Domaine technique de l’invention

L’invention concerne le domaine du freinage des véhicules ferroviaires. Elle concerne plus particulièrement un système de freinage pour véhicule ferroviaire à freins à au moins une garniture, configuré pour agir sur un organe de freinage dudit véhicule ferroviaire par l’intermédiaire de ladite au moins une garniture. Elle concerne également les véhicules ferroviaires comportant de tel systèmes.

Etat de la technique

Les véhicules ferroviaires dits à freins à au moins une garniture sont généralement équipés de systèmes de freinage à cylindres de frein de service et/ou de parking, comportant par exemple un piston mobile sous l’effet d’un fluide sous pression, le déplacement de ce piston actionnant une timonerie de freinage et entraînant une action de freinage telle que le serrage d’un disque de frein par la garniture de cette timonerie.

Un tel système de freinage est monté sur le véhicule ferroviaire, pour être en contact avec les disques de frein ou bien avec les roues.

Ce système de freinage peut être assujetti mécaniquement sur un support formé directement ou indirectement par un bogie, ou bien par un essieu fixé au bogie, ou encore par un autre dispositif du type moteur d’entraînement ou boîte de vitesses montés aussi sur le bogie.

L’action de freinage engendre des efforts qui peuvent être transmis, via les leviers et le dispositif de connexion, au support auquel est assujetti le système de freinage.

En particulier, lorsque le système de freinage est pourvu de biellettes de transmission d’effort qui sont assujetties mécaniquement d’une part, sur des portes-garnitures et d’autre part, au support auquel est assujetti le système de freinage, une majeure partie des efforts peuvent être transmis au support par l’intermédiaire des biellettes de transmission d’effort.

Au contraire, lorsque le système de freinage est dépourvu de biellette de transmission d’effort, par exemple pour une question de compacité du système de freinage, alors les efforts peuvent être transmis, au travers de la timonerie depuis les porte-garniture vers des leviers mobiles, aux cylindres de frein de service et/ou de parking du système de freinage et/ou à un connecteur assujetti mécaniquement au support auquel est assujetti le système de freinage.

La demande WO 2019/175164 A1 décrit un système de freinage ferroviaire du type à biellettes de transmission d’effort. Ce système est pourvu d’un connecteur présentant deux tiges verticales autour desquelles sont montés pivotants les leviers mobiles qui permettent d’actionner les portes-garnitures et donc les garnitures portées par les portes-garnitures pour serrer un disque de frein de véhicule ferroviaire.

Le connecteur est formé en deux parties distinctes et reliées entre elles par les deux tiges verticales. Une partie supérieure du connecteur présente une tête d’attache configurée pour assujettir mécaniquement le connecteur au support formé directement ou indirectement par le bogie, l’essieu ou autre. Il est précisé qu’aucune pièce additionnelle n’est nécessaire.

Dans la demande WO 2019/175164 A1 , il est aussi indiqué que, selon une variante non illustrée, le système pourrait être sans biellette et les forces de friction seraient alors transmises par le connecteur.

Exposé de l’invention

L’invention concerne un système de freinage ferroviaire du type sans biellette, présentant des performances améliorées, tout en étant simple, commode et économique.

L’invention a ainsi pour objet, sous un premier aspect, un système de freinage ferroviaire pour véhicule ferroviaire à freins à au moins une garniture, configuré pour agir sur au moins un organe de freinage du véhicule ferroviaire par l’intermédiaire de l’au moins une garniture et comportant un dispositif de connexion ayant une partie inférieure, une partie supérieure distincte de la partie inférieure, deux piliers principaux raccordant la partie inférieure à la partie supérieure et une portion d’attache formant une unique zone d’ancrage par laquelle le système de freinage ferroviaire est configuré pour être assujetti mécaniquement au véhicule ferroviaire, le système comportant en outre une timonerie de freinage ayant des leviers montés mobiles en rotation autour des deux piliers principaux, et un frein de service et/ou de parking configuré pour agir sur l’organe de freinage par l’actionnement des leviers de la timonerie de freinage ; caractérisé en ce que le dispositif de connexion comporte en outre au moins un pilier additionnel raccordant aussi la partie inférieure à la partie supérieure et qui est disposé plus proche de la portion d’attache que les deux piliers principaux.

