylindrique de sorte à former deux zones principales opposées de la face de contact. Le dispositif peut comporter un levier de commande assujetti mécaniquement audit mécanisme de commande et pouvant être mis dans une pluralité de positions sélectionnables, lesquelles positions peuvent être des positions stables ou instables. Le mécanisme de commande peut comporter un support de levier auquel est assujetti mécaniquement le levier, avec le support de levier qui présente une tige de montage ménagée en saillie et une encoche de positionnement ménagée en renfoncement, et le cylindre à came peut présenter une forme globalement longitudinale s’étendant entre une première paroi d’extrémité et une deuxième paroi d’extrémité opposée à la première paroi d’extrémité, et comporter un doigt de positionnement en saillie de la première paroi d’extrémité et configuré pour être introduit dans l’encoche de positionnement du support de levier, et un orifice de montage ménagé dans la première paroi d’extrémité et configuré pour recevoir la tige de montage du support de levier. Le dispositif peut comporter un boîtier duquel saille le mécanisme de commande et le porte-modules peut présenter une embase assujettie mécaniquement sur le boîtier et un cadre s’étendant longitudinalement depuis l’embase jusqu’à une paroi distale du porte-modules, avec le cadre qui encercle globalement la face de contact du cylindre à came et qui présente une ou plusieurs ouvertures latérales pour l’insertion des modules de contact au travers du cadre et en regard de la face de contact du cylindre à came. Le cylindre à came peut présenter une forme globalement longitudinale s’étendant entre une première paroi d’extrémité et une deuxième paroi d’extrémité opposée à la première paroi d’extrémité, avec la face de contact qui est formée sur une paroi au moins partiellement cylindrique s’étendant entre la première paroi d’extrémité et la deuxième paroi d’extrémité, la première paroi d’extrémité qui coopère avec l’embase du porte-modules et la deuxième paroi d’extrémité qui coopère avec la paroi distale du porte-modules. Le dispositif peut comporter des organes de guidage en rotation interposés entre la première paroi d’extrémité du cylindre à came et l’embase du porte-modules et entre la deuxième paroi d’extrémité du cylindre à came et la paroi distale du porte-modules. Le cylindre à came peut présenter des fenêtres ménagées dans la paroi au moins partiellement cylindrique et le cadre peut présenter une ou plusieurs ouvertures supérieure et inférieure situées en regard des fenêtres du cylindre à came dans une position neutre du dispositif d’actionnement. Les modules de contact peuvent être assujettis mécaniquement sur le cadre du porte-modules. Le porte-modules peut être pourvu d’un organe de maintien assujetti mécaniquement d’une part à l’embase du porte-modules et d’autre part à la paroi distale du porte-modules et s’étendre depuis l’embase jusqu’à la paroi distale en encerclant les modules de contact. Le dispositif d’actionnement peut comporter en outre une roue assujettie mécaniquement au cylindre à came et située à distance du porte-modules. La roue peut être une roue à came qui, comme le cylindre à came, est mobile en rotation et qui est pourvue d’au moins une face de contact ayant un profil prédéterminé, ladite face de contact étant configurée pour agir directement sur un clapet de freinage ou sur un clapet de dé-freinage du dispositif d’actionnement en fonction du sens de déplacement en rotation de la roue à came et de la position du dispositif d’actionnement Le cylindre à came et/ou la roue peuvent être pourvus de butées angulaires pour limiter leur rotation dans les deux sens de déplacement en rotation. Le cylindre à came et la roue peuvent être formés en une seule pièce. Le dispositif peut comporter un mécanisme de rétroaction configuré pour agir sur la roue lorsqu’elle est déplacée en rotation depuis une position neutre vers une position de freinage ou de dé-freinage, soit pour la rappeler dans sa position neutre, soit pour la maintenir dans sa position de freinage ou de dé-freinage. Le mécanisme de rétroaction peut comporter un organe de rappel sollicitant un organe d’appui configuré pour venir au contact d’une face de rétroaction de la roue, la face de rétroaction ayant un profil complémentaire prédéterminé permettant le rappel ou le maintien de la roue respectivement dans sa position neutre ou dans sa position de freinage ou de dé-freinage. Le mécanisme de rétroaction peut comporter un bouchon et une bague entre lesquels est interposé l’organe de rappel. L’organe de rappel peut être formé par un ressort qui est en appui contre le bouchon et sur un premier côté de ladite bague. Le ressort peut être réglable. L’organe d’appui peut être formé par une bille, ou par un ensemble formé d’une cage et d’un ou plusieurs galets introduits dans la cage, et partiellement logés sur un second côté de ladite bague, opposé à son premier côté. Le profil complémentaire prédéterminé de la face de rétroaction de la roue peut présenter au moins une paroi en rampe et au