Le système selon l’invention est un système sans biellette et son unique point d’ancrage sur un support du véhicule ferroviaire se fait au niveau du dispositif de connexion.

Dans le système selon l’invention, les efforts dits de friction qui sont générés au freinage sont transmis par les deux piliers principaux et par le pilier additionnel au dispositif de connexion et en particulier à sa partie supérieure puis au support du véhicule par l’intermédiaire de la portion d’attache du dispositif de connexion.

En d’autres termes, les piliers principaux ne sont pas simplement des axes autour desquels les leviers sont mobiles en rotation mais aussi et surtout des organes de transmission des efforts.

En outre, les piliers principaux sont épaulés par l’au moins un pilier additionnel qui, du fait de son agencement à proximité de la portion d’attache, assure une rigidité suffisante au dispositif de connexion et une transmission optimale des efforts notamment vers la portion d’attache.

En effet, les piliers principaux sont situés globalement dans un même premier plan vertical et l’au moins un pilier additionnel est situé dans un second plan vertical décalé par rapport au premier plan vertical et plus proche de la portion d’attache.

Des caractéristiques préférées, simples, commodes et économiques du système selon l’invention sont présentées ci-après.

La partie supérieure du dispositif de connexion s’étend globalement longitudinalement entre une première extrémité et une deuxième extrémité opposée à la première extrémité, les piliers principaux sont assujettis mécaniquement respectivement sur un premier côté et sur un deuxième côté opposé au premier côté, au niveau de la deuxième extrémité de la partie supérieure, et la portion d’attache s’étend longitudinalement sur une zone centrale du dispositif de connexion située entre le premier côté et le deuxième côté, depuis la première extrémité vers la deuxième extrémité.

Un organe de sécurité, par exemple du type goupille radiale, peut être monté sur au moins une extrémité d’au moins un pilier pour sécuriser le montage.

La partie supérieure du dispositif de connexion est pourvue d’un premier bras s’étendant depuis une zone supérieure principale de fixation d’un des deux piliers principaux, d’un deuxième bras s’étendant depuis une autre zone supérieure principale de fixation de l’autre des piliers principaux, avec le premier bras et le deuxième bras qui rejoignent chacun la portion d’attache.

En particulier, le premier bras peut s’étendre depuis la deuxième extrémité sur le premier côté vers la zone centrale, le deuxième bras peut s’étendre depuis la deuxième extrémité sur le deuxième côté vers la zone centrale où se situent la portion d’attache et une zone supérieure additionnelle de fixation du pilier additionnel au niveau de la deuxième extrémité.

En d’autres termes, la partie supérieure du dispositif de connexion est massive, avec le premier bras et le deuxième bras qui se rejoignent au niveau de la portion d’attache, à proximité immédiate de la zone supérieure additionnelle de fixation du pilier additionnel, sans vide entre ces différents éléments.

La partie inférieure du dispositif de connexion présente globalement une forme en C et est pourvue d’une zone inférieure principale de fixation ménagée à chaque extrémité libre du C et d’une zone inférieure additionnelle de fixation ménagée au centre du C.

Les piliers principaux et l’au moins un pilier additionnel sont assujettis mécaniquement par vissage et/ou par emboîtement, optionnellement par frettage, et/ou par soudage et/ou par collage à la partie supérieure et/ou à la partie inférieure du dispositif de connexion.

Le système de freinage ferroviaire comporte au moins un organe de repositionnement sensiblement élastique et présentant une première extrémité assujettie à la partie supérieure et une deuxième extrémité assujettie à un porte- garniture sur lequel est monté au moins une dite garniture. La portion d’attache du dispositif de connexion présente au moins une paroi cylindrique et le système de freinage ferroviaire comporte un organe d’ancrage formé d’au moins une embase montée en regard de la paroi cylindrique, d’une tige de montage introduite au moins partiellement dans l’embase et dans la paroi cylindrique, et d’au moins une bague cylindrique montée entre la tige de montage et l’embase et/ou entre la tige de montage et la paroi cylindrique, avec l’au moins une embase qui est montée pivotante par rapport à la portion d’attache.

L’organe d’ancrage est pourvu d’au moins une bague cylindrique réalisée par exemple en métal et montée entre la tige de montage et l’embase, et d’au moins une bague cylindrique réalisée par exemple en plastique ou en métal et montée entre la tige de montage et la paroi cylindrique.

L’au moins une embase est positionnée en regard d’au moins une zone supérieure additionnelle de fixation du pilier additionnel qui est ménagée dans la partie supérieure du dispositif de connexion.

L’organe d’ancrage est pourvu d’au moins un organe de rappel qui est monté en coopération à la fois avec l’au moins une embase et la partie supérieure du dispositif de connexion et qui présente une position stable dans laquelle il sollicite l’au moins une embase pour ramener le dispositif de connexion dans une position prédéterminée, par exemple sensiblement à l’horizontale.

L’au moins un organe de rappel est formé d’une tige élastique présentant une première extrémité libre montée dans un orifice ménagé dans l’au moins une embase, et une deuxième extrémité libre opposée à la première extrémité libre et logée dans une saillie formée sur la partie supérieure du dispositif de connexion.

L’invention a aussi pour objet un véhicule ferroviaire à freins à au moins une garniture, comportant au moins un système de freinage ferroviaire tel que décrit ci-dessus, configuré pour agir sur au moins un organe de freinage dudit véhicule ferroviaire par l’intermédiaire de ladite au moins une garniture.

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 figure 1 illustre partiellement, en vue de côté, un véhicule ferroviaire pourvu d’un système de freinage ferroviaire agissant sur un disque de frein du véhicule ferroviaire par l’intermédiaire de garnitures.

La figure 2 est similaire à la figure 1 , montrant le véhicule en vue de dessus.

La figure 3 est similaire à la figure 1 , montrant le véhicule en vue de dessous.

La figure 4 est une vue en perspective isolée du système de freinage ferroviaire visible sur les figures 1 à 3.

La figure 5 est similaire à la figure 4, montrant le système de freinage ferroviaire selon un angle de vue différent.

La figure 6 montre seulement partiellement et en perspective éclatée le système de freinage ferroviaire.

La figure 7 est une vue en perspective isolée et partiellement désassemblée d’un dispositif de connexion du système de freinage ferroviaire.

La figure 8 est une vue en coupe du dispositif de connexion du système de freinage ferroviaire.

Description détaillée

Les figures 1 à 3 illustrent partiellement un véhicule ferroviaire 1 pourvu d’un système de freinage ferroviaire 2 configuré ici pour agir sur un disque de frein 3 du véhicule ferroviaire 1 par l’intermédiaire de garnitures 4.

Le système de freinage ferroviaire 2 est assujetti mécaniquement à un support 5, qui peut être formé directement ou indirectement par un bogie, ou bien par un support d’essieu fixé au bogie, ou encore par un autre dispositif du type moteur d’entraînement ou boîte de vitesses montés aussi sur le bogie.

Du fait des mouvements inhérents au véhicule ferroviaire 1 aussi bien en phase de roulage qu’en phase de freinage ou de dé-freinage, le système de freinage ferroviaire 2 est monté avec une possibilité de pivotement par rapport au support 5. Le système de freinage ferroviaire 2 est ici assujetti mécaniquement au véhicule ferroviaire 1 uniquement par le biais du support 5, au travers d’un organe d’ancrage 6 et d’un dispositif de connexion 7 du système de freinage ferroviaire 2 (décrits ci-après plus en détail).

En d’autres termes, il s’agit d’un système de freinage ferroviaire 2 sans biellette et son unique point d’ancrage sur le support 5 du véhicule ferroviaire 1 se fait au niveau du dispositif de connexion 7 et de l’organe d’ancrage 6.

L’action de freinage engendre des efforts de freinage qui sont donc transmis au véhicule ferroviaire 1 uniquement au travers du support 5 et par l’intermédiaire du dispositif de connexion 7 et de l’organe d’ancrage 6.

En référence aux figures 1 à 3 et aussi aux figures 4 et 5, qui montrent le système de freinage ferroviaire 2 notamment avec l’organe d’ancrage 6, mais sans le support ni le disque de frein du véhicule, le système de freinage ferroviaire 2 comporte une timonerie de freinage 10 et un frein de service et/ou de parking 11 configuré pour agir sur le disque de frein 3 par l’intermédiaire de la timonerie de freinage 10.