moins un creux qui sont prévus respectivement pour rappeler et pour maintenir la roue respectivement dans la position neutre ou dans la position de freinage ou de dé-freinage. La face de rétroaction peut être formée sur une paroi de contour de la roue. L’invention a aussi pour objet, sous un deuxième aspect, une gamme de dispositifs d’actionnement tel que décrit ci-dessus, dont au moins deux dispositifs d’actionnement sont pourvus d’un nombre distinct de modules de contact. L’invention a aussi pour objet, sous un troisième aspect, un véhicule ferroviaire à freins à au moins une garniture ou à au moins une semelle, comportant au moins un système de freinage ferroviaire configuré pour agir sur ladite au moins une garniture ou ladite au moins une semelle dudit véhicule ferroviaire, ainsi qu’un dispositif d’actionnement tel que décrit ci-dessus. 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 partiellement un véhicule ferroviaire pourvu d’un système de freinage et d’un dispositif d’actionnement configuré pour commander le système de freinage. La est une vue en perspective isolée du dispositif d’actionnement, selon un premier mode de réalisation. La est une vue similaire à celle de la , montrant le dispositif en vue de côté. La est une vue similaire à celles des figures 2 et 3, montrant le dispositif en vue de dessus. La est une vue en perspective semi-éclatée du dispositif d’actionnement. La est une vue similaire à celle de la , prise selon un angle de vue différent. La est une vue en perspective isolée d’une came du dispositif d’actionnement. La est une vue de face du dispositif d’actionnement, dans une première configuration. La est une vue de face du dispositif d’actionnement, dans une deuxième configuration. La est une vue similaire à celle de la , montrant le dispositif d’actionnement avec un nombre différent de modules de contact. La est une vue similaire à celles des figures 2 et 10, montrant le dispositif d’actionnement avec encore un nombre différent de modules de contact. La est une vue similaire à celles des figures 2, 10 et 11, montrant le dispositif d’actionnement avec encore un nombre différent de modules de contact. La est une vue partielle du dispositif d’actionnement, montrant en perspective éclatée une partie pneumatique de ce dernier. La est une vue similaire à celle de la , prise selon un angle de vue différent et conforme à une première variante de réalisation du dispositif d’actionnement. La est une vue similaire à celle de la , montrant une deuxième variante de réalisation du dispositif d’actionnement. La est une vue en perspective semi-éclatée du dispositif d’actionnement conforme à un deuxième mode de réalisation, sans partie pneumatique. La est une vue en perspective semi-éclatée du dispositif d’actionnement conforme à un troisième mode de réalisation. Dispositif d’actionnement d’un système de freinage ferroviaire (2) pour véhicule ferroviaire (1) à freins à au moins une garniture ou à au moins une semelle, comportant une pluralité de modules de contact (100a-j) et un mécanisme de commande (13) configuré pour agir sur les modules de contact, lequel mécanisme de commande comporte au moins un cylindre à came (110) qui est mobile en rotation et qui est pourvu d’au moins une face de contact (111) ayant un profil prédéterminé, ladite face de contact étant configurée pour agir directement au moins sur un dit module de contact prédéterminé en fonction du sens de déplacement en rotation dudit au moins un cylindre à came et d’une position dudit dispositif d’actionnement ; et ledit dispositif d’actionnement comporte un porte-modules (150) monté dans une position déterminée au moins partiellement autour du cylindre à came, avec lesdits modules de contact qui sont assujettis mécaniquement sur le porte-modules et en regard de l’au moins une face de contact du cylindre à came. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il est configuré pour admettre au moins une position de freinage dans laquelle le mécanisme de commande agit sur un module de contact de freinage (100a) qui envoie une consigne de freinage pour actionner ledit système de freinage ferroviaire pour freiner ledit véhicule ferroviaire et/ou au moins une position de dé-freinage dans laquelle le mécanisme de commande agit sur un module de contact de dé-freinage (100b) qui envoie une consigne de dé-freinage pour actionner ledit système de freinage ferroviaire pour dé-freiner ledit véhicule ferroviaire Dispositif selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’il est configuré pour admettre une pluralité de positions prédéterminées et il comporte plusieurs modules prédéterminés (100a-e) disposés de manière juxtaposée sur un premier côté (151) du porte-modules (150) et/ou plusieurs autres modules prédéterminés (100f-j) disposés de manière juxtaposée sur un deuxième côté (152) du porte-modules opposé au premier côté, et ledit au moins un cylindre à came (110) est configuré pour agir directement sur lesdits modules prédéterminés en fonction du sens et d’un angle de déplacement en rotation dudit cylindre à came et de la position dudit dispositif d’actionnement (4) parmi la pluralité de positions. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le profil prédéterminé de ladite face de contact (111) dudit cylindre à came (110) présente au moins une protubérance (119) et au moins un creux (120) qui sont prévus respectivement pour actionner et dés-actionner lesdits modules de contact (100a-j). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le cylindre à came (107) présente une forme globalement longitudinale s’étendant entre une première paroi d’extrémité (112) et une deuxième paroi d’extrémité (113) opposée à la première paroi d’extrémité, avec la face de contact (111) qui est formée sur une paroi au moins partiellement cylindrique (114) s’étendant entre la première paroi d’extrémité et la deuxième paroi d’extrémité. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le cylindre à came (110) présente des fenêtres (118) ménagées dans la paroi au moins partiellement cylindrique (114) de sorte à former deux zones principales opposées de la face de contact (111). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte un levier (12) de commande assujetti mécaniquement audit mécanisme de commande (13) et pouvant être mis dans une pluralité de positions sélectionnables. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le mécanisme de commande (13) comporte un support de levier (22) auquel est assujetti mécaniquement le levier (12), avec le support de levier qui présente une tige de montage (180) ménagée en saillie et une encoche de positionnement (181) ménagée en renfoncement, et le cylindre à came (110) présente une forme globalement longitudinale s’étendant entre une première paroi d’extrémité (112) et une deuxième paroi d’extrémité (113) opposée à la première paroi d’extrémité, et comporte un doigt de positionnement (116) en saillie de la première paroi d’extrémité et configuré pour être introduit dans l’encoche de positionnement du support de levier, et un orifice de montage (117) ménagé dans la première paroi d’extrémité et configuré pour recevoir la tige de montage du support de levier. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comporte un boîtier duquel saille le mécanisme de commande (13) et le porte-modules (150) présente une embase (153) assujettie mécaniquement sur le boîtier et un cadre (154) s’étendant longitudinalement depuis l’embase jusqu’à une paroi distale (155) du porte-modules, avec le cadre qui encercle globalement la face de contact (111) du cylindre à came (110) et qui présente une ou plusieurs ouvertures latérales (158) pour l’insertion des modules de contact (100a-j) au travers du cadre et en regard de la face de contact du cylindre à came. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le cylindre à came (110) présente une forme globalement longitudinale s’étendant entre une première paroi d’extrémité (112) et une deuxième paroi d’extrémité (113) opposée à la première paroi d’extrémité, avec la face de contact (111) qui est formée sur une paroi au moins partiellement cylindrique (114) s’étendant entre la première paroi d’extrémité et la deuxième paroi d’extrémité, avec la première paroi d’extrémité qui coopère avec l’embase (153) du porte-modules (150) et la deuxième paroi d’extrémité qui coopère avec la paroi distale (155) du porte-modules. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu’il comporte des organes de guidage en rotation (115) interposés entre la première paroi d’extrémité (112) du cylindre à came (110) et l’embase (153) du porte-modules (150) et entre et la deuxième paroi d’extrémité (113) du cylindre à came et la paroi distale (155) du porte-modules. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le cylindre à came (110) présente des fenêtres (118) ménagées dans la paroi au moins partiellement cylindrique (114) et le cadre (154) du porte-modules (150) présente une ou plusieurs ouvertures supérieure et inférieure (159) situées en regard des fenêtres du cylindre à came dans une position neutre du dispositif d’actionnement (4). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que les modules de contact (100a-j) sont assujettis mécaniquement sur le cadre (154) du porte-modules (150). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que le porte-modules (150) est pourvu d’un organe de maintien (130) assujetti mécaniquement d’une part à l’embase (153) du porte-modules et d’autre part à la paroi distale (155) du porte-modules et s’étendant depuis l’embase jusqu’à la paroi distale en encerclant les modules de contact (100a-j). Gamme de dispositifs d’actionnement selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, dont au moins deux dispositifs d’actionnement (4) sont pourvus d’un nombre distinct de modules de contact (100a-j). Véhicule ferroviaire à freins à au moins une garniture ou à au moins une semelle, comportant un système de freinage ferroviaire (2) configuré pour agir sur ladite au moins une garniture ou ladite au moins une semelle dudit véhicule ferroviaire (1), ainsi qu’un dispositif d’actionnement (4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14.