Le frein de service et/ou de parking 11 comporte classiquement un cylindre, ici du type pneumatique.

La timonerie de freinage 10 est pourvue de leviers 12 mobiles assujettis mécaniquement à une extrémité au cylindre du frein de service et/ou de parking 11 , et de portes-garnitures 13 qui sont assujettis mécaniquement à une extrémité opposée respective des leviers 12 et qui portent les garnitures 4.

Les leviers 12 mobiles sont configurés pour être actionnés par le frein de service et/ou de parking 11 .

Le dispositif de connexion 7 comporte une partie inférieure 14 et une partie supérieure 15 distincte de la partie inférieure 14.

Le dispositif de connexion 7 comporte en outre deux piliers principaux 16 qui raccordent la partie inférieure 14 à la partie supérieure 15 et autour desquels sont montés mobiles les leviers 12.

Le frein de service et/ou de parking 11 est donc ici assujetti au support 5 par l’intermédiaire des leviers 12 qui sont portés pivotant par le dispositif de connexion 7. Le dispositif de connexion 7 comporte en outre un pilier additionnel 17 raccordant aussi la partie inférieure 14 à la partie supérieure 15.

Dans l’exemple illustré, les piliers principaux 16 sont situés globalement dans un même premier plan vertical et le pilier additionnel 17 est situé dans un second plan vertical décalé par rapport au premier plan vertical.

Le dispositif de connexion 7 comporte en outre une portion d’attache 18 formant une unique zone d’ancrage par laquelle le système de freinage ferroviaire 2 est configuré pour être assujetti mécaniquement sur le support 5 du véhicule ferroviaire 1 .

Le pilier additionnel 17 est disposé plus proche de la portion d’attache 18 que les deux piliers principaux 16.

Le système de freinage ferroviaire 2 comporte en outre des organes de repositionnement 19 sensiblement élastiques et présentant chacun une première extrémité assujettie à la partie supérieure 15 du dispositif de connexion 7 et une deuxième extrémité assujettie à un des portes-garnitures 13 respectifs.

Ces organes de repositionnement 19 permettent de rappeler les portes-garnitures 13 dans une position globalement verticale et à tout le moins dans un plan sensiblement parallèle à celui du disque de frein 3.

En outre, l’organe d’ancrage 6 est pourvu d’organes de rappel formés ici par des tiges élastiques 20, ici en métal et par exemple précontraintes, qui sont montées en coopération avec la partie supérieure 15 du dispositif de connexion 7 et qui présentent une position stable dans laquelle elles sollicitent l’organe d’ancrage 6 et/ou le dispositif de connexion 7 pour ramener ce dernier dans une position prédéterminée, par exemple sensiblement à l’horizontale.

En référence en particulier aux figures 6 à 8, la partie supérieure 15 du dispositif de connexion 7 s’étend globalement longitudinalement entre une première extrémité 21 et une deuxième extrémité 22 opposée à la première extrémité 21 .

Les piliers principaux 16 sont assujettis mécaniquement respectivement sur un premier côté 23 et sur un deuxième côté 24 opposé au premier côté 23, au niveau de zones supérieures principales de fixation 26 ménagées à la deuxième extrémité 22 de la partie supérieure 15. Le pilier additionnel 17 est assujetti mécaniquement au niveau d’une zone supérieure additionnelle de fixation 27 ménagée sur une zone centrale 25 située entre le premier côté 23 et le deuxième côté 24 et ici à la deuxième extrémité 22 de la partie supérieure 15.

La portion d’attache 18 s’étend longitudinalement sur la zone centrale 25 depuis la première extrémité 21 vers la deuxième extrémité 22.

La partie supérieure 15 du dispositif de connexion 7 est pourvue d’un premier bras 28 s’étendant depuis une première des zones supérieures principales de fixation 26 d’un des deux piliers principaux 16, et d’un deuxième bras 29 s’étendant depuis une deuxième des zones supérieures principales de fixation 26 de l’autre des piliers principaux 16.

Le premier bras 28 et le deuxième bras 29 rejoignent chacun la portion d’attache 18 au niveau de la zone centrale 25.

En particulier, le premier bras 28 s’étend depuis la deuxième extrémité 22 sur le premier côté 23 vers la zone centrale 25, et le deuxième bras 29 s’étend depuis la deuxième extrémité 22 sur le deuxième côté 24 vers la zone centrale 25.

Autrement dit, le premier bras 28 et le deuxième bras 29 s’étendent chacun vers la portion d’attache 18 et la zone supérieure additionnelle de fixation 27 du pilier additionnel 17.

Au surplus, la partie supérieure 15 du dispositif de connexion 7 est massive, sans évidemment de matière entre le premier bras 28, le deuxième bras 29, la portion d’attache 18 et la zone supérieure additionnelle de fixation 27 du pilier additionnel 17.

Des orifices 30 sont ménagés dans la partie supérieure 15 du dispositif de connexion 7, au niveau des zones supérieures principales de fixation 26 à la deuxième extrémité 22, pour le montage des organes de repositionnement sensiblement élastiques 19 par leur première extrémité respective.

Dans l’exemple illustré, la portion d’attache 18 du dispositif de connexion 7 présente une paroi cylindrique longitudinale 31 ménagée sur la zone centrale 25 à la jonction des premier et deuxième bras 28 et 29. Dans l’exemple illustré, des saillies 32 sont en outre formées sur la partie supérieure 15 du dispositif de connexion 7 de part et d’autre de la paroi cylindrique longitudinale 31 de la portion d’attache 18.

En particulier, les saillies 32 sont ici définies par des parois sensiblement verticales agencées l’une en face de l’autre et ménageant ainsi un espace de réception d’au moins une extrémité d’une tige 20 (voir ci-après). C’est dans cet espace de réception que la tige est par exemple précontrainte.

La partie inférieure 15 du dispositif de connexion 7 présente ici globalement une forme en C.

La partie inférieure 15 est pourvue d’une zone inférieure principale de fixation 33 ménagée à chaque extrémité libre du C pour l’assujettissement mécanique des piliers principaux 16, et d’une zone inférieure additionnelle de fixation 34 ménagée au centre du C pour l’assujettissement mécanique du pilier additionnel 17.

Dans l’exemple illustré, les piliers principaux 16 et le pilier additionnel 17 sont assujettis mécaniquement par vissage respectivement sur les zones inférieures principales de fixation 33 et sur la zone inférieure additionnelle de fixation 34 sur la partie inférieure 14 du dispositif de connexion 7, et par emboîtement par frettage sur les zones supérieures principales 26 et sur la zone supérieure additionnelle 27 sur la partie supérieure 15 du dispositif de connexion 7.

En particulier, les piliers principaux 16 et le pilier additionnel 17 sont ici pourvus d’une portion inférieure amincie 35, 36 qui est filetée et qui est passée respectivement au travers des zones inférieures principales de fixation 33 et de la zone inférieure additionnelle de fixation 34.

Une rondelle 37 et un écrou 38 sont assujettis mécaniquement sur chacune des portions inférieures amincies 35, 36.

Le vissage des piliers principaux 16 et du pilier additionnel 17 avec la partie inférieure 14 du dispositif de connexion 7 permet un démontage et un remontage assez aisés du frein de service et/ou du frein de parking 11 ensemble avec les leviers 12. Dans l’exemple illustré, le pilier additionnel 17 présente aussi d’une part, une portion intermédiaire amincie 39 qui passe au travers de la zone inférieure additionnelle de fixation 34, laquelle présente une épaisseur supérieure à celle des zones inférieures principales de fixation 33 et, d’autre part, une portion supérieure amincie 40 qui passe au travers de la zone supérieure additionnelle de fixation 27, laquelle présente une épaisseur supérieure à celle des zones supérieures principales de fixation 26.

Dans l’exemple illustré, les piliers principaux 16 sont dépourvus d’une telle portion intermédiaire amincie et d’une telle portion supérieure amincie.

L’organe d’ancrage 6 est ici formé de deux embases 41 montée à chaque extrémité de la paroi cylindrique 31 de la portion d’attache 18, et d’une tige de montage 42 introduite au moins partiellement dans chaque embase 41 et dans la paroi cylindrique 31 .

Les embases 41 et la tige de montage 42 sont montées pivotantes par rapport à la paroi cylindrique 31 et donc par rapport à la portion d’attache 18.

Dans l’exemple illustré, une des deux embases 41 est située adjacente à la partie supérieure 15 au niveau de sa première extrémité 21 , tandis que l’autre des deux embases 41 est positionnée au-dessus de la partie supérieure 15 et en regard de la zone supérieure additionnelle de fixation 27 du pilier additionnel 17.

L’organe d’ancrage 6 comporte en outre une ou plusieurs bagues cylindriques 43 montées entre la tige de montage 42 et la paroi cylindrique 31 .

L’organe d’ancrage 6 peut aussi comporter une ou plusieurs bagues cylindriques (non représentées) montées entre la tige de montage 42 et les embases 41 .

La ou les bagues montées entre la tige de montage 42 et la paroi cylindrique 31 peuvent être par exemple en métal ou en plastique, tandis que la ou les bagues montées entre la tige de montage 42 et les embases 41 sont par exemple réalisées en métal.

Les tiges 20 sont chacune montées par une première extrémité libre, ou emmanchée, dans un orifice ménagé dans une des embases 41 respectives, et logées par une deuxième extrémité libre, ou emmanchée, opposée à la première extrémité libre dans un espace de réception respectif formés entre les saillies 32 sur la partie supérieure 15 du dispositif de connexion 7.

Les tiges 20 présentent une position stable dans laquelle elles sollicitent les embases 41 et/ou la partie supérieure 15 pour mettre le dispositif de connexion 7 sensiblement à l’horizontale.

Dans le système de freinage ferroviaire 2 décrit ci-dessus, les efforts générés au freinage sont transmis par les deux piliers principaux 16 et par le pilier additionnel 17 au dispositif de connexion 7 et en particulier à sa partie supérieure 15 puis au support 5 du véhicule ferroviaire 1 par l’intermédiaire de la portion d’attache 18 du dispositif de connexion 7.

En d’autres termes, les piliers principaux 16 ne sont pas simplement des axes autour desquels les leviers 12 sont mobiles en rotation mais aussi et surtout des organes de transmission des efforts.

En outre, les piliers principaux 16 sont épaulés par le pilier additionnel 17 qui, du fait de son agencement à proximité de la portion d’attache 18, assure une rigidité suffisante au dispositif de connexion 7 et une transmission optimale des efforts de friction vers la portion d’attache 18.

On notera que le pilier additionnel 17 est ici agencé de sorte à se trouver dans un espace libre en regard de la roue 3.

L’action de freinage engendre des efforts de freinage qui sont donc transmis, via le dispositif de connexion 7, à l’organe d’ancrage 6 et au support 5 auquel est assujetti le système de freinage 2.

Des variantes non illustrées sont présentées ci-après.

Les piliers principaux peuvent être pourvus d’une portion intermédiaire amincie et/ou d’une portion supérieure amincie.

Le pilier additionnel peut être dépourvu d’une portion intermédiaire amincie et/ou d’une portion supérieure amincie.

La partie inférieure et/ou la partie supérieure peuvent avoir une épaisseur constante ou bien des zones plus ou moins épaisses que d’autres.

Les piliers principaux et/ou additionnels peuvent être vissés sur les parties inférieure et supérieure, ou emboîtés, par frettage ou non, ou bien soudés, et/ou collés et/ou rivetés, et/ou éventuellement sécurisés en position à l’aide par de goupilles radiales.

Les piliers principaux et/ou additionnels peuvent être montés indémontables de l’une des parties inférieure et supérieure. Le dispositif de connexion peut être pourvu de plusieurs piliers additionnels, décalés ou alignés par rapport aux piliers principaux.

L’organe d’ancrage peut être formé différemment, sans embase mais avec un dispositif incluant un organe amortisseur intégré.

Les bagues de l’organe d’ancrage peuvent être tout en métal ou tout en plastique ou dans d’autre matériaux, par exemple en composite, ou bien l’organe d’ancrage comporte une unique bague ou bien est dépourvu de bague.

Les saillies définies par des parois sensiblement verticales peuvent être remplacées par des rainures horizontales, dont le fond est configuré pour permettre la précontrainte des tiges et un montage aisé de celles-ci. Le frein de service et/ou de parking peut être électromécanique, ou hydraulique, ou électrique, ou encore manuel plutôt que pneumatique.

Plus généralement, l’invention ne se limite pas aux exemples décrits et représentés.